[发明专利]汽车前桥及车架动力学建模及模型验证方法

说明书

本发明提供一种汽车前桥及车架动力学建模及模型验证方法，所述方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立前桥动力学模型，前桥包括前轮、悬架板簧、减震器、转向桥、转向拉杆、以及转向节；S2)利用实体软件建立及验证前桥子系统动力学模型；以及S3)利用实体软件建立及验证车架动力学模型。本发明提供的汽车前桥及车架动力学建模及模型验证方法通过对前桥子系统进行动力学建模和验证来完成对整个前桥的动力学建模和验证，对车架动力学建模及验证，通过建立车架柔性体模型并对该模型进行验证以及对车架连接件的柔性体车架板簧和车架减震器分别建模并对所建模型进行验证，可以为后续的整车动力学建模提供依据并对整车进行刚柔耦合模型修正。

技术领域

本发明涉及汽车动力学建模领域，具体地，涉及一种汽车前桥及车架动力学建模及模型验证方法。

背景技术

动力学分析与软件仿真随着计算机技术的发展而不断成熟，尤其是机械系统建模和仿真商业软件的出现，使得动力学分析与仿真技术在机械制造中得到越来越多的应用，特别是在汽车制造行业，动力学分析与仿真技术的样机的应用，可以简化产品的设计开发过程，大幅度的缩短产品的开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，是当今汽车研发领域的一项关键技术。

目前在汽车动力学分析与软件仿真方面，多数情况下，该行业研究人员主要针对汽车上的各个部件进行动力学建模和仿真，很少会对多个汽车部件进行动力学建模和仿真。

发明内容

本发明提供了一种汽车前桥及车架动力学建模及模型验证方法，所述方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立前桥动力学模型，所述前桥包括前轮、悬架板簧、减震器、转向桥、转向拉杆、以及转向节；S2)利用实体软件建立及验证前桥子系统动力学模型；以及S3)利用实体软件建立及验证车架动力学模型。

优选地，所述建立及验证前桥子系统动力学模型包括：建立及验证前轮与减震器模型、建立前桥及前桥连接件运动副模型、建立前轮与路面连接运动副模型、以及建立前桥动力总成及转向直拉杆模型。

优选地，建立前轮与减震器模型包括：建立右前轮胎模型、建立右前减震器模型、建立左前减震器模型、以及建立左前轮胎模型；验证前轮与减震器模型包括：使用前轮到车身的传递函数验证前轮模型；采用弹簧力模拟方式验证减震器模型。

优选地，所述右前轮胎模型和左前轮胎模型为UA轮胎模型、Fiala轮胎模型和魔术轮胎模型中的任意一种。

优选地，所述建立前桥及前桥连接件运动副模型包括：基于所述前桥动力学模型，建立前桥连接件运动副模型，所述前桥连接件运动副模型包括：板簧吊耳旋转副模型、转向节前端与轮胎旋转副模型、转向节旋转副模型、减震力模型、板簧吊耳后端移动副模型、对称侧结构模型、以及板簧与转向桥固定副模型。

优选地，所述建立前轮与路面连接运动副模型包括：建立前轮动力学模型；基于所述前轮动力学模型，建立路面连接运动副模型，所述路面连接运动副模型包括：右前轮胎旋转副及扭矩力模型、右前减震器与板簧固定副模型、左前轮胎旋转副及扭矩力、前轮轮胎与路面相切点模型。

优选地，所述建立前桥动力总成及转向直拉杆模型包括：建立动力总成右前衬套模型、建立动力总成质心模型、建立动力总成变速箱右侧端衬套模型、建立动力总成变速箱端左侧衬套模型、建立动力总成左前衬套模型、建立转向拉杆球铰模型、以及建立转向直拉杆与转向器球铰模型。

优选地，步骤S3)利用实体软件建立及验证车架动力学模型包括：对车架进行柔性体建模，得到车架柔性体模型；通过验证所述车架柔性体模型的模态振型来验证所述车架柔性体模型，当验证结果为所述模态振型的频率误差在第一频率范围内且模态值误差小于等于第一阈值时，验证结束；对车架板簧进行柔性体建模，得到柔性体车架板簧模型；通过拟合所述柔性体车架板簧的刚度来验证所述柔性体车架板簧模型；建立车架减震器刚度阻尼模型，并对所述车架减震器刚度阻尼模型进行验证。