（1济南市市中区经济和信息化局，山东 济南 250000；2中国石油大学，山东 青岛 266580）
摘要：汽车通过性属于汽车操作稳定性的范畴，是评价汽车平顺性的重要技术指标之一。本文基于C#和Adams/Car软件开发了越野车通过性仿真分析系统，用于评价越野车通过性能的仿真结果显示。
关键词：汽车通过性；仿真分析；C#和Adams/Car
越野车的通过性能是其机动性能的重要评价条件，越野车在通过不同路面时，会得到不同的试验数据。本文针对凹坑路面采用C#编程语言编写了通过性仿真使用界面，通过系统数据来判断能否通过凹坑，为后续越野车的开发与升级提供理论依据。基于C#与Admas/Car越野车通过性仿真系统是在Admas/Car软件的基础上搭建整车仿真模型，并通过C#语言将仿真过程可视化；通过该仿真系统，可得到越野车在通过各种凹坑路面时的试验过程与结果，并自动对试验过程进行分析处理，使用户形象了解该过程受力情况和试验结果，并能将试验数据输出和记录。本文针对所涉及仿真软件，通过凹坑路面进行仿真试验与结果分析。
1. Adams/Car凹坑道路模型建立
在Adams/Car中，可以通过独立插件Road Builder对二维和三维道路模型的属性进行编辑，道路模型的建立是随着轮胎模型的建立而建立的。插件Road Builder具有很强大的功能，不仅可以制作ARM和IPG格式的路面，而且还可以支持不同的专用车道路面的编辑。根据汽车通过性试验要求，本文主要对汽车通过以下凹坑路面，利用Adams/Car软件自动的Road Builder软件构建相应的路面模型，如图1所示。
凹坑路面的参数主要包括凹坑的深度和宽度，构建完成需要的路面仿真模型，如图2所示。Adams/Car界面具有很强的灵活性，用户可根据自己需求进行设计。如果需要将软件作为后台进行仿真时，则可通过CMD文件进行软件控制，也可通过外部程序来实现某些特殊功能。在Adams/Car中可通过宏命令来操作软件实现仿真。宏指令作为一种软件运行的底层文件，数据会通过参数模式传递给宏文件。宏指令可以通过软件的命令输入窗口进行编辑，或者传统的对话框模式进行输入。宏指令使得软件仿真可以通过程序的模式进行编写与创建，这样就可简单完成一些复杂的仿真。宏命令可以通过用户输入、编辑或导入等方式进行设计。本文采用C#编写相应的仿真宏，导入Adams/Car软件进行相应控制仿真。
2.Adams/Car模拟仿真
Adams/Car的模拟仿真需要先将要仿真的对象与试验环境结合起来。先通过仿真将越野车模型和地面结合起来，根据凹坑的障碍模型完成越野车的通过性仿真试验。通过Adams/Car自带的汽车驱动仿真软件进行通过性仿真，搭建不同地形下的仿真模型，通过不同地形的.txt文件格式，可以方便的更改障碍模型的尺寸，设置完成后，保存并进行计算，就可模拟出越野车通过不同的障碍模型的仿真过程，并通过Postprocessing软件将仿真动画导出。
3.凹坑路面仿真分析
越野车在通过不同路面时，会得到一系列不同的试验数据。用户可以通过这些数据来判断越野车的能否通过该地面障碍。通过不断试验与对比，得到大量的试验数据来总结经验，为后续越野车的开发与升级提供理论依据。设置越野车参数，设置完参数后然后设置凹坑路面的几何参数，模拟仿真越野车通过凹坑路面时的情景，最后通过Adams/Car仿真出通过凹坑时的模拟动画。设置凹坑路面的深度为500mm，宽度为300mm，通过软件运行仿真系统，软件判断该越野车可以通过设定的凹坑路面，计算结果如图3所示。
点击Adams仿真按钮，在弹出的输入框内输入相应仿真数据，点击运行按钮，如图4所示。选取模型三做虚拟仿真试验，获取在10km/h车速下越野车通过凹坑路面的轨迹图，由图可以看出，越野车可以通过该凹坑路面，在通过路面时车身先发生一定下沉，然后再通过边缘时，前轮触碰到凹坑边缘，越野车发生一定的弹跳，但是仍然可以通过该路面。车轮通过凹坑路面时，下降落差与时间之间的关系如图5所示，由图可以看出通过凹坑时，车轮有一定下沉，随着车身的前移，车轮位移不断上升至路面水平位置，可以通过该路面。
汽车通过凹坑时，前后轮会依次接触到凹坑路面的边缘处，该工况下，越野车可以通过凹坑路面，加大凹坑的宽度至700mm，越野车的参数保持不变，模拟越野车通过这种情况下的行驶情况,如图6所示。从图可以看出，车辆在通过该路面时，前端与凹坑边缘处发生碰撞，并由图7所示，在8s处时车辆发生前端碰撞后并停止下来，不能继续前进，力值瞬时增大。
4.结论
经分析可知，车身沿z轴方向位移伴随着凹坑宽度的增加而增加，当凹坑宽度大于轮胎直径时，越野车在通过凹坑时，会导致前轮陷入凹坑发生前端触碰的问题，且增速同样呈递增趋势，即车辆行驶通过性与凹坑的宽度呈反比，凹坑宽度越大，车辆通过性就越差，传递给驾驶员的不舒适感越强烈，对驾驶员的心理造成更大的干预，会使车辆发生抖动。并且车辆的通过性较差，造成车辆前部触底的概率较大。本文凹坑路面为例，对车辆进行了通过性仿真与分析。同样的方法也适用其他路面的的分析，分析结果表明：本文设计的越野车通过性仿真分析系统能够真实、可靠地对通过性进行模拟与仿真。
参考文献
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[2]陈思忠等.基于转向轻便性与回正性的方程式赛车主销内倾角优化[J].工程设计学报,2012.19(01):30-33.
[3]侯金钟．浅析军用越野汽车的越野性能[J].重型汽车.2012.12：8-10.
作者简介：李源泉（1988年—），男，汉族，山东省乳山市人，中国石油大学在职研究生，主要研究方向为汽车通过性；
于蕾艳，女，中国石油大学（华东）机电工程学院机械设计与车辆工程系副教授。
论文作者:李源泉1 于蕾艳2
论文发表刊物:《知识-力量》2中
论文发表时间:2018/9/18
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