整车操纵稳定性仿真
分析报告分析解析Revised on November 25, 2020
L11整车操纵稳定性仿真分析报告
（HB11A/HB12A）
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简式国际汽车设计（北京）有限公司
L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A）
1.定半径稳态圆周试验
试验方法
HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道m，直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。
数据处理
“方向盘转角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。
图1 方向盘转角—侧向加速度（左转）
从图1 计算得到左转不足转向梯度为137o/g
图2 方向盘转角—侧向加速度（右转）
右转不足转向梯度为g，则HB11A平均不足转向梯度为g。
HB11A的角传动比约为，则不足转向梯度/转向系角传动比为g。
“质心侧偏角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。
图3 质心侧偏角——侧向加速度（左转）
左转侧偏角梯度为g。
图4 质心侧偏角——侧向加速度（右转）
右转侧偏角梯度为g，则HB11A平均侧偏角梯度为g。
“车身侧倾角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。
图5 车身侧倾角——侧向加速度（左转）
左转侧倾角梯度为g。
图6 车身侧倾角—侧向加速度（右转）
右转侧倾角梯度为g，则HB11A平均侧倾角梯度为g。
2.方向盘转角阶跃输入试验
试验方法
HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度(阶跃时间为转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘
转角不变直至汽车恢复稳定状态，试验过程中油门踏板开度应尽可能保持不变。方向盘转角初始值是10°，每次增加5°，直到车辆达到附着极限，试验分为向左、向右两个方向进行。
数据处理
—方向盘转角滞后时间
横摆角速度达到50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。
图7 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间
左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为
右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为
HB11A横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为
图8 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间
左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为；
右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为；
HB11A横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为。
——方向盘转角滞后时间
侧向加速度达到50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。
图9 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间
左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为。
图10 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间
左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为。
——方向盘转角滞后时间
车身侧倾角达到50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。
图11 侧倾角——方向盘转角滞后时间
左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧倾角——方向盘转角平均滞后时间为。
图12 侧倾角——方向盘转角滞后时间
左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧倾角——方向盘转角平均滞后时间为。
——方向盘转角滞后时间
质心侧偏角达到50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。
图13 侧偏角——方向盘转角滞后时间
左转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧偏角——方向盘转角平均滞后时间为。
图14 侧偏角——方向盘转角滞后时间
左转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为；
右转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为；
HB11A侧偏角——方向盘转角平均滞后时间为。
3.转向回正性能试验
试验方法
HB11A处于满载状态，沿半径为20m的圆周行驶，调整车速，使侧向加速度达到4±／s2，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，驾驶员突然松开转向盘，至少记录松手后4s的汽车运动过程。记录时间内油门开度保持不变。试验按向左转与向右转两个方向进行，每个方向三次。
数据处理
图15 车辆轨迹
侧向加速度时间历程
图16 侧向加速度时间历程
图17 车速及油门开度时间历程
图 18 横摆角速度变化曲线
松开方向盘3s时刻的横摆角速度值(包括0值)。
左转时，残留横摆角速度为s；
右转时，残留横摆角速度为s；
HB11A平均残留横摆角速度为s。
横摆角速度响应第一个峰值超过新稳态值的部分与初始值之比。
左转时，横摆角速度超调量为%；
右转时，横摆角速度超调量为%。
HB11A平均横摆角速度超调量为%。
f——横摆角速度自然频率，Hz
式中：
j A ——横摆角速度响应时间历程曲线的峰峰值，（o ）/s
j t ?——横摆角速度响应时间历程曲线上两相邻波峰的时间间隔，
s
n ——横摆角速度响应时间历程曲线的波峰数 左转时，横摆角速度自然频率为； 右转时，横摆角速度自然频率为； HB11A 平均横摆角速度自然频率为。
衰减率∑==
n
j j
A
A D 1
1
'
式中：1A ——横摆角速度响应历程曲线的第一个峰峰值，（o ）/s
可得相对阻尼系数1
])
1ln([
12'+-=
D π
ξ
左转时，横摆角速度相对阻尼系数为； 右转时，横摆角速度相对阻尼系数为； HB11A 平均横摆角速度相对阻尼系数为。
式中：r E ——横摆角速度总方差，s
i r ——横摆角速度响应时间历程曲线瞬时值，（o ）/s
0r ——横摆角速度响应初始值，（o ）/s
n ——采样点数
Δt ——采样时间间隔，s
左转时，横摆角速度总方差为； 右转时，横摆角速度总方差为； HB11A 平均横摆角速度总方差为。
4.中间位置转向试验
试验方法
HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ的固定车速直线稳定行驶，以的频率进行连续的正弦曲线方向盘转角输入，产生的最大侧向加速度为，正弦输入以外的过程中要始终保持方向盘转角不变，试验过程中，转向角最大幅度和方向盘中心位置的角速度应尽可能稳定。此外，油门踏板位置变化应保持最小，与车速限值要求保持一致。
数据处理
—方向盘转角
图19 侧向加速度—方向盘转角
转向灵敏度：方向盘最大转角的±20%范围内的曲线平均斜率，为o
最小转向灵敏度：侧向加速度在±范围内内的曲线最小瞬间斜率，为o。
侧向加速度为时的转向灵敏度：远离转向中心侧向加速度为时的曲线斜率，为o。
转向线性度：最小转向灵敏度与侧向加速度时的转向灵敏度的比值，为。
转向迟滞：在侧向加速度为±范围内的曲线区域面积，为·g
方向盘平均转角静态区：转向迟滞除以，为。
——方向盘转角
图20 横摆角速度——方向盘转角
横摆角速度响应系数：方向盘最大转角的±20%范围内的曲线平均斜率，为1/s。
5.扫频试验
试验方法
HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ车速稳定直线行驶，开始记录数据，给方向盘转角正弦扫描输入，频率范围从到4Hz连续变化，转向幅度使侧向加速度峰值达到，试验过程中油门开度保持不变。
数据处理
—方向盘转角
图21 侧向加速度v—方向盘转角
初始增益为o，最小增益频率为。
—方向盘转角
图22 横摆角速度—方向盘转角
初始增益为 1/s，最大增益频率为，放大率为
—方向盘转角
图23 侧偏角—方向盘转角
初始增益为，最大增益频率为，放大率为。
—侧向加速度
图24 侧倾角—侧向加速度
初始增益为g。
6.平顺性脉冲输入试验
试验方法
采用如图25所示三角形状的凸块作为脉冲输入，将凸块放置在试验道路(干燥平整长直的水泥路面或者沥青路面)中间，并按汽车轮距调整好两个凸块
间的距离，为保证汽车左右车轮同时驶过凸块，应将两凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条线上。
图25 三角形状的凸块示意图
图25中：h ——80mm；B ——按需要而定，但必须大于轮宽。
HB11A处于满载状态，分别以10、20、30、40、50、60km/h的实验车速直线匀速驶过凸块，在汽车通过凸块前50m应稳住车速和方向盘，并启用测速装置测量车速。当汽车前轮接近凸块时开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。
数据处理
各测点在不同车速下的最大垂直加速度的绝对值如表1所示：
7.仿真试验结果汇总
平顺性脉冲输入试验结果曲线拟合
(1)驾驶员座椅处最大垂直加速度的绝对值——车速
图26 驾驶员座椅处最大垂直加速度—车速
(2)驾驶员底部地板处最大垂直加速度的绝对值——车速
图27 驾驶员底部地板处最大垂直加速度—车速
(3)货箱地板中心处最大垂直加速度的绝对值——车速
图28 货箱地板中心处最大垂直加速度—车速
(4)货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速
图29货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度—车速
(5)货箱地板距前边板、右边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速
图30 货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度—车速
(6)货箱地板距后边板、左边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速
图31 货箱地板距后边板、左边板各300mm处最大垂直加速度—车速
(7)货箱地板距后边板、右边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速
图32 货箱地板距后边板、右边板各300mm处最大垂直加速度—车速
8.结论
本仿真模型中，轮胎、衬套等对操纵稳定性和平顺性有重要影响的参数未能获取，只能以较接近的经验数据代替；后桥板簧仅复现了主副簧刚度，并未考虑片间摩擦；整车转动惯量无法应用SAE经验公式估算，只能人为按数量级近似。
从初步仿真结果看，HB11A稳态特性中的侧偏角梯度和侧倾角梯度较大，瞬态反应较灵敏(实车试验时驾驶员难以像仿真试验中那么快速的转动方向盘，故瞬态反应会响应延迟)，中间位置转向时线性度较好、迟滞较小，转向回正性能较差，频响特性的放大率较大，货箱后部的平顺性较差。
基于MATLAB的车辆两自由度操纵稳定性模型及分析 汽车操纵稳定性是汽车高速安全行驶的生命线，是汽车主动安全性的重要因素之一；汽车操纵稳定性一直汽车整车性能研究领域的重要课题。本文采用MATLAB仿真建立了汽车二自由度动力学模型，通过仿真分析了不同车速、不同质量和不同侧偏刚度对汽车操纵稳定性的影响。研究表明，降低汽车行驶速度，增加前后轮侧偏刚度和减小汽车质量可以减小质心侧偏角，使固有圆频率增加降低行驶车速还可以使阻尼比增加，超调量及稳定时间减少。 车辆操纵稳定性评价主要有客观评价和主观评价俩种方法。客观评价是通过标准实验得到汽车状态量，再计算汽车操纵稳定性的评价指标，这可通过实车实验和模拟仿真完成，在车辆开发初期可通过车辆动力仿真进行车辆操纵稳定性研究。 1二自由度汽车模 为了便于掌握操纵稳定性的基本特性，对汽车简化为线性二自由度的汽车模型，忽略转向系统的影响，直接一前轮转角作为输入；忽略悬架的作用，认为汽车车厢只作用于地面的平面运动。
2 运动学分析 确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系的分量 和。Ox 与Oy 为车辆坐标系的纵轴与横轴。质心速度 与t 时刻在Ox 轴上 的分量为u ，在oy 轴上的分量为v 。 2.1 沿Ox 轴速度分量的变化为： ()()cos sin cos cos sin sin u u u v v u u u v v θθ θθθθ+??--+??=?+??---?? 考虑到很小并忽略二阶微量，上式变成： 除以并取极限，便 是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系。
沿Ox 轴速度分量的变化为: u x r d d v u v dt dt a θω=-=- 同理，汽车质心绝对加速度沿横轴oy 上的分量为：y r v u a ω=+ 2.2 二自由度动力学方程 二自由度汽车受到的外力沿y 轴方向的合力与绕质心的力矩和为: 12 12cos a cos Y Y Y Z Y Y b F F F M F F δδ=+=-∑∑ 式中，,为地面对前后轮的侧向反作用力；为前轮转角。 考虑到很小，上式可以写上： 11221122 a Y Z b k k F k k M αα αα=+=-∑∑ 根据坐标系的规定，前后侧偏角为： ()12r r r a u v b b u u δξβδβωαωωα=--=+ --==- 由此，可以列出外力，外力矩与汽车参数的关系式为： 1212r r Y r r Z a b u u a b a b u u k k F k k M βδββδβωωωω????=+-+- ? ?????????=+--- ? ????? ∑∑ 所以，二自由度汽车的运动微分方程为： ()1212r r r r r z r a b m v u u u a b a b u u k k k k I βδββδβωωωωωω????+-+-=+ ? ?????????+---= ? ???? ? 上式可以变形为：
汽车操纵稳定性实验指导书 课程编号： 课程名称： 实验一汽车转向轻便性实验 实验目的 汽车的转向轻便性和操纵稳定性是现代汽车重要的使用性能，通过对实验了解和掌握测试系统的安装调试、基本实验方法并学会数据处理和运用理论知识对汽车操纵稳定性研究、评价。以培养学生解决实际工程问题的能力。 二、实验的主要内容 了解测试系统的组成和测试原理，汽车转向轻便性实验的数据的实时采集和处理。测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，与操纵稳定性其他试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。 采集测量变量及参数 方向盘转角； 方向盘力矩； 方向盘直径。 三、实验设备和工具 1．测量仪器 汽车方向盘转角——力矩传感器 汽车操纵稳定性数据采集和分析仪 2．实验车辆 小型客车一辆 3．标明试验路径的标桩16个。 四、实验原理 测定汽车在道路上进行转向行驶时，驾驶员作用在方向盘上的力矩和方向盘转角的变化关系评价汽车的转向操纵性能 验方法和步骤 1．实验准备 试验场地应为干燥、平坦而清洁的水泥或柏油路面。任意方向上的坡度不大于2％。在试验场地上，用明显颜色画出双纽线路径（图1），双纽线轨迹的极坐标方程为： 为：轨迹上任意点的曲率半径R
°时，双纽线顶点的曲率半径为最小值，即=0Ψ 当． 双纫线的最小曲率半径（m）应按试验汽车的最小转弯半径（m）乘以倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。并据此画出双纽线，在双纽线最宽处、顶点和中点（即结点）的路径两侧共放置16个标桩（图1）。标桩与试验路径中心线的距离，按汽车的轴距确：定，当试验汽车轴距大于时，为车宽一半加50cm，当试验汽车轴距小于或等于2m时，为车宽一半加30cm。 图1 双纽线路径示意图 2．试验方法 2．1接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 2．2汽车以低速直线滑行，驾驶员松开方向盘，停车后，记录方向盘中间位置及方向盘力矩零线。 2．3驾驶员操纵方向盘使汽车沿双纽线路径行驶。车速为10土1km／h。待车速稳定后，开始记录方向盘转角及力矩，并记录（或显示）车速作为监督参数，直到汽车绕双纽线行驶满三周。 3．数据处理 3．1根据记录的方向盘转角及方向盘力矩，按双纽线路径每一周整理成图2所示的M—θ曲线，并计算以下参数： 3．1．1方向盘最大力矩，用下式计算： 式中：Mmax——方向盘最大力矩，N·m； 3．1．2方向盘最大作用力，用下式计算：
目录 1任务来源 (1) 2分析目的 (1) 3模型建立 (1) 3.1整车模型的简化 (1) 3.2各子系统的简化 (1) 3.3各部件之间的运动副的施加 (10) 4前悬架轮跳仿真 (12) 5操纵稳定性分析 (16) 5.1操纵稳定性的目的与意义 (16) 5.2转向盘角阶跃仿真试验 (17) 5.3稳态回转的评价 (21) 5.4转向盘角脉冲输入试验评价 (25) 5.5转向轻便性实验： (29) 5.6转向回正性 (31) 5.7蛇形实验 (32) 6结论 (35)
1.任务来源 根据QQ车型协议书及相关输出要求，需要对QQ车操纵稳定性能进行运动学仿真分析。 2分析目的 汽车操纵稳定性是汽车的重要性能之一，通过ADAMS软件进行仿真分析，依据国家标准对QQ车的操控性能进行评分，从而对QQ整车的操控性能进行合理的评价，为设计部门提供参考。 3模型建立 3.1整车模型的简化 汽车是一个极其复杂的多体系统，要将每个零部件纳入到仿真模型中进行计算是不必要的，同时也是对计算资源的一种浪费，仿真技术一直以来只是考虑所关心的部分，对不关心的部分或对整个仿真过程影响很小的部分，一般是忽略，车辆的动力学仿真模型也同样沿用了这种思路。在ADAMS的动力学模型中，对无相对运动关系的两个部件处理为一个部件，ADAMS是一个多刚体动力学分析软件，其将变形对分析结果影响不太重要的部件一律按刚体处理，刚体计算只考虑质量特性与连接关系，刚体的形状对分析无影响。 1.除轮胎，阻尼元件，弹性元件外，其余部件全部采用刚体，为操纵稳定性及平顺性分 析所建立的动力学分析模型主要是考虑底盘各个系统之间的运动关系，对车身简化为一刚性球体。板簧与横向稳定杆等弹性元件采用柔性体处理。 2.发动机采用ADAMS自带的发动机模块，动力传动系统考虑的是半轴之后的部分。 3.底盘与车身或车架连接部分全部采用衬套连接。 3.2各子系统的简化 本次分析在ADAMS/CAR中建立得整车模型主要包括以下几个子系统：前悬架、后悬架、前轮胎、后轮胎、转向系统、动力系统、制动系统、车身。 3.2.1 前悬架系统 QQ的前悬系统是应用广泛的麦弗逊悬架，在ADAMS/CAR中，有自带的麦弗逊悬架模板，所以，在本次分析的前悬架建模过程中，将模板中的硬点数据替换为QQ的前悬硬点，即可得到所需的前悬架。简化后的前悬架系统如图：
汽车操纵稳定性主观评价试验方法和术语解释力的建立 试验路面：平直路面。 驾驶方式：车速在20km/h到最高车速80%间变换，从中间位置开始向左或向右转动方向盘，侧向加速度不超过0.4g。 评价内容：转向力开始建立的感觉以及随车速的变化。 驻车/低速转向力 试验路面：沥青或水泥路面。 驾驶方式：停车，发动机启动，均匀的转动方向盘至左右极限位置，手刹松开；低速转向车速10km/h左右。 评价内容：转向力的大小及是否存在周期或非周期性的波动。 力的水平 试验路面：中等半径的沥青或水泥弯道。 驾驶方式：以不同的车速通过同一个弯道，弯道中保持方向盘转角不变。 评价内容：转向力的大小及随通过车速的变化。 转向力线性 试验路面：平直路面。 驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，向左或向右转动方向盘，侧向加速度不超过0.6g。 评价内容：转向力的变化是否是逐渐增长的，不应有突然的变大或变小情况。 回正能力 试验路面：平直路面。 驾驶方式：车速在20km/h到最高车速80%间变换，向左或向右转动方向盘，达到中高侧向加速度。
评价内容：方向盘回到中间位置的表现，不应过快或过慢，超调量应小且振荡应快速衰减。 KICK BACK 试验路面：中等半径沥青或水泥弯道，弯道中有碎石或小坑等。 驾驶方式：在弯道内加速使侧向加速度增大到中高g。 评价内容：中高g下方向盘是否有回敲的感觉，以及回敲感的强烈程度。 中间位置力感觉 试验路面：平直路面。 驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，左右转动方向盘，转角不超过±10°。 评价内容：中间位置的转向力感觉。 转向间隙 试验路面：平直路面。 驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，以小角度左右转动方向盘。 评价内容：感觉中间位置左右无响应的角度范围，此范围应越小越好。 直线行驶能力 试验路面：平直路面。 驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度沿直线行驶，松开方向盘，并进行加速和制动，观察车辆是否跑偏。 评价内容：车辆在匀速行驶及加减速时是否跑偏及跑偏的严重程度。 转向摩擦感觉 试验路面：平直路面。 驾驶方式：分别以40km/h、80km/h、120km/h的速度行驶，向左或向右转动方向盘，侧向加速度不超过0.4g。 评价内容：评价是否有摩擦的感觉。
ANSYS 汽车碰撞分析流程Flow Chart of Auto Impact Analysis Prepared By 史志远 Date: Nov.1, 2004
汽车碰撞模拟分析流程 一、碰撞安全性试验介绍： 在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。 按照碰撞试验的目的区分，现在碰撞试验大体可以分为三类： 1)由政府法规要求的强制性试验：例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞 试验，FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等； 2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法：例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新 措施等等； 3)为消费者提供信息的试验：例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序（NCAP）, 汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求，NCAP以更高的车速 进行正面碰撞试验，以展示汽车产品的碰撞安全性能。 由于法规试验是政府强制实施的，所以，汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。
二、人体伤害评价指标： 在碰撞试验或碰撞模拟分析的过程中，都使用了标准的碰撞试验假人，通过测量假人的响应计算出伤害的指标，用于定量的评价整车及安全部件的保护效能。 1) Hybrid III假人家族的伤害评价基准值： 下表列出了正面碰撞试验用的Hybrid III假人家族的伤害评价基准值。Hybrid III第50百分位男性假人是目前生物保真性最好的正面碰撞试验假人，另外，为了评价汽车对不同身材乘员的安全保护性能，按比例方法开发了第95百分位男性的大身材假人和第5百分位女性的小身材假人。 2)侧面碰撞假人的伤害评价基准值： 下表所示为目前使用的用于侧面碰撞用的假人SID, EuroSID-1的伤害评价基准值：
中华人民共和国国家标准 汽车操纵稳定性试验方法GB/T 6323.6—94 稳态回转试验代替GB 6323.6—86 Controllability and stability test procedure for automobiles—Steady static circular test procedure 1 主题内容与适用范围 本标准规定了汽车操纵稳定性试验方法中的稳态回转试验方法。 本标准采用固定转向盘转角连续加速的方法进行试验。也可采用附录A（补充件）所规定的试验方法。 本标准适用于二轴轿车、客车、货车及越野汽车，其他类型可参照执行。 2 引用标准 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则 GB/T 13047 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 GB/T 12549 汽车操纵稳定性术语及其定义 3 测量变量和仪器设备 3.1 测量变量 3.1.1必须测量变量 a. 汽车横摆角速度 b. 汽车前进车速 c. 车身侧倾角 3.1.2希望测量变量 a. 汽车重心侧偏角; b. 汽车纵向加速度; c. 汽车侧向加速度 3.2 仪器、设备 3.2.1试验仪器应符合GB/T12534中3.5条的规定,其测量范围及最大误差应满足表1 要求. GB/T6323.6—94
Z 3.2.3试验所用传感器应按各自使用说明书安装。陀螺仪的安装接近车辆重心位置，垂直陀螺轴线与车辆Z轴线重合或平行。 4 试验条件 4.1 试验汽车 4.1.1试验汽车应是按厂方规定装备齐全的汽车,试验前，应测定车轮定位参数，对转向系、悬架系进行检查，并按规定进行调整、紧固和润滑。只有认定汽车已符合厂方规定的技术条件时,方可进行试验。测定及检查的有关参数的数值记入附录B（补充件）中。 4.1.2试验时若用新轮胎,轮胎至少应经过200km正常行驶的磨合,若用旧轮胎,试验终了,残留花纹的高度应小于1.5mm.轮胎气压应符合GB/T 12534中3.1.2、3.1.3条的规定。轴载质量必须符合厂方规定。 注：轻载状态是指除驾驶员、试验员及仪器外，没有其他加载物的状态。对于承载能力小的汽车，如果轻载质量已超过量大总量的70%，则不必进行轻载状 态的试验。 4.2 试验场进与环境 a. 试验场地应为干燥、平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于 20%； b. 试验时风速应不大于5m/s； c. 大气温度在0～40°C之间。 5 试验方法 5.1在试验场地上，用明显颜色画出半径为15m或20m的圆周。 5.2接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 5.3试验开始之前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶500m 以使轮胎升温。 5.4驾驶员操纵汽车以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上 车速传感器在半圈内都能对准地面所画圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0.25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s2（或受发动机功率限制而所能达到的最大的侧向加速度、或汽车出现不稳定状态）为止。记录整个过程。 5.5试验按向左转和向右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中位置。
汽车操纵稳定性试验解析！ 汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。一、常用试验仪器 1、陀螺仪：用于汽车运动状态下测动态参数，如汽车行进方位角，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等； 2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差； 3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数； 4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩； 5、五轮仪和磁带机等。二、试验分类三、稳态回转试验 01试验步骤 1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周； 2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度； 3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的
圆周行驶500m以使轮胎升温。4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中央。 02评价条件 1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好； 2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好； 3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。 转向特性曲线图四、转向回正试验 01试验步骤一）低速回正性能试验：1、在试验场地上用明显的颜色画出半径为15m的圆周。2、试验前试验汽车沿半径为15m的圆周、以侧向加速度达3m/ s 2 的相应车速，行 驶500m，使轮胎升温。3、接通仪器电源，使其达到正常工作温度。4、试验汽车直线行驶，记录各测量变量零线，然
同济汽车操纵稳定性实 验报告新 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院（系）汽车学院 专业车辆工程（汽车） 学生姓名同小车学号 000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月 1.转向轻便性实验 实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 实验条件 试验车：依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下，形状如下图 实验当天天气晴好，无风，气温20度
在ψ=0时，双扭线顶点处的曲率半径最小，相应数值为Rmin=1/3d，双扭线的最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。试验中记录转向盘转交及转向盘转矩，并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩，转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录 方向盘转角-转矩曲线 2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种，用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性，与其他操纵试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能，在若干汽车操纵稳定性对比试验时，作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中，通过实验仪器可以得到行驶时的车速，方向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法蛇形试验
1 主题内容和适用范围 1.1本标准规定了零部件几何模型处理的基本方法； 1.2本标准规定了零部件有限元模型的命名方法； 1.3本标准规定了白车身与底盘有限元模型的网格划分与检测的基本方法； 1.4本标准规定了白车身与底盘有限元模型的焊点、螺栓、铆钉连接的基本方法； 1.5本标准规定了汽车正面碰撞仿真分析的基本参数设置、操作流程、评价方法。 1.6本标准适用于M1类车辆正面碰撞仿真分析。 2 引用标准 2.1 CMVDR 294 —关于正面碰撞乘员保护的设计准则 2.2 GB 11557-1998—防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定 3 术语 3.1整车质量—整车整备质量+两位法定假人质量 3.2 HIC—头部性能指标 3.3 ThPC—胸部性能指标 3.4 FPC—大腿性能指标 3.5保护系统—用来约束和保护乘员内部安装件及装置 4 零部件几何模型的处理 在UG中处理白车身数模，需检查各总成内部零件的干涉和各总成之间的干涉，同时对一些缺失的面和有质量问题的面进行修补。对
于对称件，可先去掉一半。具体操作可参照样车的实际结构进行必要的几何处理（见附录-1） 5 零部件有限元模型的命名方法 模型处理好后，将各零件以iges格式分别输出，并以三维数模对应的零件号命名。 6 有限元网格划分标准 6.1 整车网格尺寸规定 6.1.1 对于B柱之前的零件，单元尺寸初步定在8-12mm，可根据零件的复杂程度适当的减小尺寸，但是决不能小于5mm，其间需考虑单元的过渡（如顶盖，地板等结构），以确保网格连续、平滑、均匀、美观；对于B柱之后的零件，可适当增大网格尺寸，初步定在20-30mm； 6.1.2 对于倒角，半径小于5mm时可删去，半径在5-10mm之间时划分一个单元，半径大于10mm时划分两个单元； 6.1.3 对于孔，半径小于5mm时可删去，半径大于5mm时应保证孔边沿上至少有4个节点； 6.1.4 对于对称件，网格划分完后镜像生成完整的网格模型。 6.2 网格检查标准
L11整车操纵稳定性仿真分析报 (HB11A/HB12A 编制（日期）校对（日期）审核（日期）批准（日期） 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A 1.定半径稳态圆周试验 1.1试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超 过2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道0.2 m/s0.5 m,直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 1.2数据处理 “方向盘转角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为 0.25g时的曲线斜率。 图1方向盘转角一侧向加速度（左转）从图1计算得到左转不足转向梯度为 137o/g 图2方向盘转角一侧向加速度（右转）右转不足转向梯度为 134.5o/g，贝U HB11A平均不足转向梯度为 135.75o/g。 HB11A的角传动比约为23.333,则不足转向梯度/转向系角传动比为5.817o/g。 “质心侧偏角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。
图 3 质心侧偏角——侧向加速度（左转） 左转侧偏角梯度为 5.987o/g 。 图 4 质心侧偏角——侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为5.987o/g ，则HB11A 平均侧偏角梯度为5.987o/g 。 时的曲线斜率。0.25g “车身侧倾角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为 图 5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为 8.995o/g 。 图 6 车身侧倾角—侧向加速度（右转） 右转侧倾角梯度为8.94o/g ，则HB11A 平均侧倾角梯度为 8.967o/g 。 2. 方向盘转角阶跃输入试验 2.1 试验方法 HB11A 处于满载状态，以70 km / h 的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度 （阶跃时间为 0.4s ）转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘转角不变直至汽车恢复稳定状态，试验过程中油门踏板开 度应尽可能保持不变。 方向盘转角初始值是 10°，每次增加 5°，直到车辆达到附着极限， 试验分为向左、 向右两个方向进行。 2.2 数据处理 —方向盘转角滞后时间 横摆角速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 图 7 0.3g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 图 8 0.4g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 ——方向盘转角滞后时间 侧向加速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 50%阶跃值时的滞后时间。 图 9 0.3g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间 左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 50%阶跃值时的滞后时间。 0.0308s 0.0312s 0.031s 0.0326s ； 0.0331s ； 0.03285s 。 0.1127s ； 0.1137s ； HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为 图 10 0.4g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间 左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 右转时， 侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为 ——方向盘转角滞后时间 0.1132s 。 0.1397s ； 0.1408s ； 0.14025s 。 车身侧倾角达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 50%阶跃值时的滞后时间。 图 11 0.3g 侧倾角——方向盘转角滞后时间 左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为0.1733s ； ； 0.1741s 右转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为 HB11A 侧倾角——方向盘转角平均滞后时间为 图 12 0.4g 侧倾角——方向盘转角滞后时间 左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为 0.1773s ； 0.1737s 。
编号: - CSFX-002 100%正面碰撞分析报告 项目名称：A级三厢轿车设计开发 项目代号： CP08 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： 2011年03月
目录 1 分析目的和意义 (1) 2 使用软件说明 (1) 3 整车参数 (1) 3.1整车参数 (1) 3.2有限元模型坐标与实车坐标对比 (2) 3.3整车及各总成有限元模型 (2) 3.4边界条件定义 (5) 4 碰撞模拟结果分析 (5) 4.1碰撞模拟总体变形结果 (5) 4.2整车速度变化 (8) 4.3碰撞模拟能量变化情况 (9) 4.4刚性墙的接触力 (10) 4.5主要吸能部件变形及吸能情况分析 (11) 4.6主要吸能部件变形图 (11) 4.7B柱下端减加速度 (14) 4.8门框变形量 (15) 4.9前围板侵入量 (17) 4.10A柱侵入量 (19) 4.11方向盘侵入量 (20) 5 总结 (20)
1 分析目的和意义 为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞性的要求，采用动态大变形非线形有限元模拟技术，进行了CP08车型正面撞击刚性墙的仿真分析，主要是根据《乘用车正面碰撞的乘员保护》(GB11551-2003)进行的仿真模拟。GB11551的全部技术内容为强制性要求，适用于M1类车辆(M1类车辆为包括驾驶员座位在内，座位数不超过9座的载客车辆)。汽车车体结构变形特性是影响汽车安全性能的关键因素，本文通过对CP08车型模拟结果进行分析，为整车的耐碰撞性提供参考。 2 使用软件说明 在本次模拟中，主要使用了Hypermesh前处理软件和Ls-Dyna 求解器，Hypermesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，由美国Altair公司开发，目前在世界上的应用非常广泛。LS-DYNA 是一个以显式为主，隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。 3 整车参数 3.1 整车参数 整车碰撞仿真模拟，必须真实的模拟实车碰撞时的状态，要模拟实车各总成之间的连接，按照其实际材料特性，密度、质量等参数进行设置。 根据项目组提供的整车零部件明细表及质量、材料特性，材料主
汽车碰撞安全技术 学号：2009********** 班级：2009级****** 姓名：******* 球撞板建模仿真分析实验 （一）试验目的 巩固汽车仿真分析基础知识，使对仿真分析有更深的认识，学习Hyperworks、LS-DYNA 软件基础，学习仿真分析的基本思想和基本方法步骤。 （二）试验设备 计算机、Hyperworks软件和LS-DYNA软件。 （三）试验原理 仿真分析主要分为数据前处理、后处理和分析计算等几个阶段，本实验主要通过建立球和板的几何模型、画分网格、给球和板富裕材料和截面属性、加载边界条件、建立在和条件、接触处理、定义控制卡片。删除临时阶段、节点重新排号、将文件导出成KEY文件、运营LS0DYNA进行分析仿真等步骤，模拟球撞板的过程，得出响应的仿真动画和仿真计算结果。（四）仿真步骤 1)建模过程 首先建立临时节点，并以此建立球模型和板模型。球为以临时节点为球心，5mm为半径；板距离球心的距离为5.5mm，即板和球的最小距离为0.5mm。 2)画网格 利用hypermesh画出球和板的二位网格。 3)定义模型特性 给ball和plane定义材料为20号刚体材料，其杨氏模量分别为200000和100000，泊松比均为0.3。 4)定义边界条件 将plane板上最外面的四行节点分别建成4个set。 5)建立载荷条件 定义球的位移，即给定球向板方向的距离，由此模拟球撞击板的过程。 6)定义接触 先做出两个用于接触的sagment，在这两个sagment上建立接触关系。 7)定义控制卡片 即建立Analysis-control cards (1)选择Control_Enegy,将hgen设置为2，return; (2)按next找到Control_Termination,将ENDTIM设为0.0001s,return; (3) 按next找到Control_Time_step,将DTINIT设为1*10-6s，将TSSFAC设置为0.6，点击return; (4) 按next找到DATABASE_BINARY_D3PLOT,将DT设置为5*10-6，return; (5) 按next找到DATABASE_OPTION，将MATSUM设置为1*10-6，将RCFORC设置为1*10-6，return. 8)删除临时节点 进入Geom中的temp nodes面板，删除临时节点。 9)节点重新排号 在tool-renumber面板中重新排序
L11整车操纵稳定性仿真分析报告 （HB11A/HB12A 编制（日期）____________________________ 校对（日期）____________________________ 审核（日期）____________________________ 批准（日期）____________________________ 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A 1.定半径稳态圆周试验 1.1试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为 40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0.2 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超岀车道0.5 m，直至不 能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 1.2数据处理 “方向盘转角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。 图1方向盘转角一侧向加速度（左转） 从图1计算得到左转不足转向梯度为137o/g 图2方向盘转角一侧向加速度（右转） 右转不足转向梯度为 134.5o/g，则HB11A平均不足转向梯度为 135.75o/g。 HB11A的角传动比约为 23.333，则不足转向梯度/转向系角传动比为 5.817o/g。 “质心侧偏角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。 图3质心侧偏角——侧向加速度（左转）左转侧偏角梯度为 5.987 o/g。 图4 质心侧偏角一一侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为 5.987o/g，则HB11A平均侧偏角梯度为 5.987o/g。 “车身侧倾角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。
《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院（系）汽车学院 专业车辆工程（汽车） 学生姓名同小车学号000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月
1.转向轻便性实验 实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 参量方向盘转矩方向盘转角车速 仪器测力方向盘测力方向盘GPS测速仪实验条件 试验车：依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下，形状如下图 实验当天天气晴好，无风，气温20度 在ψ=0时，双扭线顶点处的曲率半径最小，相应数值为Rmin=1/3d，双扭线的最
小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。 试验中记录转向盘转交及转向盘转矩，并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩，转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录 方向盘转角-转矩曲线
2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种，用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性，与其他操纵试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能，在若干汽车操纵稳定性对比试验时，作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中，通过实验仪器可以得到行驶时的车速，方向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法蛇形试验 实验仪器 记录下列测量变量所使用的仪器 方向盘转角：测力方向盘
整车操纵稳定性仿真 分析报告分析解析Revised on November 25, 2020
L11整车操纵稳定性仿真分析报告 （HB11A/HB12A） 编制（日期） 校对（日期） 审核（日期） 批准（日期） 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A） 1.定半径稳态圆周试验 试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道m，直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。
数据处理 “方向盘转角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图1 方向盘转角—侧向加速度（左转） 从图1 计算得到左转不足转向梯度为137o/g 图2 方向盘转角—侧向加速度（右转） 右转不足转向梯度为g，则HB11A平均不足转向梯度为g。 HB11A的角传动比约为，则不足转向梯度/转向系角传动比为g。 “质心侧偏角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图3 质心侧偏角——侧向加速度（左转） 左转侧偏角梯度为g。 图4 质心侧偏角——侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为g，则HB11A平均侧偏角梯度为g。 “车身侧倾角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为g。 图6 车身侧倾角—侧向加速度（右转） 右转侧倾角梯度为g，则HB11A平均侧倾角梯度为g。 2.方向盘转角阶跃输入试验 试验方法 HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度(阶跃时间为转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘
第5章汽车的操纵稳定性 1. 何谓汽车的操纵稳定性？其性能如何在时域和频域中进行评价？具体说明有几种型式可 以判定和表征汽车的稳态转向特性？ 2. 解释下列名词和概念侧偏现象侧偏刚度回正力矩转向灵敏度特征车速临界车速 中性转向点侧向力变形转向系数侧向力变形外倾系数转向盘力特性静态储备系数S.M. 轮胎拖距 3. 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移 如何影响稳态转向特性？ 4. 汽车的稳态响应由哪几种类型？表征稳态响应的具体参数由哪些？它们彼此之间的关系 如何（要求有必要的公式和曲线）。 5. 汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？ 6. 主销内倾角和后倾角的功能有何不同？ 7. 横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前悬架，有的车装在后悬架，有的前后都装？ 8. 某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型，其 稳态转向特性为过多转向，请找出5种改善其转向特性的方法。 9. 汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性？ 10. 试用有关计算公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标 的影响。 11. 为什么有些小轿车后轮也没有设计有安装前束角和外倾角？ 12. 转向盘力特性与哪些因素有关，试分析之。 13. 地面作用于轮胎的切向反力是如何控制转向特性的？ 14. 汽车的三种稳态转向特性是什么？我们希望汽车一般具有什么性质的转向特性？为什 么？有几种型式可以判定或表征汽车的稳态转向特性？具体说明。 15. 画出弹性轮胎侧偏角和回正力矩特性曲线，分析其变化规律的原因。 16. 轮胎产生侧偏的条件是什么？侧偏的结果又是什么？试分析侧倾时垂直载荷在左、右车 轮上重新分配对汽车操纵稳定性的稳态响应有什么影响？ 17. 试述外倾角对车轮侧偏特性的影响。 18. 汽车表征稳态响应的参数有哪几个？分别加以说明。 19. 汽车重心位置变化对汽车稳态特性有何影响？ 20. 用何参数来评价汽车前轮角阶跃输入下的瞬态特性？试加以说明。 21. 车厢侧倾力矩由哪几种力矩构成？写出各力矩计算公式。 22. 试述等效单横臂悬架的概念。 23. 什么是线刚度？如何计算单横臂独立悬架的线刚度？ 24. 试述汽车瞬态响应的稳定条件。 25. 转向时汽车左右轮的垂直载荷变化对车轮侧偏特性有何影响？ 26. 汽车在前轴增加一横向稳定杆后不足转向量有何变化？为什么？ 27. 非独立悬架汽车车厢侧倾力矩由哪两种力矩组成？写出其计算公式。
科研训练文献阅读综述题目：汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究 姓名 : 学号 : 专 业: 班 级: 指导老师: 时间:
第一章整车操纵稳定性实验仿真分析本章节，在前悬架优化的基础上建立整车模型。整车进行转向回正实验、转向轻便性实验、稳态回转实验，并根据国标计分评价。 1.1转向回正实验仿真分析 转向回正实验是研究汽车瞬态响应特性的一种重要实验方法，尤其是研究汽车能否恢复直线行驶能力的一种重要实验方法，汽车的转向回正表达了汽车的自由控制运动特性，其实质是一种力阶跃输入实验。国标GB/T6323.4-94对 实验做出了相关规定。低速回正实验在半径为15m圆周上侧向加速度达到 4m/s A2，，然后然放松转向盘，记录汽车的状态。由于该重货车最高车速为90km/h，按照国标规定不需要进行高速转向回正实验。对于侧向加速度达不到 4 士0.2m/sA2的汽车，按实验汽车所能达到的最高侧向加速度进行实验。实验 [1] 按向左与向右两个方向进行，每个方向三次 1.1.1仿真曲线： 仿真中设定圆弧半径为15m，要达到4 士0.2m/s的侧向加速度车速必须大于 7.746m/sA2。左转低速转向回正实验具体仿真结果如下（右转仿真结果略＞: 图6-1转向盘转角输入
K6-3横摆角速度响应图6-4侧倾旳响应
图6-5质心侧偏角响应 1.1.2仿真结论: 对于虚拟样车系统，回正特性的主要参数根据国标GB/T6323.4-94规定的 转向回正实验要求计算，结果见表6-1 o 表6T回正特性主要参数 1.2转向瞬态响应实验（转向盘转角阶跃输入＞仿真分析 瞬态转向特性是指汽车在受到外界扰动下，达到稳态状态前表现出来的特性，瞬态转向特性是汽车最重要的性能之一，是评价汽车高速行驶安全性的一个重要指标。 1.2.1实验方法： 具体做法参照国标GB/T6323.2-1994。实验车速按被测汽车最高车速的70% 并四舍五入为10的整数倍确定。该重型货车最高车速为90KM/h,所以实验车 速取6Okm/h实验中转向盘转角的预选位置（输入角〉，按稳态侧向加速度值1-
关于车辆碰撞仿真分析用人体模型的认识 ——学习笔记及认识总结 李良 车辆工程 30608020406 人体模型：以人体参数为基础建立，描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。 根据人体模型的用途进行分类： 1、设计用人体模型——汽车用H 点人体模型 2、作业分析用人体模 3、工作姿势分析用人体模型 4、动作分析用人体模型 5、人机界面匹配评价用人体模型 6、动力学分析用人体模型 7、运动学分析用人体模型 8、试验用人体模型——汽车碰撞试验用人体模型 一、概况介绍 车辆碰撞仿真分析用人体模型 车辆碰撞过程中，车内成员运动的动力学过程具有大位移、非线性、多自由度、瞬时性等特点，建立适合于这些特点的、基于多体系统动力学的人机模型，是进行车辆碰撞过程车内成员运动响应分析的关键技术问题。 基于多体系统动力学的二维和三维人体模型，应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。 人体模型的结构：（以 MUL3D 汽车碰撞人体运动响应 为例） 1、人体模型的组成：13个刚体——头部、颈部、胸部、腰腹部、臀部、左右上臂、左右前臂和手、左右大腿、左右小腿和足。 2、相邻刚体之间的铰接约束形式根据人体关节的解剖学结构特点选取。 胸部与左右上臂之间的肩关节 ——万向节 人机系统匹配评价用人体模型 车辆碰撞仿真分析用人体模型
左、右上臂与左、右前臂之间的肘关节——转动副 左、右大腿与左、右小腿之间的膝关节——转动副 其它各关节——球面副 3、为了描述和计算人体与车身有关结构之间的碰撞力，根据碰撞接触的可能形式，将人体模型各组成部分的形状用椭球加以描述，将车身有关结构部分的形状用平面加以描述，按椭球与平面的贯穿接触来计算贯穿接触力。 二、虚拟现实中多刚体人体模型的构建 1、人体Hanavan 模型概述 在虚拟环境中模拟人体运动，首先就是要建立逼真的人体模型。从运动生物力学角度看，还要建立运动技术的力学模型，必须知道内在规律和约束条件两类因素。人体的外形主要是由人体的骨骼结构和附着在骨骼上的肌肉运动决定的。在人体运动过程中，皮肤的形变随着骨骼的弯曲和肌肉的伸展与收缩而变化。人体外形模型构建通常采用棒模型、表面模型和体模型三种方法。棒模型是将人体轮廓用棒图形和关节来表示。表面模型是由一系列多边形和曲面片的表面将人体骨骼包围起来表示人体外型，该模型可以通过修改表面点来表示人体的运动，也可以消除其隐藏面，真实感较强，但有限的多边形面表示人体表面光滑性不够。体模型是由基本体素的组合来表示人体外型，如采用圆柱体、椭球体、球体等体素来构造人体。 人体在忽略受力产生形变的情况下，可看作一 个由关节点连接的多个刚体所构成的系统。人体运 动仿真系统的人体模型通常采用的是汉纳范 （Hanavan）模型。它将人体分解为1 5 段，由头、 上躯干、下躯干、左上臂、左下臂、左手、右上臂、 右下臂、右手、左大腿、左小腿、左脚、右大腿、 右小腿、右脚组成，每一段皆为匀质 的不可变形的刚体，各段之间以绞链相连接[5]。对 于一般的刚体，任意时刻只要知道它的空间位置、 姿态，就能在空间中描述这个刚体。而人体不同于 一般的刚体，人体是由200 多个旋转关节组成的复 杂形体，仅仅依靠三个位置量、三个姿态角不能模拟真实的人体运动，需要提供所有的关节数据。所以人体运动的仿真要远复杂于一般的刚体，也就更具挑战性。