的危险情况的出现在建立的半挂汽车列车模型的基础上，分析不同的路面因素侧风及载荷转移等对半挂汽车列车操纵稳定性的影响，分析了制动加速转向弯道制动加速过程中的操纵稳定性。同时，利用软件建立仿真模型，通过与道路试验结果的对比。关键词汽车稳定性系统半挂汽车列车模型操纵稳定性仿真，，，摘要前言正文第章绪论第二章半挂汽车列车建模模拟软件分析简介整车动力学建模方法二空气动力学建模空气动力学参考点及其描空气对汽车作用的力与力矩三汽车稳定性控制力学原理分析四动力学模型建立坐标系的选取动力学模型的建立仿真模型的建立仿真分析第三章结论总结与体会谢辞参考文献前言汽车的操纵稳定性和历来是汽车性能中非常重要的个问题，它不仅仅表征汽车驾驶的操纵方便程度乘坐的舒适，更是决定高速汽车安全行驶的个主要性能。随着现代汽车车速的提高，对汽车操纵稳定性的要求也越来越高。近年来，随着国家经济保持稳定快速增长，多年来实施的扩大内需政策和积极的财政政策凸显成效，建设完工或正在建设的批国家重点工程，如西部大开发南水北调西气东输西电东送北京奥运上海世博振兴东北青藏铁路城镇化建设国家高速铁路建设等，给卡车市场带来了前所未有的发展空间，呈现出爆发式发展。随着国内主要载货卡车生产企业综合实力的不断提高，其产品的技术附加值也逐步提升，使得卡车出口能力较前几年有了很大的提高。中国经济的飞跃使得现代制造技术高速发展，汽车作为制造系统的重要组成部分也急速前进，采用更先进的开发技术和更精确更高效的研发工具是突破重型卡车关键核心技术的重要手段随着汽车技术的进步和人民生活水平的提高，载货卡车用户对卡车的性能要求越来越高，越来越大的竞争压力，迫使整车厂家在不断进行产品升级的同时缩短卡车的开发周期。如何使车辆开发匹配方案得到充分的分析与筛选，使其整车性能得到有效控制和优化，在限定的周期内开发出性能优越的重型卡车产品，已成为重型载货卡车产品研发部门所关注的重要课题。自主研发自主知识产权和自主品牌的汽车，是中国汽车工业保持持久的核心竞争力的关键。不论在重型卡车的概念造型产品设计阶段还是在定型生产阶段，软件仿真分析与实车试验都样有着重要的意义，仿真已成为现代汽车整车和总成开发不可或缺的工具，对急需提升核心竞争力的中国汽车企业来说，掌握先进技术是跨越式提升科研和开发能力的条重要途径。在整车研发过程中，仿真分析与实车试验样有着重要的意义，已成为现代汽车整车和总成开发中不可或缺的工具，仿真技术无论在汽车的概念设计产品设计原型车确认阶段还是在定型生产阶段，都会起到巨大的作用。稳定性控制系统是种复杂的非线性系统，通过车载控制装置实时调整汽车的运行状态，使汽车能够按照驾驶员的意图行驶，并防止汽车发生跑偏侧滑和甩尾等。汽车侧偏角和横摆角速度是描述汽车动力学稳定性的重要状态参量。目前，车辆稳定性控制器的控制方法有逻辑门限控制控制滑模变结构控制模糊控制和自适应神经网络等。第章半挂汽车列车建模模拟软件分析简介是由美国机械仿真公司简称开发的种动态模拟汽车整车动力学的仿真软件，由十操作的方便性与仿真的实时性，使其成为了许多汽车制造商及研发单位的有力工具，被广泛地应用十现代汽车系统的开发。是专业的汽车系统仿真软件开发公司，其主要商业产品是和。采用面向特性的参数化建模手段，用于仿真及分析轻型货车大客车重型半挂车重型卡车多轴军用汽车，其中包括具有双轮非对称转向系统多轴以及单个或多个拖车的情况等车辆，对驾驶员操纵转向制动加速路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性制动性平顺性动力性和经济性。车辆数学模型是建立在密歇根大学公路交通研究所多年的试验及车辆动态研究经验的基础之上，可以详细定义整车各系统的特性参数和特性曲线，方便灵活地设置试验环境和试验过程，同时结合现代动画设计与网络浏览器的技术使用，模拟结果具有很高的精度。主要由图形化数据库车辆数学模型及求解器仿真动画显示器和绘图器四部分组成，如下图。图的组成图形化数据库图形化数据库包括图形用户界面和图形数据管理系统，是的主要界面，包括整车二二四轴模型数据库控制输入速度转向制动油门驾驶员模型路面信息数据库仿真设置仿真起始时间距离和仿真频率数据库。共有多组数据库连在起构成总的数据库，每个数据库都是通过不同的界面显示，使得软件易于操作使用。图车辆数学模型及求解器密歇根大学交通运输研究所的博士，为汽车及其它多体系统开发了世界上最先进的自动代码生成器用这种自动代码生成器构建车辆动力学方程，能很快地创建新模型或扩展现有模型，满足实时及优化的需求同时能通过更新产生新的代码，以迅速满足新的接口及操作系统的需求。由生成的零误差代码支持高精度的数学模型，并具有高效的并行运算效率，可大大减少出错的几率，加强软件运算的可靠性，提高软件的计算速度。求解器可以迅速求解产生的车辆模型运动方程式计算输出变量进行频谱分析司日寸求解器内嵌接口，结合精确车辆数学模型可实现快速联合仿真。仿真动画显示器通过动画模拟可显示每时刻车辆的运行状态车轮受力和车辆在不同环境输入下的动态响应。新仿真动画显示器运用技术，可表现出阴影路面，提供更快更逼真的动画模拟效果，目易十输出到其它演示文档。绘图器可以选择输出些特性参数随时间或另特性参数变化的曲线，能产生超过组变量的仿真曲线，也可生成来自不同车辆模型数据库的仿真对比曲线，或将数据结果输出至其它的软件，如，等。相比其它仿真软件，有自动代码生成器，能产生稳定可靠的仿真程序，远比传统手写程序快速，目精度高使用方便，可以模拟不同仿真环境下汽车的加速制动和转向性能，并通过动画和曲线直观地反映整车子系统的响应特性。利用产生的数学模型能被完整的延伸移转到其它控制器中，适合新产品的开发和测试，如在模式新产品研发流程中，可以在系统概念设训闲软件在环阶段使用，也可在产品测试和硬件在环阶段充当虚拟车辆的角色，让设计者更好验证早期的设计理念。二整车动力学建模方法是款参数化面句总成特性的车辆动力学仿真软件，结合了传统的车辆动力学与现代的多体动力学建模方法，不需要根据车辆系统的具体结构进行实体建模，但是建模需要大量的试验数据为基础，目数据的准确性直接决定了所建整车模型与实际车辆的匹配程度。例如，在对非对称转向系统进行建模时，需要的不是转向系统的结构数据，例如布置形式转向节和横拉杆位置等，是转向系统的运动学特性弹性运动学特性轴转向特性等特性参数。车辆模型包括车体空气动力学转向系统气压制动系统动力传动系统轮胎和悬架七大子系统，如下图所示。半挂汽车列车牵引车半挂车整车外形转向制动动力传动行驶系统牵引连接机构车体空气动力学转向系制动系动力传动系轮胎车桥悬架运动学弹性运动学发动机离合器变速差器运动学弹性运动学整车外形制动系统行驶系统轮胎车桥悬架运动学弹性运动学仿真动画车体空气动力学仿真动画图整车建模过程整车参数的设置建模过程中，根据所研究的车辆类型来设置相应的整车参数，本文主要介绍半挂汽车列车的整车参数设置。半挂汽车列车由两部分组成牵引车和挂车。图整车参数牵引车的整车参数设置主要有质心距前轴的距离，质心高度，轴距，车辆高度，整车质量，前后轮胎在设计载荷下的静载半径。传动系参数设计图传动系组成传动系组成发动机离合器变速器差速器各车轮轴发动机参数设置图横坐标代表节气门开度，纵坐标代表发动机转速，数值代表相应的节气门开度和发动机转速下输出的发动机转矩。图三维图轴是节气门开度，轴是发动机转速，轴是相应的节气门开度和发动机转速下的输出转矩。燃油消耗率图横坐标是发动机转速，纵坐标是燃油消耗率图对应于图的三维图变速器图变速器设计参数上图横坐标代表变速器转矩，纵坐标代表变速器转速差速器设计差速器设计主要由以下的参数组成扭转刚度扭转阻尼扭矩的关系图横坐标代表差速器左右轮的差速值，纵坐标代表左右轮力矩差值。悬架设计悬架参数设计包括非簧上质量的值前悬架为后悬架为。左右车轮的转动惯量，轴距，轮心高度。簧下质量的质心相对于整车坐标系的侧向位移般为悬架参数图和描述图路面的设置虚拟可视的路面模型由路面几何特性，可变的路面摩擦系数，相对于路面特性的轮胎滚动阻力以及路面的影像和周围环境组成。主要参数有路面轨迹横坐标代表大地坐标系轴，纵坐标代表大地坐标系轴图路面轨迹图路面中心线的高度用来设置坡度路面高度轴随距离的变化图路面中心线路面的摩擦系数二空气动力学建模空气动力学参考点及其描述根据空气动力学理论可知，汽车在风压中心处只受二个方向的气动力，没有气动力矩，为了便十分析受力和建立动力学方程，往往把气动力加到质心位置，因质心处会附加二个气动力矩。实际上风压中心也难以得到，常常人为规定空气动力学参考点，最后通过数学及力学原理转换到车辆质心位置。在不同的空气动力学参考点处，获得的汽车空气动力学特性曲线是不同的，首先要定义空气动力学参考点。为描述空气动力学，首先要定义车辆坐标系。如上图所示，车辆坐标系原点位十车辆纵向对称面与前轴左右轮心连线的交点在地面的投影点处，轴作用十车辆前进方向，向前为正，轴作用十铅锤垂直方向，向上为正，轴由右手螺旋原则确定。空气对汽车作用的力与力矩汽车在高速行驶时，空气作用力对其行驶稳定性有很大影响。主要体现在两个方面是空气阻力使轮胎纵向切力发生变化，空气升力和俯仰力矩使轮胎负荷发生变化，从而降低轮胎处的可用控制力二是空气侧向力横摆和侧倾力矩直接作用十车身，使汽车受力状态发生变化，改变汽车运动状态，影响汽车的稳定性。会自动将空气动力学参考点处的力和力矩，转化为车辆质心处的力和力矩，实时反映出空气动力对整车动力学的影响。汽车稳定性控制力学原理分析半挂汽车列车失稳的原因半挂汽车在低附着系数路面上高速转向行驶时，当前轮转角达到定值时，轮胎就会呈