汽車底盤系統(tǒng)開發(fā)仿真課件

汽車底盤系統(tǒng)開發(fā)仿真汽車底盤系統(tǒng)開發(fā)仿真2內(nèi)容1.底盤仿真介紹2.K&C仿真3.操穩(wěn)仿真4.道路疲勞仿真2內(nèi)容1.底盤仿真介紹1.底盤仿真介紹

作為底盤解決方案供應商，在面對主機廠尤其是自主品牌底盤開發(fā)時,系統(tǒng)仿真對于提升開發(fā)質(zhì)量和效率至關(guān)重要。正在進行的懸架開發(fā)項目,對系統(tǒng)仿真需求也非常迫切。以AP11為研究對象,進行底盤系統(tǒng)分解,圍繞K&C性能、操穩(wěn)性能和疲勞(道路譜)三大內(nèi)容開展工作。NVH性能操穩(wěn)性能疲勞性能K&C性能平順性能安全性能1.底盤仿真介紹

NVH性能操穩(wěn)性能疲勞性能K&

通過對標及整合資源,從以下三個方面提升底盤系統(tǒng)仿真能力：1）建立底盤K&C性能仿真能力；2）建立操穩(wěn)性能仿真能力；3）建立底盤疲勞(道路)仿真能力。

1.底盤仿真介紹

1.底盤仿真介紹

K&C性能對標：懸架分析項目分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Carsim匯眾擬采用軟件：Carsim試驗項目2.K&C仿真K&C性能對標：懸架分析項目試驗項目2.K&C仿真零件與性能關(guān)系：

完成零件與K&C和操穩(wěn)性能的定性關(guān)系，為進一步的定量分析建立基礎(chǔ)。操縱穩(wěn)定性高

對側(cè)傾角有很大影響低高

反向扭轉(zhuǎn)時對側(cè)傾角剛度有大影響低高

緩沖塊接觸高度對側(cè)傾角剛度有很大影響高

輪胎側(cè)偏剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有很大影響中

控制臂襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響低中

轉(zhuǎn)向機襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有影響高

扭轉(zhuǎn)梁反向扭轉(zhuǎn)剛度對側(cè)傾角剛度有很大影響高

扭轉(zhuǎn)梁襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響舒適性高

彈簧垂直剛度對車輛偏頻有非常大的影響高

減振器阻尼大小對車輛的乘坐舒適性（軟硬感覺）有非常大的影響低高

路面沖擊能力的吸收對舒適性有很大影響高

緩沖塊接觸位置和剛度對舒適性（突兀的沖擊）有很大影響高

輪胎徑向剛度（車輛路面沖擊吸收能力）對舒適性有很大影響低低

如為液壓襯套，則其也能夠吸收一部分路面沖擊低低中

扭轉(zhuǎn)梁襯套徑向剛度（吸收路面沖擊）對舒適性有影響K&C低

跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大低低

反向跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大高

硬點位置和剛度曲線對K&C曲線有非常大的影響低

跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大高

輪胎剛度對wheelrate有非常大的影響高

控制臂硬點位置和襯套參數(shù)對側(cè)傾中心、輪距的變化有影響。低高

轉(zhuǎn)向機拉桿硬點位置對轉(zhuǎn)彎半徑和前束變化有很大影響。同時其側(cè)偏剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有影響高

扭轉(zhuǎn)梁各硬點位置對剪切中心和側(cè)傾中心有非常大的影響。同時其扭轉(zhuǎn)剛度對整車側(cè)傾角有很大影響高

扭轉(zhuǎn)梁襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響彈簧減振器穩(wěn)定桿top-mount緩沖塊輪胎控制臂副車架轉(zhuǎn)向機扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)梁襯套2.K&C仿真零件與性能關(guān)系：操縱穩(wěn)定性高

對側(cè)傾角有很大影響低高

參數(shù)收集：硬點前懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）下控制臂與副車架前端連接點(-32.3,±433.4,-120.7)下控制臂與副車架后端連接點(284.5,±385.0,-101.5)下控制臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(-13.6,±745.5,-138.3)彈簧上安裝點

彈簧下安裝點(32.4,±607.0,342.6)減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(7.9,±628.5,80.0)減振器與車身連接點(52.3,±591.8,528.4)副車架與車身前端連接點(80.0,±455.0,93.7)副車架與車身后端連接點(357.0,±395.0,-69.4)轉(zhuǎn)向拉桿與齒條連接點(193.0,±342.3,-5.0)轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向拉桿連接點(133.0,±706.5,-4.0)輪心(0.0,±770.5,0.0)橫向穩(wěn)定桿與副車架的連接點(280.0,±265.0,-2.7)橫向穩(wěn)定桿與耦合桿的連接點(40.5,±554.4,-26.8)耦合桿與減振支柱的連接點(70.9,±574.3,242.3)后懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）減振器與車身連接點(2647.2,±571.7,430.5)減振器與后橋總成連接點(2687.0,±606.3,-95.3)后橋總成與車身連接點(2210.7,±581.4,-34.9)彈簧上安裝點(2590.7,±528.9,97.8)彈簧下安裝點(2584.4,±530.0,-112.2)輪心(2650.0,±767.5,-17.0)2.K&C仿真參數(shù)收集：硬點前懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）下控參數(shù)收集：零部件特性前懸：零部件特性參數(shù)

彈簧剛度圖紙19.6N/mm減振器阻尼特性圖紙緩沖塊特性、沖擊長度或間隙圖紙SK-08488-CN限位塊特性、沖擊長度或間隙

減振器與車身連接襯套特性及方向圖紙減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接襯套特性及方向

下控制臂與副車架連接襯套特性及方向圖紙6097/6098橫向穩(wěn)定桿扭轉(zhuǎn)剛度

橫向穩(wěn)定桿與副車架連接襯套特性及方向

后懸：零部件特性參數(shù)

彈簧剛度文件21.6N/mm減振器阻尼特性圖紙緩沖塊特性、沖擊長度或間隙圖紙D-023253限位塊特性、沖擊長度或間隙

減振器與車身連接襯套特性及方向圖紙減振器與后橋總成襯套

后橋與車身襯套圖紙300036112.K&C仿真參數(shù)收集：零部件特性前懸：零部件特性參數(shù)彈簧剛度圖紙19.參數(shù)收集：整車參數(shù)及定位參數(shù)前輪定位參數(shù)

車輪外傾角'-0.2±0.5?前束角0.0±0.1?主銷后傾角5.2±0.5?主銷內(nèi)傾角

主銷偏距

后輪定位參數(shù)

車輪外傾角-1.25±0.12?前束角0.25±0.08?整車參數(shù)質(zhì)心Mass(kg)

質(zhì)心Ixx(kg.m**2)

質(zhì)心Iyy(kg.m**2)

質(zhì)心Izz(kg.m**2)

整車質(zhì)心坐標(mm)

軸距(mm)2650前輪距(mm)1541后輪距(mm)1535前軸荷(N)

后軸荷(N)

2.K&C仿真參數(shù)收集：整車參數(shù)及定位參數(shù)前輪定位參數(shù)車輪外傾角'-K&C性能：

完成仿真及試驗數(shù)據(jù)收集，確立K&C分析框架，以及分析工作。懸架形式K&C輸出底盤K&C仿真流程K&C仿真數(shù)據(jù)懸架建模2.K&C仿真K&C性能：懸架形式K&C輸出底盤K&C仿真流程K&C仿真數(shù)K&C試驗數(shù)據(jù)：

完成K&C試驗數(shù)據(jù)收集。試驗曲線試驗匯總表縱向試驗側(cè)向試驗垂向試驗轉(zhuǎn)向試驗回正試驗試驗項目2.K&C仿真K&C試驗數(shù)據(jù)：試驗曲線試驗匯總表縱向試驗試驗項目2.K&CK&C仿真小結(jié)：

K&C仿真流程懸架模板構(gòu)建,建立懸架類型庫,便于分析選擇.參數(shù)輸入,按照標準參數(shù)表進行參數(shù)收集,同時進行參數(shù)輸入.工況定義,根據(jù)具體車型選用不同的工況內(nèi)容.數(shù)據(jù)輸出,輸出K&C數(shù)據(jù),為下一步的操穩(wěn)分析準備.懸架模板構(gòu)建參數(shù)輸入工況定義數(shù)據(jù)輸出操穩(wěn)分析輸入懸架類型庫標準參數(shù)表2.K&C仿真K&C仿真小結(jié)：懸架模板構(gòu)建參數(shù)輸入工況定義數(shù)據(jù)輸出操穩(wěn)分操穩(wěn)性能對標：操穩(wěn)性分析項目：不足轉(zhuǎn)向梯度UndersteerGradient(cg.Lateralacc/roadsteerangle)側(cè)向加速度增益LateralAccGain(cg.lateralacc/steeringwheelangle）橫擺速度增益YawVelocityGain(yawvelocity/steeringwheelangle)側(cè)傾梯度RollGradient(rollangle/lateralacc)方向盤力矩梯度SteeringWheelTorqueGrad(steeringwheeltorque/lateralacc)特征車速CharacteristicSpeed側(cè)向加速度響應時間Lateralacceresponsetime橫擺速度響應時間Yawvelocityresponsetime橫擺阻尼Yawdamping分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Carsim匯眾擬采用軟件：Carsim道路試驗項目：國標主要試驗:蛇行試驗GBT6323.1pyloncourseslalomtest方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入GBT6323.2steeringwheelanglestepinput方向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入GBT6323.3steeringwheelanglepulseinput轉(zhuǎn)向回正性能試驗GBT6323.4returnabilitytest轉(zhuǎn)向輕便性試驗GBT6323.5steeringeffortstest穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗GBT6323.6steadystaticcirculartestGM主要試驗:正弦掃描試驗(ISO/DIS7401-2000)階躍/脈沖試驗(ISO/DIS7401-2000)蛇行試驗中間位置轉(zhuǎn)向試驗(ISO/DIS7401-2000)急劇變道試驗(ISO3888-1999)NHTSA側(cè)翻試驗（魚鉤試驗）3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)性能對標：操穩(wěn)性分析項目：道路試驗項目：3.操穩(wěn)仿真整車建模整車基本參數(shù)/空氣動力/PT/制動轉(zhuǎn)向前后懸架3.操穩(wěn)仿真整車建模整車基本參數(shù)/空氣動力/PT/制動轉(zhuǎn)向前后懸架3.操分析工況穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)國標試驗項目蛇形試驗轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應試驗（轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入）轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應試驗（轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗）轉(zhuǎn)向回正性能試驗轉(zhuǎn)向輕便性試驗穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗轉(zhuǎn)向輕便性蛇形試驗3.操穩(wěn)仿真分析工況穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)國標試驗項目轉(zhuǎn)向輕便性蛇形試驗3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)重要評價指標不足轉(zhuǎn)向梯度,

大于0表示不足轉(zhuǎn)向，小于0表示過多轉(zhuǎn)向，0表示中性轉(zhuǎn)向，

一般值為2.0-3.0.側(cè)傾梯度：

中間值為4.5，偏低意味著操縱性上升，偏高意味著舒適性上升.不足轉(zhuǎn)向梯度側(cè)傾梯度0.7g時，不足轉(zhuǎn)向梯度2.40.7g時，側(cè)傾梯度5.03.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)重要評價指標不足轉(zhuǎn)向梯度側(cè)傾梯度0.7g時，不足轉(zhuǎn)向梯度操穩(wěn)仿真流程整車裝配構(gòu)建,模塊包括:整車基本參數(shù)+空氣動力系統(tǒng)+動力系統(tǒng)+制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)+前后懸架.工況定義,根據(jù)分析項目制定具體內(nèi)容.數(shù)據(jù)評價,輸出包括不足轉(zhuǎn)向梯度、側(cè)傾梯度等數(shù)據(jù)進行相應評價.整車基本參數(shù)工況定義數(shù)據(jù)評價操穩(wěn)仿真流程空氣動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前后懸架3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)仿真流程整車基本參數(shù)工況定義數(shù)據(jù)評價操穩(wěn)仿真流程空氣動力疲勞性能：疲勞分析項目：多工況載荷分析（匯眾熟練應用）

單通道臺架分析（匯眾熟練應用）

多通道臺架分析（匯眾較少應用）

分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Nastran+Ncode匯眾相關(guān)軟件：Nastran+Ncode道路試驗項目：國標主要試驗:三萬公里強化路試驗（PG試驗場）大眾主要試驗:八千公里強化路試驗（SVP試驗場）4.道路疲勞仿真疲勞性能：疲勞分析項目：道路試驗項目：4.道路疲勞仿真汽車認證內(nèi)容：設計：通過樣件試制、裝配對設計結(jié)構(gòu)、尺寸、公差配合、部件之間的相對關(guān)系、以及制造工藝進行早期的檢、查驗證。功能定性評價：利用主觀、檢測的手段，通過實際運行或模擬、發(fā)生設備，對設計意圖應具備的功能反應進行驗證。性能化評價：按照試驗規(guī)范或法規(guī)規(guī)定的條件，借助于道路或試驗臺架對產(chǎn)品進行實際運行、操作。通過主觀評價或測量方法對設計意圖功能的性能進行驗證，以評價其性能是否達到規(guī)定的指標或限值要求。壽命（可靠性疲勞耐久性）規(guī)定條件、規(guī)定時間、達到規(guī)定要求：按照試驗規(guī)范所規(guī)定的（載荷）條件，借助于道路或試驗臺架對產(chǎn)品進行實際運行、操作。以驗證產(chǎn)品在規(guī)定壽命周期內(nèi)其功能達到規(guī)定的要求。4.道路疲勞仿真汽車認證內(nèi)容：設計：通過樣件試制、裝配對設計結(jié)構(gòu)、尺寸、公認證方法：樣品試制：設計圖紙、工藝要求；道路試驗：試驗標準和規(guī)范、部件系統(tǒng)整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值；試驗室臺架試驗：試驗標準和規(guī)范、部件系統(tǒng)整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值；數(shù)模模擬分析：來自試驗規(guī)范或設計技術(shù)要求的輸入載荷、部件\系統(tǒng)\整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值。4.道路疲勞仿真認證方法：樣品試制：設計圖紙、工藝要求；道路試驗：試驗標認證要求：客觀、合理：設計、認證條件應充分反映用戶需求和產(chǎn)品的實際使 用。（基于用戶需求的QFD技術(shù)和基于用戶產(chǎn)品真實使用產(chǎn)品使用 測量）；全面、完整：基于用戶需求和產(chǎn)品的實際使用測量的技術(shù)要求和試 驗規(guī)范的開發(fā)；提供用戶充分滿意的產(chǎn)品同時降低產(chǎn)品本身和售后 服務成本;準確、有效：嚴格按照實驗規(guī)范對產(chǎn)品進行試驗，合理的認證策略。快速、及時：滿足產(chǎn)品開發(fā)流程計劃要求，在保證準確有效的前提 下，快速早期的認證將為產(chǎn)品設計改進贏得時間和機會，同時也加 速產(chǎn)品開發(fā)的進程。54.道路疲勞仿真認證要求：客觀、合理：設計、認證條件應充分反映用戶需求和認證依據(jù)（標準、XXTS的制訂）：產(chǎn)品使用：用戶車輛使用測量分析用戶特殊需求：質(zhì)量功能部署-QFD市場反饋（售后失效模式、用戶抱怨、機構(gòu)評價）開發(fā)策略-專家系統(tǒng)4.道路疲勞仿真認證依據(jù)（標準、XXTS的制訂）：產(chǎn)品使用：用戶車輛使用認證策略：置信水平的可靠性壽命（可靠度、致信度）樣本數(shù)、壽命循環(huán)失效判據(jù)失效分類-等級4.道路疲勞仿真認證策略：置信水平的可靠性壽命（可靠度、致信度）樣本失效目的和方法目的發(fā)現(xiàn)總體可靠性問題。這些問題可能在車輛的整個使用壽命過程中被專業(yè)用戶所關(guān)注；鎖定問題；評價、確認總體可靠性。方法再現(xiàn)用戶車輛使用和環(huán)境；確認貫穿于車輛使用目標壽命期內(nèi)的性能和耐久性問題；由試驗人員（司機/工程師）充當/扮演專業(yè)用戶；為找到問題原因并解決問題，對各子系統(tǒng)輸入進行主觀評價。4.道路疲勞仿真目的和方法目的發(fā)現(xiàn)總體可靠性問題。這些問題4.道路疲勞仿真4.道路疲勞仿真試車場道路試驗提供了全面、系統(tǒng)和總成間相互作用載荷譜；道路試驗提供包括驅(qū)動、環(huán)境、道路表面和機械工況在內(nèi)的全面整車級載荷譜；道路試驗提供駕駛員反饋-人體生理學的、車輛響應、主觀感覺等等。4.道路疲勞仿真試車場道路試驗提供了全面、系統(tǒng)和總成間相互作用載荷譜；耐久試驗類型一般整車耐久性認證試驗-整車評價一般耐久性試驗質(zhì)量評估試驗/短期可靠性耐候試驗：冷/熱氣候暴露加速腐蝕結(jié)構(gòu)耐久性開發(fā)試驗-構(gòu)架/主要承載結(jié)構(gòu)和接口評價試驗室耐久性模擬和數(shù)模分析計算加速結(jié)構(gòu)耐久性傳動系統(tǒng)耐久性評價有限耐久性簡化的(短期)傳動系統(tǒng)耐久性-質(zhì)量評估4.道路疲勞仿真耐久試驗類型一般整車耐久性認證試驗-整車評價一耐久性道路試驗的角色能夠：客觀地反映并識別和判斷設計問題；提供全面、廣泛的工作載荷/輸入；基于實際的用戶車輛使用(試驗輸入反映實際的的運行工況)；反映典型的使用環(huán)境(熱、冷環(huán)境和腐蝕)工況；同時兼顧司機/技師/檢查人員對車輛的主觀評價；盡可能在產(chǎn)品開發(fā)早期獲得改進的機會。4.道路疲勞仿真耐久性道路試驗的角色能夠：客觀地反映并識別和判斷不能夠：代替整車、子系統(tǒng)或部件認證的全部手段；反映用戶實際使用中的某些特例（規(guī)范的目標是百分位用戶使用）；反映特殊用途（出租車、警車、……)；替代試驗室試驗：道路試驗無法提供試驗條件或環(huán)境的臺架試驗；量化設計的魯棒性：不可外推結(jié)果（即使可靠度裕度很高）；作為評價互換設計（替代設計）的工具：試驗結(jié)果只針對試驗樣品；作為產(chǎn)品擔保試驗：量產(chǎn)產(chǎn)品應由質(zhì)量控制或貨源鑒定保證；作為評價工藝/制造波動的有效工具。4.道路疲勞仿真不能夠：代替整車、子系統(tǒng)或部件認證的全部手段；反映用戶使用測量

耐久性道路試驗用戶使用分析

失效統(tǒng)計分析

耐久性試驗規(guī)范疲勞耐久性評價4.道路疲勞仿真用戶使用測量用戶使用分析 耐久性試驗規(guī)范4.道路疲勞仿真試車場道路載荷各地公共道路載荷

數(shù)據(jù)采集各種試車場道路典型公共道路數(shù)據(jù)采集：非隨機-試驗人員隨機-當?shù)厮緳C

用戶使用調(diào)查各級道路行駛 里程及比例公共道路分級 及典型路段

載荷： 乘員和貨物

環(huán)境： 氣候、腐蝕4.道路疲勞仿真試車場道路載荷各地公共道路載荷 數(shù)據(jù)采集典型公共道路數(shù)據(jù)采集CycleCounts)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.道路疲勞仿真CycleCounts)0.00.51.01.52.02.5百分位用戶使相對損傷比局部應力 和應變雨流統(tǒng)計

材料數(shù)據(jù)部件尺寸數(shù)據(jù)

-損傷計算-線性累積損傷

用戶使用/公共道路與試車場試驗相對損傷 用4.道路疲勞仿真百分位用戶使相對損傷比局部應力雨流統(tǒng)計 材料數(shù)據(jù) -損傷計284.道路疲勞仿真284.道路疲勞仿真相對損傷Test1Test3Test295%99%80%90%60%50%70%公共道路載荷和試車場試驗載荷相關(guān)性

1.401.201.221.000.800.600.401.001.050.830.450.550.670.830.97

0.360.200.00PGTESTPublicRoad294.道路疲勞仿真相對損傷Test1Test3Test295%99%80%90結(jié)構(gòu)的疲勞破壞

結(jié)構(gòu)的疲勞破壞是由于結(jié)構(gòu)在各種循環(huán)載荷作用下疲勞損傷累積的結(jié)果，疲 勞壽命是疲勞損傷的反映。 疲勞損傷取決于循環(huán)載荷的大小和作用次數(shù)-用載荷的雨流矩陣描述。

MicrosofterPointPresenta

MicrosoftowerPointPresentatio疲勞損傷是由循環(huán)載荷引起的疲勞損傷取決于循環(huán)載荷的大小和作用次數(shù)。

Microsoft owerPointPresentatio

MicrosoftowerPointPresentatio

MicrosoftowerPointPresentatio4.道路疲勞仿真 Microsoft Microsoft疲勞損傷是由循環(huán)數(shù)量用戶

整車耐久試驗DPG_T01嚴重度用戶車輛使用DPG試驗場BPG試驗場

4.道路疲勞仿真數(shù)量用戶 整車耐久試嚴重度用戶車輛使用DPG試驗場BPG數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)

車輛:xxxx

技術(shù)參數(shù)

發(fā)動機:1.6DOHC

變速箱:5-speedAT

懸架形式

前:麥佛遜

后:雙連桿

整備重量:1255kg

車輪/胎壓:195/55R15(0.18Mpa)設備&軟件●數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

-制造商:SoMatU.S.A -型號:e-DAQFCS●車輪力傳感器

-制造商:MSCU.S.A試件傳感器

……

軟件

-數(shù)據(jù)采集: SoMatTCEfore-DAQ -數(shù)據(jù)處理分析: nSfotE -損傷相關(guān): nSfotE4.道路疲勞仿真數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)設備&軟件4.道路疲勞仿真車輛載重：輕載和重載采樣設備及參數(shù)設置：

采樣頻率:409.6Hz

幀長度:1024/幀 濾波器頻率上限:80Hz樣本數(shù)：9 3名駕駛員,每個駕駛員在每一路面和工況下重復行駛3次共得到9個測量樣本

4.道路疲勞仿真車輛載重：輕載和重載采樣設備及參數(shù)設置： 采樣頻率:主要測量通道(測量載荷)4.道路疲勞仿真主要測量通道(測量載荷)4.道路疲勞仿真CyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCountCyclesCount......CyclesCountCyclesCountCyclesCount10001001001040相關(guān)計算混合-加速結(jié)構(gòu)耐久道路損傷等于整車一般耐久試驗整車一般耐久性試驗加速結(jié)構(gòu)耐久性試驗

1000Road110010 101000100 1040100080120160Strain(ue)11000104080120160

Strain(ue)104080120160Strain(ue)Road21000100 10 1100010001040100080120160Strain(ue)11000104080120160

Strain(ue)104080120160

Strain(ue)Road3

1001E710100010010000001E7101401000 80 Strain(ue)10012016010000000001E70104080Strain(ue)120160110000000000004080Strain(ue)1201601000000000001000000080120160Strain(ue)10004080120160Strain(ue)04080120160Strain(ue)

1000Track1010010 101000100 1040100080120160Strain(ue)11000104080120160

Strain(ue)104080120160Strain(ue)目標載荷

優(yōu)化混合LMSCombiTrack原載荷加速結(jié)構(gòu)耐久性試驗

4.道路疲勞仿真CyclesCountCyclesCountCyclesCo謝謝！謝謝！汽車底盤系統(tǒng)開發(fā)仿真汽車底盤系統(tǒng)開發(fā)仿真44內(nèi)容1.底盤仿真介紹2.K&C仿真3.操穩(wěn)仿真4.道路疲勞仿真2內(nèi)容1.底盤仿真介紹1.底盤仿真介紹

作為底盤解決方案供應商，在面對主機廠尤其是自主品牌底盤開發(fā)時,系統(tǒng)仿真對于提升開發(fā)質(zhì)量和效率至關(guān)重要。正在進行的懸架開發(fā)項目,對系統(tǒng)仿真需求也非常迫切。以AP11為研究對象,進行底盤系統(tǒng)分解,圍繞K&C性能、操穩(wěn)性能和疲勞(道路譜)三大內(nèi)容開展工作。NVH性能操穩(wěn)性能疲勞性能K&C性能平順性能安全性能1.底盤仿真介紹

NVH性能操穩(wěn)性能疲勞性能K&

通過對標及整合資源,從以下三個方面提升底盤系統(tǒng)仿真能力：1）建立底盤K&C性能仿真能力；2）建立操穩(wěn)性能仿真能力；3）建立底盤疲勞(道路)仿真能力。

1.底盤仿真介紹

1.底盤仿真介紹

K&C性能對標：懸架分析項目分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Carsim匯眾擬采用軟件：Carsim試驗項目2.K&C仿真K&C性能對標：懸架分析項目試驗項目2.K&C仿真零件與性能關(guān)系：

完成零件與K&C和操穩(wěn)性能的定性關(guān)系，為進一步的定量分析建立基礎(chǔ)。操縱穩(wěn)定性高

對側(cè)傾角有很大影響低高

反向扭轉(zhuǎn)時對側(cè)傾角剛度有大影響低高

緩沖塊接觸高度對側(cè)傾角剛度有很大影響高

輪胎側(cè)偏剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有很大影響中

控制臂襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響低中

轉(zhuǎn)向機襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有影響高

扭轉(zhuǎn)梁反向扭轉(zhuǎn)剛度對側(cè)傾角剛度有很大影響高

扭轉(zhuǎn)梁襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響舒適性高

彈簧垂直剛度對車輛偏頻有非常大的影響高

減振器阻尼大小對車輛的乘坐舒適性（軟硬感覺）有非常大的影響低高

路面沖擊能力的吸收對舒適性有很大影響高

緩沖塊接觸位置和剛度對舒適性（突兀的沖擊）有很大影響高

輪胎徑向剛度（車輛路面沖擊吸收能力）對舒適性有很大影響低低

如為液壓襯套，則其也能夠吸收一部分路面沖擊低低中

扭轉(zhuǎn)梁襯套徑向剛度（吸收路面沖擊）對舒適性有影響K&C低

跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大低低

反向跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大高

硬點位置和剛度曲線對K&C曲線有非常大的影響低

跳動時，對懸架剛度有很大影響。但是對四輪參數(shù)變化，影響不大高

輪胎剛度對wheelrate有非常大的影響高

控制臂硬點位置和襯套參數(shù)對側(cè)傾中心、輪距的變化有影響。低高

轉(zhuǎn)向機拉桿硬點位置對轉(zhuǎn)彎半徑和前束變化有很大影響。同時其側(cè)偏剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向有影響高

扭轉(zhuǎn)梁各硬點位置對剪切中心和側(cè)傾中心有非常大的影響。同時其扭轉(zhuǎn)剛度對整車側(cè)傾角有很大影響高

扭轉(zhuǎn)梁襯套側(cè)向剛度對不足/過多轉(zhuǎn)向及瞬時響應有影響彈簧減振器穩(wěn)定桿top-mount緩沖塊輪胎控制臂副車架轉(zhuǎn)向機扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)梁襯套2.K&C仿真零件與性能關(guān)系：操縱穩(wěn)定性高

對側(cè)傾角有很大影響低高

參數(shù)收集：硬點前懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）下控制臂與副車架前端連接點(-32.3,±433.4,-120.7)下控制臂與副車架后端連接點(284.5,±385.0,-101.5)下控制臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(-13.6,±745.5,-138.3)彈簧上安裝點

彈簧下安裝點(32.4,±607.0,342.6)減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(7.9,±628.5,80.0)減振器與車身連接點(52.3,±591.8,528.4)副車架與車身前端連接點(80.0,±455.0,93.7)副車架與車身后端連接點(357.0,±395.0,-69.4)轉(zhuǎn)向拉桿與齒條連接點(193.0,±342.3,-5.0)轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向拉桿連接點(133.0,±706.5,-4.0)輪心(0.0,±770.5,0.0)橫向穩(wěn)定桿與副車架的連接點(280.0,±265.0,-2.7)橫向穩(wěn)定桿與耦合桿的連接點(40.5,±554.4,-26.8)耦合桿與減振支柱的連接點(70.9,±574.3,242.3)后懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）減振器與車身連接點(2647.2,±571.7,430.5)減振器與后橋總成連接點(2687.0,±606.3,-95.3)后橋總成與車身連接點(2210.7,±581.4,-34.9)彈簧上安裝點(2590.7,±528.9,97.8)彈簧下安裝點(2584.4,±530.0,-112.2)輪心(2650.0,±767.5,-17.0)2.K&C仿真參數(shù)收集：硬點前懸：硬點（左、右）整車坐標（X、Y、Z）下控參數(shù)收集：零部件特性前懸：零部件特性參數(shù)

彈簧剛度圖紙19.6N/mm減振器阻尼特性圖紙緩沖塊特性、沖擊長度或間隙圖紙SK-08488-CN限位塊特性、沖擊長度或間隙

減振器與車身連接襯套特性及方向圖紙減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接襯套特性及方向

下控制臂與副車架連接襯套特性及方向圖紙6097/6098橫向穩(wěn)定桿扭轉(zhuǎn)剛度

橫向穩(wěn)定桿與副車架連接襯套特性及方向

后懸：零部件特性參數(shù)

彈簧剛度文件21.6N/mm減振器阻尼特性圖紙緩沖塊特性、沖擊長度或間隙圖紙D-023253限位塊特性、沖擊長度或間隙

減振器與車身連接襯套特性及方向圖紙減振器與后橋總成襯套

后橋與車身襯套圖紙300036112.K&C仿真參數(shù)收集：零部件特性前懸：零部件特性參數(shù)彈簧剛度圖紙19.參數(shù)收集：整車參數(shù)及定位參數(shù)前輪定位參數(shù)

車輪外傾角'-0.2±0.5?前束角0.0±0.1?主銷后傾角5.2±0.5?主銷內(nèi)傾角

主銷偏距

后輪定位參數(shù)

車輪外傾角-1.25±0.12?前束角0.25±0.08?整車參數(shù)質(zhì)心Mass(kg)

質(zhì)心Ixx(kg.m**2)

質(zhì)心Iyy(kg.m**2)

質(zhì)心Izz(kg.m**2)

整車質(zhì)心坐標(mm)

軸距(mm)2650前輪距(mm)1541后輪距(mm)1535前軸荷(N)

后軸荷(N)

2.K&C仿真參數(shù)收集：整車參數(shù)及定位參數(shù)前輪定位參數(shù)車輪外傾角'-K&C性能：

完成仿真及試驗數(shù)據(jù)收集，確立K&C分析框架，以及分析工作。懸架形式K&C輸出底盤K&C仿真流程K&C仿真數(shù)據(jù)懸架建模2.K&C仿真K&C性能：懸架形式K&C輸出底盤K&C仿真流程K&C仿真數(shù)K&C試驗數(shù)據(jù)：

完成K&C試驗數(shù)據(jù)收集。試驗曲線試驗匯總表縱向試驗側(cè)向試驗垂向試驗轉(zhuǎn)向試驗回正試驗試驗項目2.K&C仿真K&C試驗數(shù)據(jù)：試驗曲線試驗匯總表縱向試驗試驗項目2.K&CK&C仿真小結(jié)：

K&C仿真流程懸架模板構(gòu)建,建立懸架類型庫,便于分析選擇.參數(shù)輸入,按照標準參數(shù)表進行參數(shù)收集,同時進行參數(shù)輸入.工況定義,根據(jù)具體車型選用不同的工況內(nèi)容.數(shù)據(jù)輸出,輸出K&C數(shù)據(jù),為下一步的操穩(wěn)分析準備.懸架模板構(gòu)建參數(shù)輸入工況定義數(shù)據(jù)輸出操穩(wěn)分析輸入懸架類型庫標準參數(shù)表2.K&C仿真K&C仿真小結(jié)：懸架模板構(gòu)建參數(shù)輸入工況定義數(shù)據(jù)輸出操穩(wěn)分操穩(wěn)性能對標：操穩(wěn)性分析項目：不足轉(zhuǎn)向梯度UndersteerGradient(cg.Lateralacc/roadsteerangle)側(cè)向加速度增益LateralAccGain(cg.lateralacc/steeringwheelangle）橫擺速度增益YawVelocityGain(yawvelocity/steeringwheelangle)側(cè)傾梯度RollGradient(rollangle/lateralacc)方向盤力矩梯度SteeringWheelTorqueGrad(steeringwheeltorque/lateralacc)特征車速CharacteristicSpeed側(cè)向加速度響應時間Lateralacceresponsetime橫擺速度響應時間Yawvelocityresponsetime橫擺阻尼Yawdamping分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Carsim匯眾擬采用軟件：Carsim道路試驗項目：國標主要試驗:蛇行試驗GBT6323.1pyloncourseslalomtest方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入GBT6323.2steeringwheelanglestepinput方向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入GBT6323.3steeringwheelanglepulseinput轉(zhuǎn)向回正性能試驗GBT6323.4returnabilitytest轉(zhuǎn)向輕便性試驗GBT6323.5steeringeffortstest穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗GBT6323.6steadystaticcirculartestGM主要試驗:正弦掃描試驗(ISO/DIS7401-2000)階躍/脈沖試驗(ISO/DIS7401-2000)蛇行試驗中間位置轉(zhuǎn)向試驗(ISO/DIS7401-2000)急劇變道試驗(ISO3888-1999)NHTSA側(cè)翻試驗（魚鉤試驗）3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)性能對標：操穩(wěn)性分析項目：道路試驗項目：3.操穩(wěn)仿真整車建模整車基本參數(shù)/空氣動力/PT/制動轉(zhuǎn)向前后懸架3.操穩(wěn)仿真整車建模整車基本參數(shù)/空氣動力/PT/制動轉(zhuǎn)向前后懸架3.操分析工況穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)國標試驗項目蛇形試驗轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應試驗（轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入）轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應試驗（轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗）轉(zhuǎn)向回正性能試驗轉(zhuǎn)向輕便性試驗穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗轉(zhuǎn)向輕便性蛇形試驗3.操穩(wěn)仿真分析工況穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)國標試驗項目轉(zhuǎn)向輕便性蛇形試驗3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)重要評價指標不足轉(zhuǎn)向梯度,

大于0表示不足轉(zhuǎn)向，小于0表示過多轉(zhuǎn)向，0表示中性轉(zhuǎn)向，

一般值為2.0-3.0.側(cè)傾梯度：

中間值為4.5，偏低意味著操縱性上升，偏高意味著舒適性上升.不足轉(zhuǎn)向梯度側(cè)傾梯度0.7g時，不足轉(zhuǎn)向梯度2.40.7g時，側(cè)傾梯度5.03.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)重要評價指標不足轉(zhuǎn)向梯度側(cè)傾梯度0.7g時，不足轉(zhuǎn)向梯度操穩(wěn)仿真流程整車裝配構(gòu)建,模塊包括:整車基本參數(shù)+空氣動力系統(tǒng)+動力系統(tǒng)+制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)+前后懸架.工況定義,根據(jù)分析項目制定具體內(nèi)容.數(shù)據(jù)評價,輸出包括不足轉(zhuǎn)向梯度、側(cè)傾梯度等數(shù)據(jù)進行相應評價.整車基本參數(shù)工況定義數(shù)據(jù)評價操穩(wěn)仿真流程空氣動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前后懸架3.操穩(wěn)仿真操穩(wěn)仿真流程整車基本參數(shù)工況定義數(shù)據(jù)評價操穩(wěn)仿真流程空氣動力疲勞性能：疲勞分析項目：多工況載荷分析（匯眾熟練應用）

單通道臺架分析（匯眾熟練應用）

多通道臺架分析（匯眾較少應用）

分析軟件：泛亞相關(guān)軟件：Adams/motionview+GM應用程序;Nastran+Ncode匯眾相關(guān)軟件：Nastran+Ncode道路試驗項目：國標主要試驗:三萬公里強化路試驗（PG試驗場）大眾主要試驗:八千公里強化路試驗（SVP試驗場）4.道路疲勞仿真疲勞性能：疲勞分析項目：道路試驗項目：4.道路疲勞仿真汽車認證內(nèi)容：設計：通過樣件試制、裝配對設計結(jié)構(gòu)、尺寸、公差配合、部件之間的相對關(guān)系、以及制造工藝進行早期的檢、查驗證。功能定性評價：利用主觀、檢測的手段，通過實際運行或模擬、發(fā)生設備，對設計意圖應具備的功能反應進行驗證。性能化評價：按照試驗規(guī)范或法規(guī)規(guī)定的條件，借助于道路或試驗臺架對產(chǎn)品進行實際運行、操作。通過主觀評價或測量方法對設計意圖功能的性能進行驗證，以評價其性能是否達到規(guī)定的指標或限值要求。壽命（可靠性疲勞耐久性）規(guī)定條件、規(guī)定時間、達到規(guī)定要求：按照試驗規(guī)范所規(guī)定的（載荷）條件，借助于道路或試驗臺架對產(chǎn)品進行實際運行、操作。以驗證產(chǎn)品在規(guī)定壽命周期內(nèi)其功能達到規(guī)定的要求。4.道路疲勞仿真汽車認證內(nèi)容：設計：通過樣件試制、裝配對設計結(jié)構(gòu)、尺寸、公認證方法：樣品試制：設計圖紙、工藝要求；道路試驗：試驗標準和規(guī)范、部件系統(tǒng)整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值；試驗室臺架試驗：試驗標準和規(guī)范、部件系統(tǒng)整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值；數(shù)模模擬分析：來自試驗規(guī)范或設計技術(shù)要求的輸入載荷、部件\系統(tǒng)\整車技術(shù)要求、法規(guī)和限值。4.道路疲勞仿真認證方法：樣品試制：設計圖紙、工藝要求；道路試驗：試驗標認證要求：客觀、合理：設計、認證條件應充分反映用戶需求和產(chǎn)品的實際使 用。（基于用戶需求的QFD技術(shù)和基于用戶產(chǎn)品真實使用產(chǎn)品使用 測量）；全面、完整：基于用戶需求和產(chǎn)品的實際使用測量的技術(shù)要求和試 驗規(guī)范的開發(fā)；提供用戶充分滿意的產(chǎn)品同時降低產(chǎn)品本身和售后 服務成本;準確、有效：嚴格按照實驗規(guī)范對產(chǎn)品進行試驗，合理的認證策略?？焖佟⒓皶r：滿足產(chǎn)品開發(fā)流程計劃要求，在保證準確有效的前提 下，快速早期的認證將為產(chǎn)品設計改進贏得時間和機會，同時也加 速產(chǎn)品開發(fā)的進程。54.道路疲勞仿真認證要求：客觀、合理：設計、認證條件應充分反映用戶需求和認證依據(jù)（標準、XXTS的制訂）：產(chǎn)品使用：用戶車輛使用測量分析用戶特殊需求：質(zhì)量功能部署-QFD市場反饋（售后失效模式、用戶抱怨、機構(gòu)評價）開發(fā)策略-專家系統(tǒng)4.道路疲勞仿真認證依據(jù)（標準、XXTS的制訂）：產(chǎn)品使用：用戶車輛使用認證策略：置信水平的可靠性壽命（可靠度、致信度）樣本數(shù)、壽命循環(huán)失效判據(jù)失效分類-等級4.道路疲勞仿真認證策略：置信水平的可靠性壽命（可靠度、致信度）樣本失效目的和方法目的發(fā)現(xiàn)總體可靠性問題。這些問題可能在車輛的整個使用壽命過程中被專業(yè)用戶所關(guān)注；鎖定問題；評價、確認總體可靠性。方法再現(xiàn)用戶車輛使用和環(huán)境；確認貫穿于車輛使用目標壽命期內(nèi)的性能和耐久性問題；由試驗人員（司機/工程師）充當/扮演專業(yè)用戶；為找到問題原因并解決問題，對各子系統(tǒng)輸入進行主觀評價。4.道路疲勞仿真目的和方法目的發(fā)現(xiàn)總體可靠性問題。這些問題4.道路疲勞仿真4.道路疲勞仿真試車場道路試驗提供了全面、系統(tǒng)和總成間相互作用載荷譜；道路試驗提供包括驅(qū)動、環(huán)境、道路表面和機械工況在內(nèi)的全面整車級載荷譜；道路試驗提供駕駛員反饋-人體生理學的、車輛響應、主觀感覺等等。4.道路疲勞仿真試車場道路試驗提供了全面、系統(tǒng)和總成間相互作用載荷譜；耐久試驗類型一般整車耐久性認證試驗-整車評價一般耐久性試驗質(zhì)量評估試驗/短期可靠性耐候試驗：冷/熱氣候暴露加速腐蝕結(jié)構(gòu)耐久性開發(fā)試驗-構(gòu)架/主要承載結(jié)構(gòu)和接口評價試驗室耐久性模擬和數(shù)模分析計算加速結(jié)構(gòu)耐久性傳動系統(tǒng)耐久性評價有限耐久性簡化的(短期)傳動系統(tǒng)耐久性-質(zhì)量評估4.道路疲勞仿真耐久試驗類型一般整車耐久性認證試驗-整車評價一耐久性道路試驗的角色能夠：客觀地反映并識別和判斷設計問題；提供全面、廣泛的工作載荷/輸入；基于實際的用戶車輛使用(試驗輸入反映實際的的運行工況)；反映典型的使用環(huán)境(熱、冷環(huán)境和腐蝕)工況；同時兼顧司機/技師/檢查人員對車輛的主觀評價；盡可能在產(chǎn)品開發(fā)早期獲得改進的機會。4.道路疲勞仿真耐久性道路試驗的角色能夠：客觀地反映并識別和判斷不能夠：代替整車、子系統(tǒng)或部件認證的全部手段；反映用戶實際使用中的某些特例（規(guī)范的目標是百分位用戶使用）；反映特殊用途（出租車、警車、……)；替代試驗室試驗：道路試驗無法提供試驗條件或環(huán)境的臺架試驗；量化設計的魯棒性：不可外推結(jié)果（即使可靠度裕度很高）；作為評價互換設計（替代設計）的工具：試驗結(jié)果只針對試驗樣品；作為產(chǎn)品擔保試驗：量產(chǎn)產(chǎn)品應由質(zhì)量控制或貨源鑒定保證；作為評價工藝/制造波動的有效工具。4.道路疲勞仿真不能夠：代替整車、子系統(tǒng)或部件認證的全部手段；反映用戶使用測量

耐久性道路試驗用戶使用分析

失效統(tǒng)計分析

耐久性試驗規(guī)范疲勞耐久性評價4.道路疲勞仿真用戶使用測量用戶使用分析 耐久性試驗規(guī)范4.道路疲勞仿真試車場道路載荷各地公共道路載荷

數(shù)據(jù)采集各種試車場道路典型公共道路數(shù)據(jù)采集：非隨機-試驗人員隨機-當?shù)厮緳C

用戶使用調(diào)查各級道路行駛 里程及比例公共道路分級 及典型路段

載荷： 乘員和貨物

環(huán)境： 氣候、腐蝕4.道路疲勞仿真試車場道路載荷各地公共道路載荷 數(shù)據(jù)采集典型公共道路數(shù)據(jù)采集CycleCounts)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.道路疲勞仿真CycleCounts)0.00.51.01.52.02.5百分位用戶使相對損傷比局部應力 和應變雨流統(tǒng)計

材料數(shù)據(jù)部件尺寸數(shù)據(jù)

-損傷計算-線性累積損傷

用戶使用/公共道路與試車場試驗相對損傷 用4.道路疲勞仿真百分位用戶使相對損傷比局部應力雨流統(tǒng)計 材料數(shù)據(jù) -損傷計284.道路疲勞仿真284.道路疲勞仿真相對損傷Test1Test3Test295%99%80%90%60%50%70%公共道路載荷和試車場試驗載荷相關(guān)性

1.401.201.221.000.800.600.401.001.050.830.450.550.670.830.97

0.360.200.00PGTESTPublicRoad294.道路疲勞仿真相對損傷Test1Test3Test295%99%80%90結(jié)構(gòu)的疲勞破壞

結(jié)構(gòu)的疲勞破壞是由于結(jié)構(gòu)在各種循環(huán)載荷作用下疲勞損傷