trucksim自带的双移线工况原理

基于Trucksim整车 *** 纵稳定性仿真分析研究

章雪华，石柏军，李 岩

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州 510640)

摘要：以整车的 *** 纵稳定性为研究目标，基于Trucksim建立某款改装专用车整车模型，依据国家标准GB/T 6323—2014和ISO标准对其进行仿真试验。依据仿真结果对 *** 纵稳定性影响较大的质心高度、质心距前轴的距离、悬架系统的侧倾刚度等参数进行了优化，结果表明降低质心高度、减小质心距前轴的距离、适当提高悬架系统的侧倾刚度能提高整车的 *** 纵稳定性。

关键词：专用车； *** 纵稳定性；Trucksim；参数化建模；仿真；优化

随着道路条件的改善和汽车速度的不断提高，人们对汽车主动安全性能的要求越来越高，汽车行驶的安全性日益成为人们关注的焦点[1]。汽车的 *** 纵稳定性作为汽车安全重要的性能之一，不仅影响汽车驾驶的 *** 纵方便程度，而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能，被人们称为“高速车辆的生命线”。

传统的对于汽车 *** 纵稳定性的研究是先生产出样车并进行相关试验，然后对试验数据进行分析，发现样车设计存在的问题，修改设计参数后再重复上述过程，直至满意为止。但是随着市场竞争日趋激烈，厂家需要对市场的需求做出快速的响应，传统的研究方法早已不能满足需要。随着计算机技术的快速发展，越来越多的汽车生产厂家引入虚拟样机技术，结合物理样机测试不仅能验证所建立模型的可信度，而且在产品开发过程中减少大量的物理样机测试，缩短了开发周期，大大降低了开发成本。

Trucksim软件是由美国机械仿真公司(Mechanical Simulation Corporation)开发的一款专门针对卡车、客车和挂车进行动态仿真的软件，该软件的主要特点是面向参数建模，不需要定义各部件的具体结构形式，只需要定义能体现各部件性能的相关参数(比如悬架的K&C特性、d簧的刚度曲线等)，因此被通用汽车公司、福特汽车公司、吉利研究院和一汽技术中心等广泛采用。

1 Trucksim整车动力学建模

Trucksim软件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组成，如图1所示，点击其用户界面的“Run the Model”进行求解计算，点击“Animate”生成三维仿真动画，点击“Plot”按钮可以查看仿真结果曲线。

图1 Trucksim工作界面和组成

1.1 车辆模型的建立

Trucksim软件中车辆模型由车体、轮胎、动力总成、悬架系统、转向系统、制动系统以及空气动力学7个子系统和载荷模型组成，可通过分别设置各子系统的参数和特性曲线来进行仿真分析。

1)车体：以某款改装专用车为例，其整车长/宽/高为7 530mm/2 460mm/2 840mm，质心高度1 175mm，质心距前轴距离1 100mm，轴距4 200mm，簧上质量3 790kg，整车转动惯量Ixx,Iyy,Izz分别为1 943.0kg·m2、30 118.2kg·m2、29 607.6kg·m2。由于整车近似关于纵轴对称，故质心侧向位移为零，惯性积采用软件提供的默认

carsim8.02是2016年发布的版本。

Carsim/TrucksimMSC（Mechanical Simulation Corporation）成立于1996年,脱离于国际著名的科研机构UMTRI（密歇根大学交通运输研究所），主要创始人是国际知名的车辆动力学专家 Thomas D. Gillespie，Michael Sayers和Steve Hann。MSC是专业的汽车系统仿真软件开发公司，其主要商业产品是CarSim、TruckSim、BikeSim和SuspensionSim，该系列软件被国际上众多的汽车制造商、零部件供应商所采用，已成为汽车行业的标准软件，享有很高的声誉。MSC自主开发了多刚体动力学软件VehicleSim，VehicleSim由人工智能语言LISP编写而成，它可以根据用户输入的简单系统定义,推导出复杂的多刚体机械系统动力学模型并生成相应的计算机程序，因而被广泛地应用在汽车、机器人和卫星等领域。MSC利用VehicleSim技术开发出CarSim、TruckSim和 BikeSim。另外，MSC公司有强大的技术队伍，可以为用户提供完整的解决方案。

外文名

carsim

成立时间

1996年

快速

导航

软件特点主要客户

功能作用

CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，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 *** 纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。CarSim软件的主要功能如下：

适用于以下车型的建模仿真：轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV；

可分析车辆的动力性、燃油经济性、 *** 纵稳定性、制动性及平顺性；

可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析；

可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果；包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块；程序稳定可靠；

CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真；

先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真；

友好的图形用户界面，可快速方便实现建模仿真；

提供多种车型的建模数据库；

可实现用户自定义变量的仿真结果输出；

可实现与simulink的相互调用；

多种仿真工况的批运行功能；

中型到重型的卡车，客车和挂车动力学特性的仿真和分析，可以利用Trucksim软件包来进行，Trucksim与Carsim在 *** 作上非常相近，但也有一些重要区别。与轿车相比，卡车和客车使用不同的转向系统，而且还会有双轮胎，多轴的布置形式，并有多种的拖车－挂车组合形式。Trucksim有两个大的类别，一种是刚性车体，另一种车架可扭转，而且带驾驶室悬置，每一个类别里都有12种基本的整车布置形式。扭转车架可供选择（需额外的费用），如可得到车架的数据，这种结构的模型便可得到更准确的预测结果。如客户需要，可以定制特殊的整车布置形式，且工作在Trucksim环境下。提供的车型种类几乎涵盖了世界上的大部分卡车和客车。

Trucksim是集成的建模，仿真，分析软件包

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