郑军[1]2001年在《新概念车舒适性与操纵稳定性研究》文中研究说明本论文作为新概念车课题的前期理论研究，主要侧重于新概念车与普通轿车的舒适性与操纵稳定性对比分析，以验证新概念车的可行性。 在舒适性分析中，本论文建立了包括全部轮胎、悬架与座椅的11自由度非线性整车舒适性模型，根据计算要求提出了时域离散路面生成算法，并运用神经网络优化算法对悬架参数进行了舒适性优化计算，从而证实了新概念车具有优于普通轿车的舒适性。相应的台架振动试验验证了舒适性模型中非线性轮胎与悬架模型的合理性，实车舒适性试验则验证了新概念车确实具有较好的舒适性。 在操纵稳定性分析中，本论文建立了开环操纵稳定性模型，在频域与时域两个方面对新概念车与普通轿车的稳定性与动态响应性能进行了对比分析，并在此基础上提出了基于驾驶员—道路—车辆动态最优控制的闭环操纵稳定性模型，对新概念车与普通轿车的整体行驶性能进行了实时仿真，验证了新概念车同样具有与普通轿车相当的操纵稳定性。 论文中创新提出了路面生成算法、神经网络优化算法及驾驶员—道路—车辆动态最优控制模型，并在非线性舒适性模型与操纵稳定性模型中有所改进。根据计算分析与实车试验的结果，证实了新概念车在本论文研究的范围内是完全可行的。
吴军[2]2005年在《汽车外流场湍流模型与菱形新概念车气动特性的研究》文中进行了进一步梳理汽车的气动特性对汽车的动力性、经济性、舒适性和安全性等等有着极其重要的影响,例如:汽车在高速行驶时,整车气动阻力与速度的平方成正比,而风阻系数的减少则可大大降低汽车的油耗,提高汽车的经济性;另外,汽车在高速状态下的侧风稳定性则是对汽车安全性的重要指标之一。而汽车外流场的流动尤其是尾部大范围的分离和湍流流动对汽车气动性能至关重要,所以,如何应用准确的湍流运动物理数学模型,对汽车外流场的气动特性进行深入分析已成为当前汽车空气动力学数值仿真研究领域面临的重点和难点之一。传统的汽车外流场数值仿真所应用的湍流模型大都是基于“通常”条件推导而成,而汽车外流场有着其独特的流动特性,因此本文认为需要在对汽车外流场的近壁特性进行深入分析的基础上,建立更为适用汽车外流场的湍流模型。 从理论方面,本文运用张量表示理论、近壁特性分析和低雷诺数修正的方法,通过对机理完善的雷诺应力方程进行简化,建立了全应力湍流模型; 从计算方面,本文在理论模型的基础上对新概念车和典型汽车气动特性进行数值仿真,获得升阻力系数、压力系数以及外流场的各种仿真结果: 从试验方面,本文运用粒子图像速度场仪(PIV)、风洞试验的手段对新概念车的外流场特性进行了深入的研究,并验证了数值计算的结果。 本论文的主要创新点和研究工作包括: 1、综述国内外汽车外流场数值仿真的研究现状和发展动态。首次针对汽车车身外流场的特点提出建立低雷诺数非线性涡粘性湍流模型的思路。基于雷诺应力输运方程进行简化,推导出包含原始精确模型机理的显式代数应力模型(其实际体现为非线性涡粘性模型);然后应用近壁特性分析方法,对非线性涡粘性模型进行低雷诺数修正,保证雷诺正应力和剪切应力在近壁处都能够得到体现;最后综合k-ω方程和k-ε方程及低雷诺数非线性涡粘性模型形成完整的双方程框架下低雷诺数非线性湍流模型,简称全应力输运模型(Whole Stress Transport Model—WST)。 2、全应力湍流模型相对当今汽车工程界常用的k-ε等线性涡粘性湍流模型包含有更完整的低雷诺数雷诺应力模型的机理,其综合了k-ω模型和k-ε模型的优点,既克服了k-ε模型在附面层内由于涡粘性系数各项同性导致的分辨率低的缺点,可以反应近壁区雷诺应力的各向异性,从而具有附面层内的高分辨率;
莫旭辉[3]2008年在《类菱形车操纵动力学分析与优化》文中认为汽车操纵稳定性是影响汽车主动安全性的重要因素,受汽车结构、道路环境和驾驶员等因素影响。本文以类菱形底盘布置车辆为研究对象,应用多体动力学理论和方法,在操纵稳定性理论前期研究的基础上,进行了面向类菱形底盘布置车辆的整车运动学分析和动力学分析优化,为类菱形车操纵稳定性提高提供了理论基础。根据类菱形底盘布置特点,选择合适的悬架结构,运用有限转动张量和空间解析几何法建立了类菱形车双横臂悬架参数化运动学模型,并用ADAMS软件验证了模型的正确性。基于该运动学模型,以悬架摆臂长度和初始位置作为优化变量,对悬架跳动过程中轮胎接地点最大滑移量、轮胎最大外倾角、侧倾力臂和后倾角变化进行了优化,从而使类菱形车操纵稳定性得到提高,为后继研究奠定了基础。根据前期研究结果,对改进后的车身造型进行风洞试验,测试结果表明类菱形车空气动力学性能得到很大提高。根据类菱形底盘结构车辆,结合多体动力学理论,对类菱形车侧倾机理进行分析,建立了类菱形车整车稳态侧倾模型。基于该类菱形车稳态侧倾模型,主要分析了类菱形车稳态侧倾过程中,整车质心高度、侧倾中心高度、悬架侧倾角刚度、悬架载荷分配等参数对侧倾过程中轮胎载荷变化、侧向加速度变化、车身侧倾角变化的影响,并对类菱形车侧倾极限进行了分析计算。结合类菱形车稳态侧倾分析结果和车辆侧倾过程中对车身侧倾角和侧翻阀值的要求,通过合理选择整车布置参数,提高了类菱形车抗侧倾能力,为改善类菱形车操纵稳定性提供了理论依据。在侧倾分析的基础上,建立了类菱形车稳态俯仰模型。根据类菱形车加速和减速工况的区别,分别对类菱形极限加减速情形下的车辆俯仰进行了分析,主要分析了纵倾中心高度和重心纵向偏移量对车辆俯仰的影响。在保证类菱形车侧倾稳定性的前提下,通过选择整车参数,合理布置前后悬架导向杆系,确定合适的纵倾中心高度和重心纵向偏移量,能够增强类菱形车抗俯仰能力,提高类菱形车操纵稳定性。开环操纵稳定性研究方法适合于车辆本身特性的研究,也是操纵稳定性研究的基础。开环操纵稳定性不考虑驾驶员特性,主要研究道路-车辆模型,把汽车本身看作是一个控制系统,按照对控制系统稳定性,稳态品质和瞬态响应特性的一般要求,来分析和研究汽车的运动特性。根据类菱形车侧倾动力学模型和俯仰动力学模型分析,并结合传统底盘布置车辆的整车参数,确定了类菱形车整车基本参数。在叁自由度开环操纵稳定性时变模型基础上,根据试验标准对类菱形车稳态回转试验、方向盘角阶跃输入试验、方向盘转角脉冲输入试验进行模拟,分析了类菱形车稳态和瞬态响应,并根据操纵稳定性指标限制与评价方法对各响应指标进行分析评价,类菱形车在方向盘角阶跃、稳态回转和方向盘转角脉冲试验中,各评价指标结果表明类菱形车具有很好的操纵稳定性。本文作为类菱形底盘布置车辆操纵稳定性前期理论研究,为类菱形车整车参数选取和提高操纵稳定性提供了理论依据。
张义[4]2012年在《基于整车动力学性能的菱形车前后悬架系统研究》文中研究表明随着汽车工业的不断发展，我国已经成为世界上的汽车制造大国，但是由于自主研发能力的欠缺，中国还远远不是汽车强国。同时，汽车保有量不断增加，其带来的负面影响也在不断凸显，交通拥堵、交通事故增加、燃料需求紧张以及环境污染等问题越来越受到社会的关注。菱形车是一款新型汽车，其底盘布置形式与传统汽车的矩形布置形式不同。菱形车四个车轮呈菱形布置，且前后车轮为单轮，承担着联动转向功能，中轮为驱动轮，这样决定了其在总布置以及悬架、转向、制动系统的设计等许多方面会与传统车辆有所不同。菱形车不仅具有完全的自主知识产权，而且在缓解交通、提高碰撞安全、节省燃油以及减少环境污染等方面具有自身的优势。但是，对于菱形车独特的底盘布置形式以及由此带来的一些结构上的创新设计，目前可供直接参考的理论和文献资料相对较少，要实现菱形车将来的产品化和市场化，还有大量的研究工作需要进行。本文在菱形车的平顺性、操纵稳定性、悬架参数设计以及悬架和车轮结构设计等方面进行了较为深入的研究，主要内容包括：确定了菱形车各悬架系统以及前后轮系统的基本结构。根据菱形底盘布置形式的特殊性，通过对传统悬架形式进行对比分析，确定双纵臂和双横臂独立悬架分别作为菱形车前后悬架和中悬架的基本形式。双纵臂独立悬架不仅适用于转向轮，而且有利于降低整车质心，可以满足菱形车对前后悬架基本要求，悬架和前后轮系统结构的确定有助于后续菱形车的整车性能分析以及优化等工作。建立了菱形车十五自由度整车平顺性模型，并分别在随机路面和脉冲路面下分析了各设计变量对其平顺性的影响规律。根据菱形车的底盘布置特点，详细推导了菱形车整车平顺性的动力学模型，通过求解，分别得到驾驶员和左后乘员的垂向加权加速度均方根值和最大垂向加速度，从而对整车平顺性进行评价。平顺性模型是菱形车整车性能深入研究的一个理论基础，各设计变量对平顺性的影响规律也为菱形车总布置提供了理论参考。建立了菱形车二自由度和叁自由度操纵模型，并分析了各设计变量对操纵稳定性的影响规律，同时对两个操纵模型进行了对比分析，发现了二者之间的不同。二自由度模型主要考虑侧向和横摆运动，而叁自由度模型不仅考虑侧向和横摆运动，而且考虑侧倾运动，通过对菱形车的稳态回转、方向盘角阶跃输入和方向盘角脉冲输入试验的仿真研究，分析了各设计变量对菱形车操纵稳定性的影响规律，为菱形车总布置以及悬架参数选择提供了理论依据，也为菱形车操纵稳定性的深入研究奠定了理论基础。利用协同优化技术对菱形车的悬架参数进行了优化设计。菱形车悬架参数的变化对平顺性和操纵稳定性的影响存在矛盾性。优化前，通过菱形车样车试验对建立的平顺性模型和叁自由度操纵模型进行验证，验证正确后以二者为基础，根据协同优化思想建立了菱形车悬架参数的优化模型，通过优化使得菱形车的整车性能在一定程度上得到了综合提高。优化后的悬架参数能够指导菱形车悬架结构设计，为其提供理论参考。利用近似建模技术，对菱形车前后轮系统的横梁结构进行了优化设计。根据菱形车的结构特点确定横梁的基本结构，并通过灵敏度分析确定横梁的关键设计尺寸，利用拉丁超立方方法建立横梁样本，再通过对各个样本的分析得到横梁的质量和疲劳寿命，从而利用Kriging近似建模技术建立横梁质量和疲劳寿命的近似模型，在此基础上以横梁疲劳寿命为约束条件，以横梁质量最小化为目标，对其关键设计尺寸进行优化设计。这种设计方法对于菱形车的横梁设计来说，可以大大地缩短设计时间，节约设计成本。本文的研究对菱形车整车设计参数选择以及前后悬架和前后轮的结构设计提供了理论依据，这不仅对菱形车的样车生产具有实际指导意义，而且为菱形车将来的产品化和市场化奠定了理论基础，具有很好的工程实际意义。
房拥军[5]2012年在《单人类菱形车操纵稳定性虚拟试验研究》文中认为本文以类菱形车为研究对象，运用虚拟样机软件ADAMS/Car模块建立类菱形车中悬架模型，对其K&C(Kinematics&Compliance)特性进行了分析研究。运用ADAMS/View模块建立整车仿真模型，对其操纵稳定性进行了分析研究。首先，基于类菱形车，分析了其中轮双横臂式悬架导向机构的布置形式，确立较优方案；设计了该悬架的钢板弹簧，进行刚度计算，得到满足整车操纵稳定性及平顺性要求的板簧刚度；以ADAMS/Car模块为平台，建立悬架模型，并在其基础上作悬架K&C特性分析。其次，分析了类菱形车转向原理，并作主销倾角匹配分析，确定满足整车直线行驶稳定性及回正性要求的前、后悬架主销倾角匹配方案；以ADAMS/View模块为平台，建立类菱形车转向系统模型，基于满足类菱形车前、后轮转向同步性，结合有限转动张量理论、敏度分析方法、多岛遗传算法，对转向传动机构作优化。在同样的平台下，建立类菱形车前、中、后悬架模型和类菱形车整车仿真模型，并在随后的稳态回转试验中验证整车模型的有效性。另外本文根据操纵稳定性试验方法，仿真分析了类菱形车在稳态回转试验、蛇形试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向盘转角脉冲输入试验中的响应，结果显示类菱形车拥有与一般轿车相当的操纵稳定性；分析了影响类菱形车操纵稳定性的因素，针对类菱形车，提出了改善该车操纵稳定性的具体措施。
吴乙万[6]2010年在《类菱形车电控后轮随动转向系统研制》文中进行了进一步梳理本文以一款类菱形车为研究对象,在分析原有前后轮机械联动转向机构优缺点的基础上,提出电控后轮随动转向系统(ECS)设计方案,论文详细讨论了ECS的系统构成、工作原理以及控制策略和算法。根据降阶建模思想推导出菱形车电控后轮随动转向系统数学模型。以零偏角为控制目标提出比例前馈型后轮随动转向控制策略,并采用PID控制器对转向机构伺服控制。在Simulink中建立ECS仿真模型,通过与实验结果对比分析验证模型的正确性。在阶跃转向工况下仿真分析ECS对车辆操纵稳定性的影响。仿真结果表明,采用ECS后类菱形车的高速操纵稳定性得到一定改善。开发了类菱形车电控后轮随动转向控制系统。硬件开发的主要工作包括电源模块、MCU外围电路、电机驱动及保护电路、信号处理电路和故障报警电路的设计。软件开发工作包括初始化模块设计、控制算法设计、数字滤波器和主程序设计等。研制了ECS样机,并在实车上对样机的主要功能进行试验验证。试验结果表明,ECS能快速、准确且稳定地实现后轮随动转向的控制。
毛建中[7]2009年在《菱形车悬架系统优化设计与动力学分析》文中研究指明本论文设计与分析了一款基于菱形车的中悬架;由于菱形车具有碰撞安全性好,转弯半径小的优点,因此其具有较强的工程应用与科学研究价值;文中主要内容侧重于中悬架系统的设计与分析并通过整车试验来验证中悬架设计的可行性与合理性;由于菱形车驱动轮中置,为避免车厢中部凸起而影响车内的空间使用与布置,对减振元件与弹性元件分别采用了筒式减振器与扭力减振器、扭杆与板簧两种方案并对其进行比较,在性能得以提升的前提下降低悬架系统高度方向尺寸,满足菱形车的结构与布置需求。文中还对菱形车的侧倾和制动进行了研究和分析,得出了菱形车的制动策略。最后本文对菱形车进行了详细地现场试验,试验结果令人满意,达到了国家规定的试验标准。在导向元件的设计中,鉴于双横臂悬架具有高度尺寸小和操纵稳定性好的优点,本文采用了这一结构;采用传统的悬架导向元件设计方法获得基本参数,通过张量理论建立起动力学模型,借助ADAMS和Matlab软件,对其进行了结构的优化,从而精确地定出了各导向杆件的空间位置与相关尺寸,且以此建立起相应的叁维数模。在弹性元件的设计与分析中,本文对扭杆的选用作了较详细的设计计算;对板簧的设计作了较充分的分析,特别是对板簧的刚度、长度、应力均分别采用了共同曲率法、集中载荷法和改良集中载荷法等不同的计算方案,并对其作了相应比较,尤其是对板簧横置时的刚度作了深入的分析与计算。通过对扭杆与板簧的比较,且基于菱形车结构与对悬架变刚度的需求,最后选用了板簧结构;因为弹性元件主要失效形式之一是疲劳,故本文对板簧进行了疲劳分析;由于汽车板簧所受载荷为非稳定变应力,文中引入疲劳损伤累积理论对菱形车的板簧进行了较为精细的疲劳计算。在减振元件的设计中,通过对车辆平顺性的分析,得出了菱形车中悬架所需要的阻尼特性曲线,为阻尼元件的计算提供了基础。通过对筒式减振器进行的设计与分析,确定了减振器的各种参数与数学模型。为减小高度尺寸采用了扭力减振器。利用扭力减振器提供的阻尼力矩与筒式减振器提供的阻尼力等价的思想,提出了筒式减振器与扭力减振器的换算关系,并以此确定扭力减振器的各个设计与选用参数及布置方案。制动和侧倾是车辆动力学研究的两个重点方向,本文对菱形车的侧倾工况和制动工况进行了较为详细地分析。借助Matlab/simulink软件对菱形车侧倾时发生的载荷转移和不同的制动形式进行仿真,并对其仿真结果进行了比较,得出了菱形车的制动策略,为菱形车制动系统的优化设计奠定了基础。本文对菱形车进行了较完整的整车试验,其试验内容为操纵稳定性六个和平顺性一个,共计七个试验,并对操纵稳定性试验进行了综合评价。通过试验与评价验证了菱形车具有与普通轿车相当的操纵稳定性与平顺性。这为菱形车未来的开发与研究奠定的充实的试验依据。论文中创造性地设计了一款采用双横臂做导向元件,板簧作弹性元件,扭力减振器作减振元件的悬架系统。根据设计计算与分析的结果,并通过试验,证实了菱形车的中悬架采用本论文的设计是完全可行的。本文还对菱形车的侧倾和制动问题进行了研究,得到了菱形车的制动策略。
陈瑜[8]2010年在《类菱形车行车制动性能研究》文中指出制动系统作为汽车的子系统之一,其性能直接关系到车辆的安全性。汽车的制动性能主要受轮胎与路面的附着条件以及汽车各车轮制动力分配的影响。本文以类菱形车为研究对象,分析其制动性能并对其制动系统的设计方法进行研究。针对类菱形车独特的底盘布置特点以及考虑相关制动工况,建立了类菱形车整车制动过程中的数学模型。该模型考虑到了在紧急制动过程中整车的纵向运动和横向运动。并且针对类菱形车紧急制动过程中可能遇到的方向稳定性问题,考虑了外在干扰力,干扰力矩,风阻以及弯曲运动时的离心力等因素,为类菱形车方向稳定性能的分析和制动系统的设计打下基础。应用虚拟样机技术建立了类菱形车整车动力学模型。其中包括前悬模型、中悬模型、后悬模型、轮胎模型、转向系统模型以及车身模型。并且应用MATLAB/simulink建立了整车的制动系统模型。最后将ADAMS和Simulink联合起来,构建类菱形车整车制动系统的联合仿真模型并进行了仿真分析。分析该车在前轮、中轮、后轮分别单独抱死以及两根车轴抱死的情况下的方向稳定性能。并且应用该模型分析车速以及不同车轴抱死的时间间隔对方向稳定性能的影响。为整车制动系统的设计提供理论依据。根据整车制动系统数学模型以及对方向稳定性的仿真结果,研究出针对于类菱形车的制动系统设计方法。其中包括根据轴荷分配对整车质心位置的确定,理想制动力曲线(双I曲线)和实际制动力分配曲线(双β曲线)的计算,各轴制动力比例系数的确定以及最后对根据实车参数确定的制动力分配合理程度进行分析,计算出该车的前后轴利用附着系数,并绘制曲线与国标要求进行比较,结果表明该车的利用附着系数达到国家标准要求。整个工作系统地研究了类菱形车的制动性能,对类菱形车制动系统的设计提高该车的整车制动安全性具有重要的意义。
张旭博[9]2010年在《基于混合动力汽车的主要构件与形态关系研究》文中研究说明当今中国经济发展迅猛,人们对汽车的需求也与日俱增。但与此同时摆在我们面前的一个难以调解的矛盾是我国石油资源紧缺,每年超过50%的油气需要靠进口来满足。同时世界各国也纷纷意识到,绿色环保高效的汽车将会是今后汽车发展的趋势,现阶段最为可靠、实际的节能环保汽车便是混合动力汽车,各大汽车厂商加大研发力度,纷纷推出自己的混合动力车型,我国各家汽车厂商也正在加大研发力,希望能够在新的一轮竞争中占据有利位置。然而在混合动力汽车产业的高速发展背后,与之配套的混合动力汽车造型的发展确是裹足不前、发展缓慢。国内各大厂商的混合动力新车大都只是套用现有车型的造型,造型陈旧不说,且未能体现出混合动力汽车绿色、环保、节能的特质,缺乏自身特有的产品语义,目前为止还没有专门为混合动力汽车所设计的新车造型。通过对现有混合动力车型加以分析研究,并加强对混合动力汽车特有构件的研究,并以此为基础建立混合动力汽车造型特征体系,对提升我国混合动力汽车产业的竞争力将有非常积极的作用。对今后的混合动力汽车造型设计起到基础性和指导性意义。为消费者提供一个符合环保概念的混合动力汽车造型车辆。
陈海洋[10]2017年在《面向轮毂电机驱动方式的纯电动交通工具造型研究》文中进行了进一步梳理在能源和环境问题日益严峻的形势下,纯电动交通工具由于符合可持续发展的需要得到了飞速的发展。在所有应用新能源作为能量驱动来源的交通工具中,纯电动汽车具有噪音小,零尾气排放,车身设计灵活度高,车体容易实现轻量化等特点备受瞩目,而在纯电车辆家族中,以轮毂电机驱动技术为驱动基础的电动交通工具独领风骚。轮毂电机驱动方式具有结构紧凑,驱动独立,电子控制容易实现,动力系统的高度集成化等特点,这些特点使得轮毂电机作为一种驱动方式具有了显着优势,它将伴随着技术的进步与完善,凭借其特殊的驱动形式和功能结构成为未来电动汽车的主流元素之一。轮毂电机的驱动方式为汽车的动力系统带来了巨大的改变,同时它也为整车布置提供了全新的思路,因此,找出轮毂电机驱动方式对汽车造型的基本方法并在此方法上寻求全新的造型突破成为了一项重要的课题。本文的目的是研究应用轮毂电机驱动方式的纯电动汽车造型方法和造型突破。本文的研究方法是通过分析轮毂电机驱动方式的原理与发展,得出以轮毂电机驱动的汽车造型发展特征,并从该驱动方式的限制条件和优势切入,根据其限制条件找出对汽车造型的约束方法,根据其优势并结合新技术的发展寻求该驱动方式对汽车造型带来的突破。可以得知以轮毂电机驱动的汽车其造型多样化和同质化并存。轮辋及前脸等部位的造型设计应当满足电机散热、密封等需要,轮毂电机驱动方式可以为纯电动汽车带来全新的总布置,从而在造型上迎来更大的设计灵活性和设计自由度。在本文的最后,本文将基于所总结出来的造型设计方法以及设计自由度,并结合由中国汽车工程学会造型专业学组的校企联合汽车设计实训项目,进行基于轮毂电机驱动方式的纯电动汽车造型设计,该设计将包含从概念手绘设计创作,到胶带图绘制,再到油泥模型制作的全系列设计流程。在本项目的设计过程中,将利用研究所得的造型方法对方案进行优化。
参考文献：
[1]. 新概念车舒适性与操纵稳定性研究[D]. 郑军. 湖南大学. 2001
[2]. 汽车外流场湍流模型与菱形新概念车气动特性的研究[D]. 吴军. 湖南大学. 2005
[3]. 类菱形车操纵动力学分析与优化[D]. 莫旭辉. 湖南大学. 2008
[4]. 基于整车动力学性能的菱形车前后悬架系统研究[D]. 张义. 湖南大学. 2012
[5]. 单人类菱形车操纵稳定性虚拟试验研究[D]. 房拥军. 湖南大学. 2012
[6]. 类菱形车电控后轮随动转向系统研制[D]. 吴乙万. 湖南大学. 2010
[7]. 菱形车悬架系统优化设计与动力学分析[D]. 毛建中. 湖南大学. 2009
[8]. 类菱形车行车制动性能研究[D]. 陈瑜. 湖南大学. 2010
[9]. 基于混合动力汽车的主要构件与形态关系研究[D]. 张旭博. 武汉理工大学. 2010
[10]. 面向轮毂电机驱动方式的纯电动交通工具造型研究[D]. 陈海洋. 吉林大学. 2017