一种基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法与流程

技术特征：
1.一种基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立不包含路面模型与轮胎模型的车辆多刚体动力学模型；步骤2，建立车辆刚柔耦合动力学模型；步骤3，建立具有三向位移输入功能的虚拟试验台；步骤4，实际道路工况采集轴头与车架相对位移数据；步骤5，进行车辆动力学仿真与模型校准。2.根据权利要求1所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1，从车辆三维模型中提取悬架硬度坐标、发动机悬置硬点坐标、车身质心坐标、转向系统硬度坐标与传动系统硬点坐标，并在adams/view中建立车辆悬架、发动机悬置、车身、转向系统和传动系统的空间位置坐标；步骤1.2，计算车辆发动机、车身与传动系统的质量与转动惯量，计算弹性元件的刚度，阻尼元件的阻尼系数；步骤1.3，根据前述步骤中的硬点坐标分别建立车辆各系统的结构模型，并添加构件的质量属性，按照系统间的连接关系设置零部件间的约束关系，建立车辆各系统的动力学模型；步骤1.4，将前述步骤中获得的车辆各系统动力学模型集成到adams/view同一平台上，设置各系统间的约束关系，建立车辆多刚体动力学模型，所述车辆多刚体动力学模型中不包含路面模型与轮胎模型；步骤1.5，对建立的车辆多刚体动力学模型进行自由度和静平衡仿真，验证模型的准确性。3.根据权利要求1所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1，采用有限元软件对弹性零部件模型进几何清理、抽中面、网格划分、网格质量优化，并添加材料属性和约束关系；步骤2.2，对前述步骤中的零部件有限元模型进行约束模态仿真计算，并提取模态中性文件；步骤2.3，将前述步骤中的零部件模态中性文件导入到adams/view中建立柔性体模型，并校核柔性体模型的固有频率、振型和质量信息；步骤2.4，用前述步骤中建立的柔性体模型替代相应的刚性体模型，并重新设置约束关系，建立车辆刚柔耦合动力学模型；步骤2.5，对建立的车辆刚柔耦合动力学模型进行模态仿真与静平衡仿真，验证模型的准确性。4.根据权利要求3所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤2中弹性零部件应当成柔性体处理，刚性零部件应当成刚性体处理。5.根据权利要求1所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：步骤3.1，在每个轴头位置，即车轮轮心处建立一个浮动平台；步骤3.2，沿x、y、z三个方向上距每个浮动平台相同距离分别设置一个滑块，并在各滑
块与浮动平台之间分别设置一个弹簧，所述弹簧的刚度为轮胎垂向刚度的100倍；步骤3.3，各滑块与地面之间分别建立移动副，所述移动副的方向指向滑块；步骤3.4，在各移动副上分别设置一个驱动滑块；步骤3.5，在浮动平台与各驱动滑块之间分别设置一个双向弹簧；步骤3.6，采用模型整合技术，将车辆刚柔耦合动力学模型集成到虚拟试验台上，设置轴头与浮动平台间的约束关系，建立基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学模型。6.根据权利要求5所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤3中，三向位移输入是指在每个浮动平台上同时添加x向、y向与z向的位移激励，驱动车辆动作。7.根据权利要求1所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤4包括如下步骤：步骤4.1，在每个轴头与车架之间沿x、y、z三个方向上各布置一根拉丝传感器，采用lms采集器轴头与车架间的相对位移；步骤4.2，采用数据后处理软件对采集的相对位移数据进行滤波处理、去毛刺处理和去漂移处理；步骤4.3，将前述步骤中处理后的x、y、z三个方向的相对位移试验数据转化成txt.文件；步骤4.4，将x、y、z三个方向的相对位移试验数据txt.文件导入到adams中建立x、y、z三个方向的相对位移spline曲线。8.根据权利要求1所述的基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，其特征在于：所述步骤5包括如下步骤：步骤5.1，采用akispl,函数调用步骤4中建立的x、y、z三个方向的相对位移spline曲线，进行动力学仿真；步骤5.2，采集车辆动力学模型中车架上的加速度时域数据；步骤5.3实际道路工况，采集三向加速度传感器与lms设备采集车架上的加速度时域数据；步骤5.4，将车架加速度仿真结果与试验数据进行对标分析，最终证明该建模方法的仿真精度。

技术总结
本发明涉及一种基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法，可有效提高车辆动力学仿真精度，减少仿真与试验之间的误差。该方法包括如下步骤：建立不包含路面模型与轮胎模型的车辆多刚体动力学模型；建立车辆刚柔耦合动力学模型；建立具有三向位移输入功能的虚拟试验台；实际道路工况采集轴头与车架相对位移数据；车辆动力学仿真与模型校准。本发明综合运用刚柔耦合动力学原理和有限元理论，建立基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学模型，解决了现有车辆动力学建模方法误差大的问题，本发明的建模方法具有较高的适用性和可操作性，仿真结果具有较高的精度。具有较高的精度。具有较高的精度。


技术研发人员：邹亮 邹小俊 张宝 闻坤 古忠
受保护的技术使用者：南京依维柯汽车有限公司
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/2/24