多體動力學軟件應用于汽車操縱穩(wěn)定性研究綜述

李藝璇 熊慶 朱穎謀 何灼馀 王世超

摘 要：汽車操縱穩(wěn)定性是汽車動力學研究中最重要的內(nèi)容之一.多體動力學軟件廣泛應用于汽車操縱穩(wěn)定性的研究.以輪胎和懸架為研究對象，綜述多體動力學軟件在汽車操縱穩(wěn)定性研究方面的進展，并對多體動力學軟件包在汽車操縱穩(wěn)定性方面的發(fā)展進行了展望.

關(guān)鍵詞：多體動力學軟件；汽車操縱穩(wěn)定性；輪胎；懸架

中圖分類號：U461.4

文獻標志碼：A

0 引 言

汽車操縱穩(wěn)定性是指汽車在駕駛者不感到過分緊張與疲勞的條件下能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系和轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛且當遭遇外界干擾時能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力［1］.操縱穩(wěn)定性能的優(yōu)劣直接影響駕駛感受，更關(guān)乎高速行駛時的安全性和穩(wěn)定性［2］.評價汽車操縱穩(wěn)定性的直接方法是實車試驗，但是反復的試驗工作會造成人力、物力及財力的過度消耗，而且評價結(jié)果存在誤差［3］.多體動力學（multi-body dynamics，MBD）軟件（如Adams、Simpack、Carsim及Trucksim）等可以自動建立和快速求解汽車系統(tǒng)及其部件的運動方程，故在汽車操縱穩(wěn)定性的研究方面得到了廣泛應用［4］.

輪胎和懸架是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要部件，所以對輪胎和懸架進行優(yōu)化是許多研究者改善汽車操縱穩(wěn)定性的主要方法.本研究主要以輪胎和懸架為探討對象，將使用MBD軟件對汽車操縱穩(wěn)定性進行分析的文獻進行了梳理和總結(jié).

1 基于輪胎的操縱穩(wěn)定性研究

輪胎是汽車與地面接觸的唯一部件，其主要作用是緩沖路面沖擊并保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性能［5］.

1.1 基于輪胎側(cè)偏剛度的操縱穩(wěn)定性研究

輪胎側(cè)偏剛度是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一.輪胎應有高的側(cè)偏剛度（絕對值），以保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性［1］.許多研究者探索了輪胎側(cè)偏剛度對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.韓小強等［6］利用Adams建立了中國大學生方程式汽車大賽（formula society of automotive engineers of China，F(xiàn)SAE）賽車的整車動力學模型，并進行了方向盤角階躍輸入和單移線工況的仿真試驗，以橫擺角速度為評價指標，比較了賽車前輪分別裝備R25B與LCO輪胎時的不同動力學響應，且試驗結(jié)果表明，當輪胎側(cè)偏剛度較大時橫擺角速度增益和響應時間較小，有利于提高賽車的操縱穩(wěn)定性.Ding等 ［7］利用Adams/Car建立了麥弗遜懸架模型，研究了不同輪胎側(cè)偏剛度對汽車操縱性能的影響，且試驗結(jié)果表明，當輪胎側(cè)偏剛度增大時汽車總側(cè)傾率變大，整車的操縱穩(wěn)定性得到改善.韋勇等［8］通過Carsim建立了Pac2002輪胎模型和整車動力學模型，以側(cè)向加速度、車廂側(cè)傾角及橫擺角速度為評價指標，進行了蛇形和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，合理增大輪胎側(cè)偏剛度會引起平均方向盤轉(zhuǎn)角和平均橫擺角速度顯著降低，從而提高汽車操縱穩(wěn)定性.陳煥明等［9］利用Carsim建立了某中型乘用車的動力學模型，且通過仿真得出，輪胎具有較大側(cè)偏剛度時汽車的側(cè)向加速度、橫擺角速度和側(cè)傾角較小，此時汽車具有較優(yōu)的直線操縱穩(wěn)定性.

此外，輪胎的尺寸和充氣壓力對側(cè)偏剛度有顯著影響，且尺寸較大的輪胎有較高的側(cè)偏剛度［1］.文獻［10-11］研究了輪胎尺寸對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.Wang等［10］基于Adams對整車進行建模，利用不同空載半徑的輪胎，以橫向加速度、橫擺角速度及側(cè)傾角為評價指標，模擬了汽車在單車道變換、階躍轉(zhuǎn)向、正弦轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向釋放轉(zhuǎn)彎時的操縱穩(wěn)定性，且試驗結(jié)果表明，在整車其余參數(shù)和重心不變的情況下，當輪胎空載半徑變大時橫向加速度和橫擺角速度變小，從而提高了汽車操縱穩(wěn)定性.李祥等［11］利用Adams建立了方程式賽車的仿真模型，以側(cè)向加速度為評價指標，進行了常半徑轉(zhuǎn)彎仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，對于輪胎直徑較大的賽車，側(cè)向加速度波動變化較平緩，所以操縱穩(wěn)定性較好.另外，隨著氣壓的增加，側(cè)偏剛度增大［1］.因此，汽車使用中采用調(diào)節(jié)胎壓的方法來補償汽車裝載條件的變化對汽車操縱穩(wěn)定性的影響［12］.Sapietova等［13］對Adams/Car中的汽車示例模型進行修改，以橫向加速度為評價指標，通過恒定轉(zhuǎn)彎半徑、階躍轉(zhuǎn)向仿真試驗，研究了輪胎正常充氣和充氣不足對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.然而，要想獲得最優(yōu)的操縱性能，僅僅靠改變輪胎側(cè)偏剛度、輪胎尺寸和氣壓是不夠的，還需要結(jié)合相應的控制算法對輪胎進行優(yōu)化.

對于以上文獻，基于輪胎側(cè)偏剛度的操縱穩(wěn)定性研究總結(jié)如表1所示.

1.2 基于輪胎參數(shù)優(yōu)化控制的操縱穩(wěn)定研究

Nam等［14］采用擴展卡爾曼濾波（extended Kalman filter，EKF）方法的狀態(tài)觀測器來估計汽車側(cè)偏角，提出了汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，以橫擺角速度和側(cè)偏角為評價指標，利用Carsim進行單車道變更仿真試驗.試驗結(jié)果表明，汽車采用所提出的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)時能成功跟蹤橫擺角速度和側(cè)偏角，從而顯著優(yōu)化輪轂電機驅(qū)動電動汽車的橫向操縱穩(wěn)定性.不足的是，所提出的EKF是基于線性動態(tài)輪胎模型和單軌汽車模型設計的，因此在低速行駛時可能出現(xiàn)一定的估計誤差.

為了解決上述問題，Lian等［15］提出了前后輪胎側(cè)偏剛度的簡化橫向動力學模型，利用輪胎側(cè)偏剛度的估計信息為四輪驅(qū)動電動汽車設計了側(cè)偏角的非線性觀測器，通過Carsim驗證了簡化橫向動力學模型的可靠性及實用性.Cheng等［16］利用自適應滑模觀測器估計每個車輪的橫向輪胎力，通過蟻群算法估計每個車輪的側(cè)偏角，以橫擺角速度和側(cè)偏角為評價指標，利用Carsim進行正弦波轉(zhuǎn)向工況仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，所提出的算法能夠比EKF更精確地估計輪胎側(cè)偏角，對汽車操縱性的研究具有重要的意義.此外，文獻［17-18］通過對非線性輪胎模型進行線性化處理，設計了非線性模型預測控制器，以橫擺角速度、側(cè)偏角及橫向加速度為評價指標，利用Carsim進行仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，所提出的控制器可以提高主動前轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性.該控制器可以充分利用輪胎側(cè)向力，在操縱極限時將側(cè)向力保持在峰值，而且使用線性時變系統(tǒng)會降低計算量.

以上文獻在預測控制框架下，以降低輪胎側(cè)偏角為控制目標，通過不同的觀測器來估計汽車側(cè)偏角，顯著增強了汽車操縱穩(wěn)定性.但這些研究只考慮了輪胎的純側(cè)偏工況，忽略了在極限工況下輪胎的側(cè)向縱向力之間互相影響的情況.因此，曹坤［19］提出了分層式輪胎縱、橫及垂向力協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)，以質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度等為評價指標，在Carsim中進行勻速／加速回轉(zhuǎn)等仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，該控制方法可以有效減小車身俯仰角、質(zhì)心側(cè)偏角及橫擺角速度，改善汽車操縱穩(wěn)定性能.李梓涵等［20］基于復合滑移LuGre輪胎模型提出了一種汽車橫縱耦合協(xié)同優(yōu)化控制器，以橫擺角速度和側(cè)向速度為評價指標，利用Simulink與Carsim進行雙移線工況的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，所提出的控制器可以通過更少的轉(zhuǎn)矩來更好地跟蹤橫擺角速度和側(cè)向速度，有效降低滑移率，從而改善汽車操縱穩(wěn)定性.趙云［21］建立了基于 LuGre 輪胎模型的汽車動力學模型，通過滑模觀測器獲得每個輪胎所能獲得的最大牽引力，通過EKF方法估計汽車的側(cè)偏角，從而保證汽車的縱向穩(wěn)定性和側(cè)向穩(wěn)定性控制，通過Simulink與Carsim聯(lián)合進行仿真實驗，驗證了所提策略可以有效改善汽車操縱穩(wěn)定性.李振宇［22］對輪胎縱向和橫向接地印跡內(nèi)垂向載荷的分布規(guī)律進行分析，提出了一種改進的穩(wěn)態(tài) LuGre 輪胎模型，在 Trucksim 軟件中建立三軸重型汽車的MBD模型，以車體側(cè)傾角、橫擺角速度和側(cè)向加速度為評價指標，進行角階躍和魚鉤仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，汽車側(cè)傾角、橫擺角速度和側(cè)向加速度的最大值和均方根值均有所減少，從而提高了整車的操縱穩(wěn)定性.Hashemi等［23］以電動雪佛蘭Equinox SUV為研究對象，提出了一種考慮輪胎力非線性和復合滑移效應的汽車穩(wěn)定性模型預測控制器，通過Carsim /Matlab的聯(lián)合仿真試驗表明所設計的控制器可以避免過度轉(zhuǎn)向且保證車身具有較小的側(cè)偏角，改善了汽車操縱穩(wěn)定性.

文獻［19-23］均考慮了輪胎縱向力，可以更有效地改善汽車操縱穩(wěn)定性.但是研究中都尚未考慮路面實時變化情況，對汽車操縱穩(wěn)定性進行評價時可能造成一定的誤差.

對于以上文獻，基于輪胎參數(shù)優(yōu)化控制的操縱穩(wěn)定性研究總結(jié)如表2所示.

由表2可知，利用MBD軟件可以方便地對汽車操縱穩(wěn)定性進行評價.

2 基于懸架的操縱穩(wěn)定性研究

懸架是車輪與車身之間一切連接裝置的總稱，其主要作用是在車輪和車身之間傳遞所用的力和力矩，以保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性［24］.目前，利用MBD軟件開展基于懸架模型的操縱穩(wěn)定性研究也有很多，主要集中在對懸架的結(jié)構(gòu)設計和參數(shù)優(yōu)化.

2.1 基于懸架結(jié)構(gòu)設計的操縱穩(wěn)定性研究

彈簧作為懸架設計中的重要參數(shù)，對汽車操縱穩(wěn)定性有一定的影響.文獻［25-27］研究了懸架彈簧剛度對操縱穩(wěn)定性的影響.張麗霞等［25］使用 Adams/Car 建立整車多剛體系統(tǒng)動力學模型，進行了轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入、轉(zhuǎn)角脈沖輸入和單移線的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，適當增大前懸架彈簧剛度可以降低橫擺角速度、側(cè)向加速度和側(cè)傾角的幅值，以此提高汽車操縱穩(wěn)定性.朱曉基等［26］以電控液驅(qū)汽車為研究對象，以垂直加速度、車身側(cè)傾角和汽車俯仰角為評價指標，利用Carsim進行整車仿真試驗，且實驗結(jié)果表明，隨著懸架剛度增大，車身垂直加速度和車身俯仰角變化的峰值降低，有利于提升汽車操縱穩(wěn)定性.Sert等［27］在Adams/Car中建立某中型客車的整車動力學模型，以側(cè)傾角為評價指標，進行魚鉤和轉(zhuǎn)彎工況的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，使用較大的鋼板彈簧剛度可以提高汽車側(cè)翻時的側(cè)傾角臨界值，以此改善汽車操縱穩(wěn)定性.

橫向穩(wěn)定桿可以提高懸架側(cè)傾剛度，減少車身側(cè)傾角，改善汽車的不足轉(zhuǎn)向特性與車身側(cè)傾特性，從而改善汽車操縱穩(wěn)定性［1］.文獻［28-31］研究了橫向穩(wěn)定桿對操縱穩(wěn)定性的影響.Javanshir等［28］利用Trucksim對某型越野車的懸架系統(tǒng)進行建模，利用集成的橫向穩(wěn)定桿和螺旋彈簧對懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行改善，以橫向加速度、橫向滑移和橫擺角速度為評價指標，進行雙變道工況的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，安裝橫向穩(wěn)定桿的懸架可以改善汽車的操縱性能.楊銀輝等［29］利用 Trucksim對某汽車列車進行建模并仿真，以轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角等參數(shù)為評價指標，進行穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)和蛇形試驗，且試驗結(jié)果表明，安裝橫向穩(wěn)定桿的汽車平均方向盤轉(zhuǎn)角和汽車側(cè)傾度減小，汽車操縱穩(wěn)定性得到改善.呂緒寧［30］和陳志韜［31］分別利用Carsim和Trucksim建立整車模型并進行仿真分析，其試驗結(jié)果均表明，安裝主動橫向穩(wěn)定桿能降低車身側(cè)傾角，提高汽車操縱穩(wěn)定性.

扭轉(zhuǎn)橫梁是扭轉(zhuǎn)懸架最主要的組成部分，主要是為了滿足汽車側(cè)傾時懸架的垂向運動和縱向運動能獲得預期的剛度值，且保證整車的操縱穩(wěn)定性［32］.文獻［33-34］研究了扭轉(zhuǎn)橫梁結(jié)構(gòu)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.吳利廣等［33］在Adams/Car中建立整車模型，以不足轉(zhuǎn)向度、側(cè)傾角梯度及橫擺角速度為評價指標，進行汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、角階躍工況及角脈沖工況的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，扭轉(zhuǎn)橫梁開口方向向下時，橫擺角速度響應時間減小，汽車操縱穩(wěn)定性提高.高晉等［34］利用Adams建立扭轉(zhuǎn)梁懸架并進行了仿真，且試驗結(jié)果表明，當扭轉(zhuǎn)橫梁開口向下75°左右時，整車的不足轉(zhuǎn)向特性較大，質(zhì)心側(cè)偏角較小，汽車操縱穩(wěn)定性能達到較優(yōu).

對于以上文獻，基于懸架結(jié)構(gòu)設計的操縱穩(wěn)定性研究總結(jié)如表3所示.由于僅僅通過增大懸架彈簧剛度、安裝橫向穩(wěn)定桿及改變扭轉(zhuǎn)橫梁開口方向等不足以全面改善汽車操縱穩(wěn)定性，但若結(jié)合相應的控制算法對懸架的幾何參數(shù)進行優(yōu)化，則有望獲得更優(yōu)的操縱穩(wěn)定性.

2.2 基于懸架參數(shù)優(yōu)化的操縱穩(wěn)定性研究

車輪前束角能夠消除由于外傾角所產(chǎn)生的輪胎側(cè)滑，保證汽車操縱穩(wěn)定性［35］.文獻［36-37］以車輪前束角為優(yōu)化目標對懸架模型進行了優(yōu)化.吳心平等［36］利用 Adams/Car建立前麥弗遜懸架模型和整車模型，在 Adams/Insight 中以車輪前束角為優(yōu)化目標對懸架進行優(yōu)化，并以橫擺角速度為評價指標，對懸架優(yōu)化前后的汽車模型進行轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后汽車的橫擺角速度有明顯下降，對角階躍輸入的響應時間減小，從而整車模型具有更好的操縱穩(wěn)定性.毛麗臣等［37］基于Adams/Car建立多連桿后懸架仿真模型，利用Adams/Insight 對前束角進行優(yōu)化，優(yōu)化后前束角變化梯度顯著減小，改善了整車的操縱穩(wěn)定性.此外，主銷內(nèi)傾角可以減少轉(zhuǎn)向操縱力、改善回跳和跑偏現(xiàn)象，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性［35］.黃杰文［38］對懸架的主銷內(nèi)傾角進行優(yōu)化，以某款皮卡為研究對象，在 Adams/Car 中建立精確的雙橫臂前懸架模型和整車動力學模型，以橫擺角速度、側(cè)向加速度及前后軸側(cè)偏角為評價指標進行方向盤角階躍輸入和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，優(yōu)化提高了方向盤角階躍輸入響應特性和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)響應特性，改善了整車的操縱穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)響應特性.然而，由于影響懸架性能的關(guān)鍵參數(shù)較多，以上文獻均僅對懸架的某個參數(shù)進行單目標優(yōu)化，但如果對多個參數(shù)進行多目標優(yōu)化，則有望得到更優(yōu)的操縱穩(wěn)定性.

目前，對懸架進行多目標優(yōu)化設計主要以優(yōu)化方法為基礎，并以計算機仿真和優(yōu)化軟件為工具［39］.由于Adams/Insight試驗設計與分析模塊在汽車操縱穩(wěn)定性優(yōu)化中得到廣泛應用，很多研究者使用此模塊對懸架的幾何參數(shù)進行多目標優(yōu)化.于國飛等［40］在 Adams/Car 中建立雙橫臂前獨立懸架模型，用全因子和響應面法在 Adams/Insight 模塊對懸架硬點坐標進行優(yōu)化設計，以橫擺角速度及汽車側(cè)傾角等為評價指標，對整車進行轉(zhuǎn)向回正試驗、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗及轉(zhuǎn)向輕便試驗，且試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后汽車橫擺角速度、轉(zhuǎn)向盤最大轉(zhuǎn)力和平均摩擦力均有所減小，整車的操縱穩(wěn)定性有明顯提升.同樣在雙輪同向激振工況下，張志亮等［41］采用 Adams/Car 建立方程式賽車的整車動力學模型，通過 Adams/Insight 模塊對外傾角、主銷后傾角、內(nèi)傾角及車輪前束角進行多目標優(yōu)化，以橫擺角速度與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角為評價指標，進行轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入和虛擬蛇形穿越仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的汽車橫擺角速度和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角均減少，由此可知，通過對多連桿懸架的優(yōu)化改善了整車的操縱穩(wěn)定性.徐少雄等［42］通過 Adams/Car建立麥弗遜虛擬樣機模型，通過 Adams/Insight 對主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角進行優(yōu)化，使主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角減小，從而使汽車直線行駛的穩(wěn)定性提高，在具有良好回正力矩的同時有效降低了轉(zhuǎn)向的主力矩，改善了汽車操縱穩(wěn)定性.張智等［43］利用 Adams/Car 建立某微型電動汽車的麥弗遜前懸架模型，并采用Adams/Insight對前束角、車輪外傾角及主銷后傾角進行多目標優(yōu)化.此優(yōu)化減小了車輪前束角隨車輪跳動量的變化量，使輪胎磨損減小及方向盤自動回正的能力增強，有力改善了整車的操縱穩(wěn)定性.

綜上所述，基于 Adams/Insight 的優(yōu)化可以全面對懸架參數(shù)進行分析，能準確選出對汽車操縱穩(wěn)定性影響較大的參數(shù)，使汽車操縱穩(wěn)定性優(yōu)化更加方便且高效.

文獻［44-48］利用遺傳算法對懸架的幾何參數(shù)進行多目標優(yōu)化.文獻［44］在Adams 中對雙橫臂懸架系統(tǒng)建模，使用遺傳算法對影響外傾角變化的懸架幾何參數(shù)優(yōu)化，以橫擺角速度和橫向加速度為評價指標，進行J形轉(zhuǎn)彎和變道的仿真試驗，且試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的懸架系統(tǒng)減小了外傾角的變化，從而使輪胎力的變化減少，改善了整車的操縱穩(wěn)定性.Zhang等［45］利用 Adams 建立輪轂電機驅(qū)動電動汽車的動力學模型，采用快速非支配排序遺傳算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，NSGA-Ⅱ）對車輪前束角和外傾角進行優(yōu)化，且研究結(jié)果表明，最大橫向加速度和最大側(cè)傾角均降低，在一定程度上提高了汽車操縱穩(wěn)定性.王冬良等［46］利用 Adams/Car 構(gòu)建輪轂電機—多連桿懸架運動學仿真模型，利用 NSGA-Ⅱ 對前束角、外傾角和輪距變化量進行多目標優(yōu)化.優(yōu)化后的車輪外傾角、前束值和輪距變化量均減小，從而減少輪胎磨損和橫向偏移現(xiàn)象，提升了汽車操縱穩(wěn)定性.王軍年等［47］在 Adams 中建立輪轂電機驅(qū)動汽車雙橫臂懸架模型，針對車輪定位與硬點坐標的非線性對應關(guān)系，采用NSGA-II對前輪外傾角和前輪前束角進行優(yōu)化.優(yōu)化后的前束角和外傾角減小，達到優(yōu)化的目的，確保了輪轂電機電動汽車操縱穩(wěn)定性.李奧運等［48］在 Adams/Car 中建立懸架的MBD模型，利用 NSGA-II 算法對輪距變化梯度、主銷后傾角及主銷內(nèi)傾角進行多目標優(yōu)化.優(yōu)化結(jié)果表明，主銷后傾角變化范圍和主銷內(nèi)傾角變化范圍均減小，因此汽車操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能均得到提升.

由此可見，遺傳算法及其改進算法在汽車操縱穩(wěn)定性研究中有廣泛的應用，特別是NSGA-Ⅱ避免了個體流失，提升了最優(yōu)解的搜索速度和算法的魯棒性.

對于以上文獻，基于懸架參數(shù)優(yōu)化的操縱穩(wěn)定性研究總結(jié)如表4所示.由表4可知，利用MBD軟件進行操縱穩(wěn)定性客觀評價可以得到比較準確的結(jié)果.

3 總結(jié)與展望

本研究分別以影響汽車操縱穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，即輪胎和懸架為對象，綜述了近年來研究者們利用MBD軟件對操縱穩(wěn)定性進行的評價和研究.

在以懸架為對象的操縱穩(wěn)定性研究中，Adams 應用廣泛，因為Adams/Car內(nèi)有懸架動力學分析的專用模塊，能方便地建立各種不同結(jié)構(gòu)形式的懸架模型，迅速得出懸架多種參數(shù)的性能曲線，準確地對懸架參數(shù)進行優(yōu)化.Adams/Insight和遺傳算法為主要優(yōu)化方法.而Carsim則更多被用于以輪胎為對象的研究中，因為其擁有強大的場景構(gòu)建，能方便地仿真汽車對駕駛員、路面及空氣動力學輸入的響應，在評價操縱穩(wěn)定性時效果較好.

改變輪胎側(cè)偏剛度和對輪胎參數(shù)優(yōu)化控制是改善汽車操縱穩(wěn)定性的有效方法.由于汽車輕量化是近年來的研究熱點，重量輕的新型復合材料會導致系統(tǒng)的幾何非線性和材料非線性，因此，在MBD軟件中建立具有幾何非線性和材料非線性的模型并高效且準確地對汽車操縱穩(wěn)定性進行評價，已成為汽車領(lǐng)域的難題.未來需要進一步對輪胎—路面的耦合動力學進行研究，在MBD軟件中建立具有控制算法實時性和路況變化適應性的模型，有望進一步提高汽車操縱穩(wěn)定性.

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（實習編輯：黃愛明）

Abstract：

Vehicle handling stability is one of the most important aspects in vehicle dynamics research.Multi-body dynamics （MBD） software is widely used in the study of vehicle handling stability.This paper reviews the progress of MBD software in the study of vehicle handling stability by taking tires and suspension as research objects.And the development of MBD software package in vehicle handling and stability is prospected.

Key words：

multi-body dynamics software;vehicle handling stability;tire;suspension