公路与汽运
16
公 路 与 汽 运
Hihwas&AutomotiveAlicationsgypp
第5期
2011年9月
基于ADAMS的房车布置优化及对操纵性能的影响
廖抒华,陈晔
()广西工学院汽车工程系,广西柳州 545006
//摘要:借助A研究在客车底盘中增加A热水器、净水DAMSCar建立房车模型,C发电机、
/箱、污水箱、灰水箱等较大质量的设备后对房车操纵稳定性的影响,并采用ADAMSInsiht对各g项配置的重心位置进行优化设计,以提高整车的操纵稳定性。
关键词:汽车;房车;布置优化;操纵稳定性;ADAMS
()中图分类号:U462.2 文献标志码:A 文章编号:1671-2668201105-0016-03
桌子、睡具、炊事设施和储 房车是指具有座椅、
藏设施的一种专用汽车,根据其功能不同有旅居车、休闲车、露营车、商用车、化妆车等称谓,常统称为房车。与国外相比,房车在中国发展仍处于起步阶段。置优化及其对整车操纵稳定性影响的分析是至关重/要的。ADAMSCar可针对房车进行建模及操纵稳/定性分析,ADAMSInsiht还可针对分析结果进行g优化,能非常直观、清晰地反映各参数变化对分析结/果的影响。该文运用ADAMSCar及Insiht模块g对增加大质量配置的房车进行优化布置,并讨论其参数对整车操纵稳定性的影响。
对于A型自行式房车,增加大质量设备后的布
根据车辆动力学方程得:
akbk1+2̇(kkωr-kδ=m(v+uω1+2)1r)β+u
22
akbk1+2̇r(akbkωr-akδ=I1-2)1zωβ+u
u0ùéméù
êúêβú+êúêú̇ωë0Izûërû
1 线性二自由度汽车模型
图1为汽车线性二自由度模型。
()1式中:后轮胎的侧偏刚度kk1、2分别为汽车前、(/););Nradm为汽车质量(kIgz为汽车的转动惯量
akbké1-2ùêkúkmu+1+2
uêú22êúkbk1+2
êúakbk1+2ëûu
ékùéêβùú=ê1ú[δ]êúêúωakërûë1û
(·m2)。kg
)/由式(可知:房车增加A热水器、1C发电机、
净水箱、污水箱、灰水箱等较大质量设备后,m及Iz均发生较大变化,将显著影响v及ωr。
2 虚拟样机模型建立及仿真
2.1 从CAD模型中提取数据
在C并提取相ATIA设计图中完成初步布置,,应设备重心、转动惯量等参数(如表1所示)为后续在ADAMS中建立模板准备相应数据。
););后轮侧偏角(ααradε为u1与x轴的夹角(raduu1、2分别为前、1、2/););为汽车质心侧向速度(msradu为汽车沿x轴β为质心侧偏角(/););的前进速度(后轴的msδ为前轮转角(rada、b分别为质心与前、;。距离(m)L为轴距(m)
2.2 建立ADAMS模板文件根据表1中数据,建立房车底盘模板文件。将各项设备的重心位置设为硬点,以便后续优化时评估使用。各项设备以固定(接头类型连接于fixed)2.3 建立整车模型并仿真调用相关部件,建立整车模型。执行FullVehi--。车辆底盘(如图2所示)
/);/);分别为汽车前、后轴中点的速度(msωradsvr为横摆角速度(
图1 汽车二自由度模型示意图
cleAnalsis中Drift仿真。参数设置如图3所示。y
总第146期 Hihwas&AutomotiveAlications 17gypp
表1 房车设备参数
设备名称驾驶室空调客厅空调主卧室空调蓄电池油箱/AC发电机
水箱
质量/mkg[***********]40
重心位置/mm
2
(·m)转动惯量/kg
公 路 与 汽 运
x[***********][1**********]807
yz[1**********]7-[1**********]25
IxxIyyIzz
00-750760000
0.90.90.9112.313.72.54.8
1.61.61.614.125.235.81.66.3
2.32.32.3123.623.82.57.9
热水器(加水后)
-785
,为横向对称布置。352.6346.2
备重量总和,将所有需要优化的数据近似均分为两部分,分别进行优化,可极大地节省优化计算时间
。
设置为“isthe”MinimumAbsoluteValueDuring
”。根据实车布置空间,确定重心优化范Simulation。围(如表2所示)
如果一次将所有数据进行集中分析,生成的优
2.4 进行布置优化设计建立优化目标值,将“DesinObectivesValuegj
化组合数组将过于庞大。因此,实际分析中按照设
表2 重心优化范围
设备名称驾驶室空调客厅空调主卧室空调蓄电池油箱/AC发电机热水器水箱
重心位置/mm
图3 Drift参数设置
x[***********][1**********]807
yz[1**********]7-[1**********]25
x
重心优化范围/mm
yz00400,00,3000,1000,3000,1000
00-750760000
800,-20002000,-200-300,1500-1600,700200,2200
0400,1400
200,-400
001600,00,-4501700,0
000
-785
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公 路 与 汽 运
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2011年9月
3 优化结果分析
根据优化结果,选择侧向加速度最小的一组数。调整底盘文件中值,即为最优组合数据(见表3)的硬点,模型将自动调整各部件。按照表3中的参
重心位置/mm
数设置再次进行仿真,对比侧向加速度。如图4所示,优化后,房车的侧向加速度大幅度减少。
将仿真后数据导出进行处理,计算得优化前的,平均侧向加速度为-0.优化后平均侧向加速度33g,为-0.降低幅度为5154%。g
优化后重心位置/mm
表3 优化后的重心位置
设备名称驾驶室空调客厅空调主卧室空调蓄电池油箱/AC发电机热水器水箱
0.850
0.6750.5000.3250.1500.000-0.200-0.375-0.550-0.725-0.900
0.01.5
x[***********][1**********]807
yz[1**********]7-[1**********]25
xyz
00-750760000
[***********][1**********]207
00-450310000
[1**********]7-[1**********]25
-785-785
侧向加速度/[×9.8(m·s)]
-2
[]北京:3 陈军.MSC.ADAMS技术与工程分析实例[M].
优化前优化后
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3.04.56.07.59.010.512.013.515.0
时间/s
图4 优化前、后侧向加速度对比
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4 结语
在房车改装中,需在客车底盘上增加较多设备,这些设备通常具有较大质量,将对整车操纵稳定性带来不利影响。
/用ADAMSCar及Insiht模块对房车布置进行优g提高整车的操纵稳定性,具有较大的工程意义。参考文献:
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该文通过A配合使DAMS建立底盘模板文件,
化,使整体布置更为合理,可有效降低侧向加速度,
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收稿日期:2011-06-12