摘要
多体动力学建模作为车辆性能分析与研发的重要环节，模型的动力学参数与建模精细程度直接影响工程应用的精准度与可信度，质量线法可方便灵活的获取动力学参数，但存在坐标获取复杂和质量需已知等不足，且商用车多体动力学的研究多为建模方法与仿真应用，对精细化建模技术的研究较少，为此，本文以某型号商用车为研究对象，对商用车动力学参数获取与精细化建模及验证展开研究，主要的内容如下： 1、论述了课题的研究背景与意义，介绍了质量线法与多体动力学建模的国内外研究进展及现状，进一步阐述本文的主要研究内容。 2、基于模态试验中刚体振动的原理，分析其线参量和角参量的转换关系，推导出获取激励和响应坐标的方程，提出坐标获取的改进方法（直接法和间接法）。通过对其进行仿真分析，坐标获取误差不超过0.5mm；以某型号变速箱总成为试验对象，利用基于最小二乘的卷积拟合算法对直接法的实验数据进行平滑滤波处理，以电子三维坐标仪获取的坐标为基准，得出改进方法最大误差仅在3mm左右，将改进方法结合质量线法获取动力学参数，并将其与MPC转动惯量测试平台计算的结果比较，坐标改进方法的质心坐标误差在3mm左右，转动惯量最大相对误差在6%左右，惯性积误差最大不超过0.4kg.m2，满足工程要求。 3、根据振动微分方程和刚体加速度变换关系，推导出频响函数与质量转化的表达式，结合几何中心对称和力矩平衡的原理，提出获取质量的改进方法。通过对其仿真分析，质量获取的相对误差为0.3%；以驾驶室为研究对象，对其进行实验验证，得出相对误差为4.5%；将改进方法结合质量线法获取动力学参数，并将其与MPC转动惯量测试平台计算的结果比较，表明质量改进方法的质心坐标相对误差不超过2%，转动惯量最大相对误差为8.81%，惯性积相对误差不超过3%，满足工程要求。 4、以企业某型号商用车为研究对象，基于多体动力学建模理论，利用Adams/Car建模软件，基于整车主要子系统的特点，根据各部件的关键点坐标、动力学参数、刚柔耦合、铰接约束、属性参数和信息通讯，建立车架、钢板弹簧、前悬架、后悬架、驾驶室总成、动力总成与传动轴、轮胎与半挂车模型，并对其装配完成整车的建模。 5、通过对前、后悬架钢板弹簧刚度的仿真及验证，表明其相对误差分别为10.65%和14.13%。结合悬架K＆C特性试验与仿真分析，选取侧倾与纵向力工况，对比分析相关特征参数，验证悬架模型的精度。利用Femfat.lab软件的虚拟迭代仿真模块，联合Adams的多体动力学模型与整车道路采集的信号，对比分析仿真与试验信号，结果表明目标信号的时域与频域曲线趋势及峰值基本一致，各种路面信号的损伤比都在0.5-2之间，进而完成整车模型的精度验证。
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