1、-PAGE . z. - w - L11整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告（HB11A/HB12A）編 制（日期）校 對（日期）審 核（日期）批 準（日期）簡式國際汽車設計（）L11整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告（HB11A/HB12A）定半徑穩(wěn)態(tài)圓周試驗1.1試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，沿半徑為40m的定半徑圓周進行回轉運動，開始以最低穩(wěn)定速度進入圓周，找準方向盤的位置，使汽車可以沿圓周進行回轉運動，開始記錄，然后緩慢連續(xù)而均勻地加速（縱向加速度不超過0.2 m/s2），加速的同時調整方向盤轉角以維持定半徑圓周運動，這個過程中車輛不應超出車道0.5 m，直至不能維持穩(wěn)態(tài)定半徑圓周運動條件時或受發(fā)動機

2、功率限制所能達到的最大側向加速度為止。記錄整個過程，建議使用滿足試驗條件的最高檔位。試驗按向左轉和向右轉兩個方向進行，每次試驗開始時車身應處于正中位置。1.2數據處理1.2.1不足轉向梯度方向盤轉角側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為0.25g時的曲線斜率。1.2.1.1左轉圖1 方向盤轉角側向加速度（左轉）從圖1 計算得到左轉不足轉向梯度為137/g1.2.1.2右轉圖2 方向盤轉角側向加速度（右轉）右轉不足轉向梯度為134.5/g，則HB11A平均不足轉向梯度為135.75/g。1.2.2不足轉向梯度/轉向系角傳動比HB11A的角傳動比約為23.333，則不足轉向梯度/轉向系

3、角傳動比為5.817/g。1.2.3側偏角梯度質心側偏角側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為0.25g時的曲線斜率。1.2.3.1左轉圖3 質心側偏角側向加速度（左轉）左轉側偏角梯度為5.987/g。1.2.3.2右轉圖4 質心側偏角側向加速度（右轉）右轉側偏角梯度為5.987/g，則HB11A平均側偏角梯度為5.987/g。1.2.4側傾角梯度車身側傾角側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為0.25g時的曲線斜率。1.2.4.1左轉圖5 車身側傾角側向加速度（左轉）左轉側傾角梯度為8.995/g。1.2.4.2右轉圖6 車身側傾角側向加速度（右轉）右轉側傾角梯度為8

4、.94/g，則HB11A平均側傾角梯度為8.967/g。方向盤轉角階躍輸入試驗2.1試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70/的車速穩(wěn)定直線行駛，開始記錄數據，以盡可能快的速度(階躍時間為0.4s)轉動方向盤，達到預定的轉角，保持方向盤轉角不變直至汽車恢復穩(wěn)定狀態(tài)，試驗過程中油門踏板開度應盡可能保持不變。方向盤轉角初始值是10，每次增加5，直到車輛達到附著極限，試驗分為向左、向右兩個方向進行。2.2數據處理2.2.1橫擺角速度方向盤轉角滯后時間橫擺角速度達到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉角達到50%階躍值時的滯后時間。2.2.1.1穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.3g時圖7 0.3g時橫擺角速度方向盤轉角滯后

5、時間左轉時，橫擺角速度方向盤轉角滯后時間為0.0308s右轉時，橫擺角速度方向盤轉角滯后時間為0.0312sHB11A橫擺角速度方向盤轉角平均滯后時間為0.031s2.2.1.2穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.4g時圖8 0.4g時橫擺角速度方向盤轉角滯后時間左轉時，橫擺角速度方向盤轉角滯后時間為0.0326s；右轉時，橫擺角速度方向盤轉角滯后時間為0.0331s；HB11A橫擺角速度方向盤轉角平均滯后時間為0.03285s。2.2.2側向加速度方向盤轉角滯后時間側向加速度達到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉角達到50%階躍值時的滯后時間。2.2.2.1穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.3g時圖9 0.3g時側向加速度方向

6、盤轉角滯后時間左轉時，側向加速度方向盤轉角滯后時間為0.1127s；右轉時，側向加速度方向盤轉角滯后時間為0.1137s；HB11A側向加速度方向盤轉角平均滯后時間為0.1132s。2.2.2.2穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.4g時圖10 0.4g時側向加速度方向盤轉角滯后時間左轉時，側向加速度方向盤轉角滯后時間為0.1397s；右轉時，側向加速度方向盤轉角滯后時間為0.1408s；HB11A側向加速度方向盤轉角平均滯后時間為0.14025s。2.2.3側傾角方向盤轉角滯后時間車身側傾角達到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉角達到50%階躍值時的滯后時間。2.2.3.1穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.3g時圖11 0.3

7、g側傾角方向盤轉角滯后時間左轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為0.1733s；右轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為0.1741s；HB11A側傾角方向盤轉角平均滯后時間為0.1737s。2.2.3.2穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.4g時圖12 0.4g側傾角方向盤轉角滯后時間左轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為0.1773s；右轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為0.1779s；HB11A側傾角方向盤轉角平均滯后時間為0.1776s。2.2.4側偏角方向盤轉角滯后時間質心側偏角達到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉角達到50%階躍值時的滯后時間。2.2.4.1穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.3g時圖13 0.3g側偏角方向盤轉角滯

8、后時間左轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為0.1408s；右轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為0.1411s；HB11A側偏角方向盤轉角平均滯后時間為0.14095s。2.2.4.2穩(wěn)態(tài)側向加速度為0.4g時圖14 0.3g側偏角方向盤轉角滯后時間左轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為0.1698s；右轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為0.1702s；HB11A側偏角方向盤轉角平均滯后時間為0.17s。轉向回正性能試驗3.1試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，沿半徑為20m的圓周行駛，調整車速，使側向加速度達到40.2ms2，固定轉向盤轉角，穩(wěn)定車速并開始記錄，駕駛員突然松開轉向盤，至少記錄松手后4s的汽車

9、運動過程。記錄時間油門開度保持不變。試驗按向左轉與向右轉兩個方向進行，每個方向三次。3.2數據處理3.2.1車輛軌跡圖15 車輛軌跡3.2.2側向加速度時間歷程圖16 側向加速度時間歷程3.3.3車速及油門開度時間歷程圖17 車速及油門開度時間歷程3.3.4橫擺角速度評價圖 18 橫擺角速度變化曲線3.3.4.1殘留橫擺角速度松開方向盤3s時刻的橫擺角速度值(包括0值)。左轉時，殘留橫擺角速度為0.4011/s；右轉時，殘留橫擺角速度為0.4363/s；HB11A平均殘留橫擺角速度為0.4187/s。3.3.4.2橫擺角速度超調量橫擺角速度響應第一個峰值超過新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比。左轉時，

10、橫擺角速度超調量為55.813%；右轉時，橫擺角速度超調量為55.759%。HB11A平均橫擺角速度超調量為55.786%。3.3.4.3橫擺角速度自然頻率式中：橫擺角速度自然頻率，Hz橫擺角速度響應時間歷程曲線的峰峰值，（）/s橫擺角速度響應時間歷程曲線上兩相鄰波峰的時間間隔，s n 橫擺角速度響應時間歷程曲線的波峰數左轉時，橫擺角速度自然頻率為0.7719Hz；右轉時，橫擺角速度自然頻率為0.7447Hz；HB11A平均橫擺角速度自然頻率為0.7583Hz。3.3.4.4橫擺角速度相對阻尼系數衰減率式中：橫擺角速度響應歷程曲線的第一個峰峰值，（）/s可得相對阻尼系數左轉時，橫擺角速度相對阻

11、尼系數為0.1992；右轉時，橫擺角速度相對阻尼系數為0.1961；HB11A平均橫擺角速度相對阻尼系數為0.1976。3.3.4.5橫擺角速度總方差式中：橫擺角速度總方差，s橫擺角速度響應時間歷程曲線瞬時值，（）/s橫擺角速度響應初始值，（）/s n 采樣點數t采樣時間間隔，s左轉時，橫擺角速度總方差為0.4722s；右轉時，橫擺角速度總方差為0.473s；HB11A平均橫擺角速度總方差為0.4726s。4.中間位置轉向試驗4.1試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70/的固定車速直線穩(wěn)定行駛，以0.2Hz的頻率進行連續(xù)的正弦曲線方向盤轉角輸入，產生的最大側向加速度為0.25g，正弦輸入以外的

12、過程中要始終保持方向盤轉角不變，試驗過程中，轉向角最大幅度和方向盤中心位置的角速度應盡可能穩(wěn)定。此外，油門踏板位置變化應保持最小，與車速限值要求保持一致。4.2數據處理4.2.1側向加速度方向盤轉角圖19 側向加速度方向盤轉角轉向靈敏度：方向盤最大轉角的20%圍的曲線平均斜率，為0.0036g/最小轉向靈敏度： 側向加速度在0.1g圍的曲線最小瞬間斜率，為0.0036g/。側向加速度為0.1g時的轉向靈敏度：遠離轉向中心側向加速度為0.1g時的曲線斜率，為0.0038g/。轉向線性度：最小轉向靈敏度與側向加速度0.1g時的轉向靈敏度的比值，為0.9474。轉向遲滯：在側向加速度為0.1g圍的曲

13、線區(qū)域面積，為3.166g方向盤平均轉角靜態(tài)區(qū)：轉向遲滯除以0.2g，為15.83 。4.2.2橫擺角速度方向盤轉角圖20 橫擺角速度方向盤轉角橫擺角速度響應系數：方向盤最大轉角的20%圍的曲線平均斜率，為0.1 1/s。5.掃頻試驗5.1試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70/車速穩(wěn)定直線行駛，開始記錄數據，給方向盤轉角正弦掃描輸入，頻率圍從0.2Hz到4Hz連續(xù)變化，轉向幅度使側向加速度峰值達到0.25g，試驗過程中油門開度保持不變。5.2數據處理5.2.1側向加速度v方向盤轉角圖21 側向加速度v方向盤轉角初始增益為0.0034g/，最小增益頻率為2.9053Hz。5.2.2橫擺角速度方

14、向盤轉角圖22 橫擺角速度方向盤轉角初始增益為0.0957 1/s，最大增益頻率為1.4893Hz，放大率為2.37625.2.3側偏角方向盤轉角圖23 側偏角方向盤轉角初始增益為0.0088，最大增益頻率為1.3428Hz，放大率為2.6818。5.2.4側傾角側向加速度圖24 側傾角側向加速度初始增益為8.673/g。6.平順性脈沖輸入試驗6.1試驗方法采用如圖25所示三角形狀的凸塊作為脈沖輸入，將凸塊放置在試驗道路(干燥平整長直的水泥路面或者瀝青路面)中間，并按汽車輪距調整好兩個凸塊間的距離，為保證汽車左右車輪同時駛過凸塊，應將兩凸塊放在與汽車行駛方向垂直的一條線上。圖25 三角形狀的凸

15、塊示意圖圖25中：h 80mm；B 按需要而定，但必須大于輪寬。HB11A處于滿載狀態(tài)，分別以10、20、30、40、50、60的實驗車速直線勻速駛過凸塊，在汽車通過凸塊前50m應穩(wěn)住車速和方向盤，并啟用測速裝置測量車速。當汽車前輪接近凸塊時開始記錄，待汽車駛過凸塊并沖擊響應消失后，停止記錄。6.2數據處理各測點在不同車速下的最大垂直加速度的絕對值如表1所示：表1不同車速下的最大垂直加速度加速度單位：g駕駛員座椅駕駛員底部地板貨箱地板中心貨箱地板距前邊板、左邊板各300mm處貨箱地板距前邊板、右邊板各300mm處貨箱地板距后邊板、左邊板各300mm處貨箱地板距后邊板、右邊板各300mm處10k

16、m/H0.00240.00311.991.47041.48915.23475.217820km/H0.00190.00293.23711.08871.10087.32237.308130km/H0.00150.00333.43931.07871.09437.68517.670740km/H0.00110.00343.45631.07891.09538.0087.991650km/H0.00090.00292.96890.92260.93686.87466.860460km/H0.00070.00262.75780.80420.8176.33266.31987.仿真試驗結果匯總表2仿真試驗結果匯

17、總表定半徑穩(wěn)態(tài)圓周試驗不足轉向梯度135.75/g不足轉向梯度/轉向系角傳動比5.817/g側偏角梯度5.987/g側傾角梯度8.967/g方向盤轉角階躍輸入試驗橫擺角速度方向盤轉角時滯(0.3g)0.031s橫擺角速度方向盤轉角時滯(0.4g)0.03285s側向加速度方向盤轉角時滯(0.3g)0.1132s側向加速度方向盤轉角時滯(0.4g)0.14025s側傾角方向盤轉角時滯(0.3g)0.1737s側傾角方向盤轉角時滯(0.4g)0.1776s側偏角方向盤轉角時滯(0.3g)0.14095s側偏角方向盤轉角時滯(0.4g)0.17s轉向回正性能試驗殘留橫擺角速度0.4187/s橫擺角速

18、度超調量55.786%橫擺角速度自然頻率0.7583Hz橫擺角速度相對阻尼系數0.1976橫擺角速度總方差0.4726s中間位置轉向試驗轉向靈敏度0.0036g/最小轉向靈敏度0.0036g/側向加速度為0.1g時的轉向靈敏度0.0038g/轉向線性度0.9474轉向遲滯3.166g方向盤平均轉角靜態(tài)區(qū)15.83橫擺角速度響應系數0.1 1/s掃頻試驗側向加速度初始增益0.0034g/側向加速度最小增益頻率2.9053Hz橫擺角速度初始增益0.0957 1/s橫擺角速度最大增益頻率1.4893Hz橫擺角速度放大率2.3762側偏角初始增益0.0088側偏角最大增益頻率1.3428Hz側偏角放大率2.6818初始增益為8.673/g平順性脈沖輸入試驗結果曲線擬合駕駛員座椅處最大