整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析规范

Q/SZJ191001-2017整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析规范SpecificationOfSteeringOnCentreTestForVehicle20XX20XX-12-31实施20XX-11-27发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017Q/SZXX-X-2017目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 摘要 15 流程图 16 工具描述 17 建模和分析过程 28 假设和限制 69 载荷和边界条件 610 结果 611 性能要求 712 分析要求 713 参考文件 714 联系人 715 例子 7

前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由XX汽车工程技术有限公司提出。本标准由XX汽车工程技术有限公司归口。本标准起草部门：本标准主要起草人：本标准为首次发布。整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析规范范围本标准规定了整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析方法及结果处理方法。本标准适用于CAE部门整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6323-2014汽车操纵稳定性试验方法QC/T480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法术语和定义无。摘要车辆在高速行驶时，驾驶员绝大多数操纵行为发生在转向盘转动范围不大、转动速度缓慢、侧向加速度较小的直线行驶位置附近，该区域被称为“中心转向区”，中间位置的转向感觉将直接影响驾驶员对稳定性、安全性和驾驶的判断。流程图整车整车操稳动力学模型输入（已调教）工况设定分析结果输出处理图1流程图工具描述仿真分析过程中需要用到的如下软件:前处理:Adams/Car求解器:Adams/Solver后处理:Adams/PostProcessor建模和分析过程根据已经建好的满载工况下的操稳动力学模型进行整车转向盘中心区操纵稳定性试验仿真分析，要求能够提供准确的转向助力曲线以及转向系统摩擦力，以便真实模拟。单位分析中所用单位制如下所示:力 牛顿质量千克长度 毫米时间秒内容整车操稳动力学模型应该包含以下这些子系统：前悬系统、后悬系统、转向系统（有详细的转向助力曲线）、前轮系统、后轮系统、车身系统、制动系统、动力总成系统、如果有稳定杆系统的话也应包含。操稳模型同时要求是车辆满载，整车性能参数准确，前后轴荷、整车质心符合设计要求。根据GB/T6323—2014规定，汽车以100Km/h的速度先进行等速直线行驶，达到稳态后操纵转向盘施加连续正弦转向输入，输入频率为0.2Hz，转向幅值应使侧向加速度达到0.2g，每次试验应至少持续40s，方向盘转角输入应至少获得8个完整周期的数据。坐标系与整车坐标系一致，车辆向后为X向正方向，车辆右侧方向为Y向正方向，垂直向上为Z向正方向。如下图所示：图2整车示意图分析设定仿真工况设定对于整车转向盘中心区域操纵稳定性试验，一般采用事件构造器（EventBuilder）编写控制文件规划行进轨迹曲线的方法进行仿真分析，按照国标规定此次仿真分两步走先建一个稳定速度的直线行驶，再进行方向盘转角正弦输入。下面给出一个仿真分析的示例：1、打开整车操稳模型；2、进入事件构造器界面，编写仿真控制文件；eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,1)图3事件构造器界面eq\o\ac(○,1)：编写控制文件名称；eq\o\ac(○,2)：设置速度100Km/h；eq\o\ac(○,3)：档位选择eq\o\ac(○,4)：试验条件设置图4试验条件设置红框中Task设置：选择settle；其余默认设置，GearShifting、Controller等选择默认设置；eq\o\ac(○,5)：微操纵设置图5微操纵设置Name：微操纵名称、Active：激活选择yesorno、AbortTime：终止时间、StepSize：步幅。双击微操纵名称进入微操纵详细设置：1）straight（直线行驶）设置：图6直线行驶设置ActuatorType：选择rotation、ControlMethod：选择machine；Steercontrol选择straight；图7油门开度、制动、档位和离合器设置Throte、Braking、Gear、Clutch均按照machine的控制方式选择，其余设置选择默认。2）sin（正弦转向输入）设置：图8转向设置Steering设置：按照上图设置，选择ControlType为function；公式定义按照：X=Asin（2*pi*f*t+α），其中，A为转向幅值，应使侧向加速度达到0.2g，f为频率，0.2Hz，注意时间t的数值要减去前面直线行驶的时间值。Throte、Braking、Gear、Clutch均按照machine的控制方式选择，其余设置选择默认。图9油门开度、制动、档位和离合器设置1、整车仿真计算，输出仿真结果图10整车仿真界面分析结果处理仿真数据处理仿真分析试验根据GB/T6323-2014中规定，需要测量的变量参数有方向盘转角、方向盘力矩、行驶车速。仿真结果处理：根据GB/T6323-2014中规定，需要测量的变量有汽车前进车速、转向盘力矩、转向盘转角、汽车横摆角速度、汽车侧向加速度、转向盘角速度。（1）根据GB/T6323-2014中规定要绘制以下关系曲线：A、转向盘力矩（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线；B、横摆角速度（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线；C、横摆角速度（纵坐标）与转向盘力矩（横坐标）关系曲线；D、侧向加速度（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线；F、转向盘力矩（纵坐标）与侧向加速度（横坐标）关系曲线。（2）以上曲线处理中结果曲线多为迟滞回线，迟滞区域的处理方式按照下面规定处理：回线组应当以适当的方式进行平均，推荐的方法是在下图所示区间A内的试验曲线上下两部分分别进行多项式拟合，拟合阶次值为3。数据处理时，首先确定数据横坐标区间，在该区间内按一定比例选取区间A，选取时应确保区间A足够大以覆盖所关心数据区域，但应避免两端的滞回效应的影响，起所占横坐标区间的比例推荐值为50%-70%。图11试验结果处理针对前述结果处理的曲线要求出相对应的参数，下面给出具体参数1、转向盘力矩（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线:a）平均转向刚度——图中转向盘转角峰值±10%区间内曲线的平均斜率；b）转向盘中心区转向刚度——图中转向盘转角位零处的斜率；c）转向摩擦力矩——图中转向盘转角位零处的纵坐标迟滞区；d）转向盘转角迟滞——图中转向盘力矩为零处的横坐标迟滞区。2、横摆角速度（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线：a）横摆角速度增益——图中转向盘转角峰值±20%区间内曲线的平均斜率；b）横摆角速度响应滞后时间——图中对应的时域曲线中横摆角速度响应相对于转向盘转角输入的滞后时间。3、横摆角速度（纵坐标）与转向盘力矩（横坐标）关系曲线：a）横摆角速度响应迟滞——即图中纵坐标迟滞区。4、侧向加速度（纵坐标）与转向盘转角（横坐标）关系曲线：a）平均转向灵敏度——图中转向盘转角峰值±20%区间内曲线的平均斜率；b）最小转向灵敏度——图中侧向加速度±1m/s^2区间内曲线的最小斜率；c）侧向加速度为±1m/s时的转向灵敏度——图中侧向加速度为1m/s^2处曲线斜率；d）侧向加速度迟滞——图中纵坐标迟滞区；e）转向盘转角迟滞——图中横坐标迟滞区；f）转向迟滞——图中侧向加速度±1m/s区间内回线面积除以2m/s^2。5、转向盘力矩（纵坐标）与侧向加速度（横坐标）关系曲线：a）侧向加速度为0时的转向盘力矩——图中侧向加速度为0处正负转向盘力矩；b）侧向加速度为±1m/s^2时的转向盘力矩——图中转向盘远离中心位置方向侧向加速度为±1m/s^2处正负转向盘力矩；c）转向盘力矩为0时的侧向加速度——图中转向盘力矩为0处正负侧向加速度；d）侧向加速度为0时的转向盘力矩梯度——图中侧向加速度为0处曲线斜率；e）侧向加速度为±1m/s^2时的转向盘力矩梯度——图中转向盘远离中心位置方向侧向加速度为±1m/s^2处曲线斜率；f）转向盘力矩迟滞——图中