基于ADAMS/Car整车操纵稳定性仿真分 析崔勇陶德清沙莎李雅顺江苏农牧科技职业学院摘要：以ADAMS仿真软件为平台，建立国内某A级车型整车模型，依据GB/T6323. 94《汽车操纵稳定性试验方法》，在ADAMS/Car中对建立的整车虚拟样机模型进行 了稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向回止性试验三项操纵稳定性仿 真试验根据QC/T480-1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》对仿真试 验结果进行了计分评价最后，将仿真结果与实车路试结果进行了比较，验证虚 拟模型仿真试验在整车设计中的可行性关键词：ADAMS/Car;操纵稳定性;仿真分析;作者简介：崔勇(1982-)，男，江苏泰州人，讲师，硕士，研究方向为车辆工 程与农业设施装备收稿日期：2016-04-25基金：江苏省大学生创新训练计划项目(201512806003Y)Simulation Analysis of Vehicle Cont rollability and Stability Based on ADAMS/CarCUI Yong TAO Deqing SHA Sha LI YashunJiangsu Agri-animal Husbandry VocationalCollege;Abstract：This paper establishes the entire vehicle virtual prototyping model of A-class car based on ADAMS and according to GB/T 6323. 3-94 vehicle controllabi1ity and stabi1ity test procedure for automobiles, does steering wheel angle step, return ability and steady static circular simulation test of the entire vehicle dynamic model to get the controllability and stability of the car. According to the QC/T480-1999 crit er ion t hresholds and evaluation of con trollabi lity and stabil ity for automobile, it also calculates this vehicle operation stabi 1 ity criterion limiti ng value which is used to evaluate the score. Fin ally, the simulation results are compared with the real vehicle road test rcsuIts， in order to verify the feasibility of the virtual model simulation test in the vehicle design.Keyword：ADAMS/Car; opera,tion controllab订ity and stab订ity; Simulation analysis;Received： 2016-04-250引言随着汽车工业迅速发展，人们从最初关心汽车的动力性、经济性到越来越多的关 注到汽车的安全性、行驶平顺性、操纵稳定性以及乘坐舒适性。
为了满足这些要 求，对汽车动力学以及运动学进行了深入研究随着计算机技术的发展和成熟， 在对机械系统进行分析中，岀现了虚拟样机技术同时，多体系统动力学的出现 和发展，使得以多体系统动力学为理论基础的虚拟样机软件为设计人员提供了 方便的建模手段本文基于多体动力学仿真软件ADAMS,通过建立某国产A级汽 车动力学模型，分析求解模型來开展整车操纵稳定性仿真研究，从而为车辆的 开发设计提供理论依据1整车模型的建立整车模型的建立是将各子系统总成进行一定的简化，并以数学模型的形式表达 ADAMS/Car中建立整车模型时，基本步骤为：1） 整车各系统的物理抽象；2） 获取各系统的儿何定位参数，物理参数、力学参数，在ADAMS/Car专家模式 下，利用共享模板，建立自己的模板文件； 3）将模板文件转变为子系统文件;4）通过通讯器（communicator将各子系统装配成完整的分析模型设置试验 台、装配完整车，以便对整车模型进行仿真分析通过修改硬点坐标值和构件的质量和惯量值，修改弹簧和减振器的特性文件， 建立前悬架、车身、转向、后悬架、前后车轮、动力系统、制动系统模型，然后 完成整车装配整车模型建立中轮胎采用的是Fiala轮胎模型，该模型将轮倘简化成刚性圆板、 胎体由支撑于圆板上的弹簧表示，胎冠则简化为圆环梁并由弹簧支撑。
制动系模 板中，制动钳通过安装型输入通讯器suspension_upright与悬架系统的立柱相 连，制动盘通过输入性通讯器rotor_to_whccl安装在车轮上，制动盘与制动钳 之间以一个单作用力矩制动器定义制动另，制动器的旋转中心轴方向由参变量 型通讯器传递的车轮外倾角、前束定义发动机、离合器、变速器集中在一个动 力总成模板中，发动机的特性参数由V12_engine_map. pwr经参数修改后提供， 变速器挡位由powertrain_ratio_spline控制，疵动机与离合器部分的计算由 通用状态方程powcrtrain_gac完成车身模型建立时，将其简化为一个刚体來 处理利用ADAMS/Car车身模板，修改硬点坐标、质量定义车身系统于其他系 统的通讯器，保证正确连接UL前后悬架分别为麦弗逊式独立悬架和扭力梁式 悬架，通过修改ADAMS/Car数据库中悬架模板来创建修改的内容包括相关硬点 坐标、各构件的质量参数、转动惯量参数以及螺旋弹簧刚度和减震器阻尼特性参 数図整车模型中除各总成子系统外，述需增加整车测试平台_MDl_SDl_TESTRlGo整车 装配好后，需进行调试，以保证所有通讯器兀配正确。
靈车谨型加图1所示图1整车模型 下载原图根据GB/T6323-94和QC/T480-1999进行了汽车操纵稳定性的试验和评价 GB/T6323-94《汽车操纵稳定性试验方法》包含了 6项试验，从不同角度反映汽 车在运行过程中的稳态响应和瞬态响应，便于综合评价汽车的操纵稳定性，6项 试验分别为:稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向盘转角脉冲输入试 验、蛇行试验、转向回正性试验、转向轻便性试验2. 1稳态回转试验稳态回转试验的目的是测定汽车的稳态转向特性及车身的侧倾特性辺回转性 分析主要用于分析和评估车辆的操作性和动态响应特性，包括转弯制动、定转弯 半径、转向回正、收油门转弯和弯道收油门根据GB/T6323. 6-94《汽车操纵稳 定性试验方法稳态回转试验》规定，采用定转弯半径试验法定转弯半径试验时，车辆从直线引道转入圆形试验通道，逐渐加速获得要求的 侧向加速度，试验主要用于测试汽车的稳态转向特性（过度、中性、不足）Ulo 仿真试验结果如图2-图7所示图2稳态回转试验车辆运行轨迹示意图 下载原图图3侧向加速度吋域响应 下载原图图4横摆角速度时域响应 下载原图图5侧倾角随侧向加速度变化 下载原图图6转向盘转角随侧向加速度变化 下载原图图7汽车重心侧偏角随侧向加速度变化 下载原图2.2转向盘转角阶跃输入试验转向盘角阶跃输入试验是从转向盘转角阶跃输入开始，所测得各变量达到新的 稳态值为止的一段吋间内的汽车瞬态响应过程臣1。
试验主要对横摆角速度响应 时间进行了分析图8-图11为转向盘角阶跃输入仿真试验结果图8角阶跃输入试验汽车运行轨迹示意图 下载原图图1 0侧向加速度时间历程曲线下载原图图1 1横摆角速度吋间历程曲线下载原图2.3转向回正性试验转向回正试验的目的是鉴别汽车转向回正能力试验能表征和评价汽车由曲线行 驶状态自由恢复到直线行驶状态的过渡过程以及能力回仿真试验依据国家标准GB/T6323. 4-94规定的低速转向回正试验要求进行图12-图16为转向回正性试验仿真结果曲线图3仿真试验结果分析及评分根据GB/T6323. 6-94《汽车操纵稳定性试验方法》对试验结果进行处理，根据 QC/T480-1999《汽车操纵稳定性指标极限值和评价方法》对三项仿真实验进行评 分［7］结果如表1图1 2转向回正试验车辆运行轨迹示意图 下载原图图1 3转向盘转角时间历程曲线 下载原图图1 4横摆角速度时间历程曲线 下载原图图1 6汽车行驶车速的时间历程曲线 下载原图表1整车仿真结果及评分 下载原表实车道路试验按照国家标准GB/T12534 - 90《汽车道路试验方法通则》准备 路试所需要的仪器设备主要为汽车操纵稳定性测试仪，其他设备述包括非接触 速度计、转向力角测量仪、磁带记录器、FFT数据分析仪、卷尺等宜。
表2为 整车路试结果及评价得分表2整车路试结果及评分 下载原表根据路试结果可以看出，稳态回转、转向盘转角阶跃、转向回正三个仿真试验与 整车路试结果都比较相近，二者吻合度较好，误差在允许范围之内4结语基于ADAMS/Car建立整车虚拟样机仿真模型，依据GB/T6323. 94《汽车操纵稳定 性试验方法》,在ADAMS/Car中对建立的整车虚拟样机模型进行了稳态回转试 验、转向盘转角阶跃输入试验、转向回正性试验三项操纵稳定性仿真试验根据 QC/T480-1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》对仿真试验结果进行了计 分评价最后，将仿真结果与实车路试结果进行了比较，二者吻合度较好，验证 了虚拟模型的准确性，也表明利用ADAMS软件可以对整车的操纵稳定性进行较 好的分析和评价，为车辆的开发设计提供重要的理论依据参考文献[1] 喻川•荣威750CV底盘系统虚拟样机建模与仿真研究[D].上海:上海交通大学, 2010.[2] 崔勇，王燕，陈引生•基于ADAMS/Car的某车型前悬架仿真分析与优化[J]. 公路与汽运，2013 (05) : 19-23.[3] 严世榕，严钟辉.基于模糊PTD的客车操纵稳定性控制研究[J] •机械制造与 自动化，2015, 44 (06) : 163-166, 181.[4] GB/T 6323. 6-94汽车操纵稳定性试验方法稳态回转试验[S] •北京：中国标准 出版社，1994.[5] GB/T 6323. 2-94汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验方向盘转角阶跃 输入[S] •北京：标准出版社，1994.[6] GB/T 6323. 4-94汽车操纵稳定性试验方法转向回正性能试验[S].北京： 标准出版社，1994.[7] QC/T480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法[S]・北京：中国标准出版 社，1999.[8] 黄杰文.基于ADAMS_Car的皮卡车操纵稳定性仿真与优化研究[D]•南昌：南昌 大学，2010.。