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基于虚拟试验场的车轮六分力提取方法研究
| 论文题名： | 基于虚拟试验场的车轮六分力提取方法研究 |
| 关键词： | 汽车虚拟试验场;车轮六分力;三维路面;载荷谱 |
| 摘要： | 车轮六分力是整车和底盘疲劳可靠性开发和验证的重要基础数据，目前车轮六分力载荷的获取主要通过实车采集和仿真提取两种途径。通过实车采集车轮六分力，传感器昂贵且技术被国外垄断，会耗费大量人力、物力、时间成本；仿真提取车轮六分力有逆向求解和虚拟试验场技术两种方式，逆向求解也需要实车采集载荷且准确性低；利用虚拟试验场技术能在产品开发初期，获取到设计载荷谱，极大地提升了产品开发效率，在载荷提取方面得到了一定推广，但针对车轮六分力提取的虚拟试验场研究较少，还存在三维路面建模难、提取不准确等问题。因此本文通过实测载荷谱建立三维路面模型，基于虚拟试验场技术提取车轮六分力，建立了基于虚拟试验场的车轮六分力提取方法，具有重要的工程应用价值。 首先，为了获取到用于路面建模和模型验证的实车响应数据，应用车轮六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、逻辑开关和GPS传感器等组建了载荷谱同步采集测试系统，根据制定的采集方案完成了实车载荷谱采集，对采集到的原始数据使用Butterworth滤波器去除趋势项和干扰，利用标准方差法去除奇异值，并对预处理后的数据进行时频域分析，依据GPS信号、轮速和逻辑开关信号截取到所需要的的载荷谱数据。 其次，根据三维路面重构原理，提出了基于实测载荷谱和BP神经网络的三维路面重构方法。在建立车辆7自由度路面输入振动模型基础上，建立了基于BP神经网络的二维路面谱反求模型。以标准等级路面为输入，车辆7自由度振动模型响应为输出，对二维路面谱反求模型进行训练和验证。以实测轮心、车身垂向加速度及其积分数据作为模型输入，反求得到二维路面谱数据。使用三角网格法完成三维路面重构，建立了高速环道、综合路和异响路三种曲线规则栅格路面模型。 然后，基于系统动力学建模理论建立了整车系统动力学模型，并对悬架模型和参数进行了验证；使用试验场实测车辆状态信息编写驱动控制文件，建立了驾驶模型；结合建立的三维路面模型，完成“人-车-路”虚拟试验场系统的建立。 最后，在“人-车-路”虚拟试验场系统中进行了三种路面下的虚拟试验，提取了车轮六分力，并应用实测六分力数据进行了时频域验证，建立了基于虚拟试验场提取车轮六分力的方法。在此基础上，分析了车轮六分力的主要影响因素，研究了整备质量、质心位置和轴距等结构参数对车轮六分力的影响。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邹喜红;王万英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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