整车多体动力学模型的建立、验证及仿真分析
摘要：随着车速的不断提升，整车的稳定性能备受瞩目。作为复杂的机械系统，人、车、外界载荷环境等相互作用下，一直是汽车动力学模型建立、分析的难题。本文以某轿车的整车非线性动力学模型建立为理论主体，考虑转向系统及前后悬架的几何参数，以及阻尼器与橡胶衬套等非线性特征，对所建模型进行多元化实验，分析样车的稳定性能及可操控性等相关特点，结果表明所建模型就较高的精度，在动力学研究中起到了关键作用。
关键词：多体动力学;车辆动力学;模型建立;仿真实验
前言
随着车速的提高，汽车的平顺性、稳定性以及制动性能逐渐变得重要起来。本文以ADAMS软件建立轿车非线性多体动力模型并进行有效实验验证。建模过程以实际汽车运行情况为主，考虑转向系统、悬架的运动学约束，来用非曲线衬套模拟实际力学特征。同时考虑转向系统及前后悬架的几何参数，以及阻尼器与橡胶衬套等非线性特征，对所建模型进行多元化实验，分析样车的稳定性能及可操控性等相关特点，对仿真模型进行瞬态脉冲实验以及转向性实验等进行一系列的仿真分析。
1.整车多体模型建立
1.1多体系统动力学定义
ADAM利用连体坐标多惯性坐标姿态和位置为广义坐标，利用拉格朗日乘子法建立动力学方程式：。其中系统动能为T，广义坐标量为q，广义力为Q。拉氏乘子列为。通过上述公式形成指标微分后利用BDF求解。
1.2非线性力元模型
多体模型中存在多种非线性力元，如非线性弹簧、非线性阻尼器以及非线性衬套等。这些力元自身结构复杂制约模型建立。因此，建立力学模型的基础是ADAMS实验结果。同时，在实验模型的基础上加大仿真精度。
橡胶衬套的数学模型为：
阻尼器阻力对非线性关系，在ADAMS中定义模型为：Fd=fd（v）。
1.3轮胎模型制动力及动力总成模型
在操作稳定性能中，轮胎模型稳定性十分重要。本文以侧偏实验数据为建模参数，并通过三角函数表达轮胎侧偏纵滑率、纵侧向力以及侧偏角等。其中，纵