方程式赛车动力学仿真：转向盘角脉冲模拟结果

整车装配信息如下，读者可根据装配信息重新装配整车或者通过上述章节的整车模型替换前后悬架完成整车FSAE_2020_torsion的建立；装配完成后，采用前后扭转弹簧式拉杆悬架的整车模型如图14-48所示。

图14-48　整车FSAE_2020_torsion

（1）单击Simulate ＞ Full-Vehicle Analysis ＞ Open-loop steering Events ＞ Impulse Steer命令，弹出阶跃仿真对话框，如图14-49所示，在下列对话框中输入相应的数据：

图14-49　角脉冲仿真

·　Full-Vehicle Assembly：FSAE_2020_torsion；

·　Output Prefix：IS；

·　End Time：10；

·　Number of steps：1000；

·　Simulation Mode：interactive；

·　Road Date File：mdids：//acar_shared/roads.tbl/2d_flat.rdf；

·　Initial Velocity（单位：km/h）：50；

·　Gear Position：5；

·　Maximum Steer Value（单位：度）：400；

·　Cycle Length（单位：s）：2；

·　Start Time：4；

·　勾选Quasi-Static Straight-Line Setup。

（2）单击OK按钮，完成FSAE_2020_torsion赛车脉冲转向仿真设置并提交运算，运算完成后，整车运行轨迹如图14-50所示。

整车运行参数如图14-51～图14-60所示，从图中可以看出，曲线急剧变化均从4 s开始，轮胎侧向力在4 s开始急剧增大，前后轮胎的滑移率亦是急剧变大。从滑移率及横摆角加速度图中可以判定，此时整车瞬间失去稳定性。(www.xing528.com)

图14-50　车辆运行轨迹

图14-51　侧向加速度

图14-52　横摆角加速度

图14-53　前扭杆弹簧X方向受力

图14-54　前扭杆弹簧Y方向受力

图14-55　前扭杆弹簧Z方向受力

图14-56　前左轮胎X方向受力

图14-57　前左轮胎Y方向受力

图14-58　前左轮胎Z方向受力

图14-59　后轮胎滑移率

图14-60　前轮胎滑移率

上述扭杆弹簧在有限元模型中左接口时较为粗糙，RP点与对应的同心圆周边采用梁单元连接，这种连接方法的缺点是圆周边节点受力较大，与真实扭杆弹簧连接不符；同时上述扭杆弹簧的刚度过大，针对此问题，重新制作扭杆弹簧模态中性文件MNF。扭杆弹簧的截面半径为5 mm，长度为400 mm；此时RP点与同心圆所在的两个厚度单元内所有的节点采用梁