一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法、系统、设备及介质与流程

本申请涉及车辆侧翻估计分析，尤其涉及一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、车辆侧翻是导致车辆发生安全事故的重要影响因素，现阶段对车辆的最大侧倾稳定角的分析方法有两种，一种是通过侧翻试验台对进行实际测量，另一种是将汽车整体假设为一个刚体，且质心位于车辆纵向对称面上，通过公式β＝arctan b/2h计算。

2、上述两种方式存在不同程度的缺陷，第一种方式实际测量存在较大的侧翻风险。而且由于试验台能力的限制，某些超长或超重车辆无法在试验台上进行测量，而且这种实测方法需要在车辆装配完成后才能进行，结果一旦不满足要求，设计需要进行大幅度改动，严重影响产品开发进程。第二种方式计算过程没有考虑悬架系统和轮胎刚度对侧倾稳定性的影响，导致计算结果与实际有较大差异，仅适用于估算，不能作为准确的设计依据。

技术实现思路

1、本申请提供了一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法、系统、设备及介质，用以解决现有的车辆侧倾稳定角试验操作难度大以及存在较大误差的技术问题。

2、一方面，本申请提供了一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，所述方法包括：

3、步骤s1：获取车辆侧倾稳定角的相关数据；

4、步骤s2：基于获取的所述相关数据，计算整车簧载质心位置；

5、步骤s3：建立用于估计最大侧倾稳定角的模型；

6、步骤s4：对所述模型进行约束和加载，分析并查看计算结果。

7、在本申请的一种实现方式中，所述相关数据，具体为：整车的簧载质量、整车的非簧载质量以及簧载质量的质心位置。

8、在本申请的一种实现方式中，所述模型包括：车架总成、前簧前支架、前簧后支架、平衡轴支架。

9、在本申请的一种实现方式中，所述模型的建立过程，具体为：

10、在整车簧载质量的质心位置处建立一个点m；

11、在m点建立一个加载坐标系，所述加载坐标系相对整车坐标系绕x轴旋转θ度，z轴方向斜向下；

12、车架总成与前簧前支架、前簧后支架，平衡轴支架建立刚性连接；

13、根据车辆轴距、轮距、板簧长度等参数建立悬架和车桥的曲线，建立板簧曲线时需要将板簧与车桥连接位置处设置断点。

14、在本申请的一种实现方式中，所述步骤s4，具体包括：

15、基于如下公式，计算板簧截面的长和宽，

16、

17、其中，k是板簧刚度，e是材料弹性模量，b是板簧宽度，h是板簧厚度，l是板簧长度；

18、基于板簧截面的长和宽，建立前板簧梁截面s前，后板簧梁截面s后；

19、将前簧模型前端与前板簧支架中心建立刚性连接，前簧模型后端与后板簧支架建立刚性连接，释放前板簧两端的y向旋转自由度；

20、后板簧模型中间点与平衡轴支架建立刚性连接，同时释放改点y向旋转自由度，确保后簧可以绕平衡轴转动；

21、约束左侧三个车轮接地点处xzy三个方向自由度，约束右侧三个车轮接地点处z方向自由度；

22、通过整车各零部件的质量及质心位置计算出整车的质心位置，在整车质心位置处创建点m，点m与车架上翼面建立刚性连接，在m点施加力f，方向为加载坐标系z轴斜向下，大小等于整车的簧载质量。

23、在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：

24、分别在各轮胎模型与车桥模型连接点处施加各悬架对应的非簧载质量；

25、新建静态分析，分析完成后查看模型点约束处的反作用，并查看z向反作用力；

26、当轮胎约束处的反作用力为负值时即释放改点约束，根据结果不断调整θ角，直到车辆两个轮胎的约束已经释放，第三个轮胎接地点处的反作用力接近为0时，此时的θ值为车辆静态侧翻稳定角。

27、在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：

28、基于如下公式，计算出轮胎简化模型的的截面尺寸s轮；

29、

30、其中，k轮是轮胎刚度，r是轮胎自由半径；

31、建立轮胎简化梁模型，其中，梁长度与轮胎自由半径相等。

32、其次，本申请还提供一种车辆最大侧倾稳定角的估计系统，所述系统包括：

33、相关数据获取模块，用于获取车辆侧倾稳定角的相关数据；

34、计算模块，用于基于获取的所述相关数据，计算整车簧载质心位置；

35、模型建立模块，用于建立用于估计最大侧倾稳定角的模型；

36、模型分析模块，用于对所述模型进行约束和加载，分析并查看计算结果。

37、再其次，本申请还提供一种车辆最大侧倾稳定角的估计设备，所述设备包括：

38、至少一个处理器；以及，

39、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

40、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够完成前述的车辆最大侧倾稳定角的估计方法。

41、最后，本申请还提供一种车辆最大侧倾稳定角的估计的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述的车辆最大侧倾稳定角的估计方法。

42、本申请提供的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法、系统、设备及介质，与传统的计算方法相比，分析过程中考虑到了悬架变形、轮胎变形对车辆侧倾稳定性的影响，可以在设计阶段就可以比较准确的得到车辆的最大侧倾稳定角，节约了设计时间和成本，也解决了一些超重、超长车辆无法在试验台上进行实测的问题。

技术特征：

1.一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述相关数据，具体为：整车的簧载质量、整车的非簧载质量以及簧载质量的质心位置。

3.根据权利要求1所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述模型包括：车架总成、前簧前支架、前簧后支架、平衡轴支架。

4.根据权利要求1所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述模型的建立过程，具体为：

5.根据权利要求1所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述步骤s4，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求5所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的一种车辆最大侧倾稳定角的估计系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种车辆最大侧倾稳定角的估计设备，其特征在于，所述设备包括：

10.一种车辆最大侧倾稳定角的估计的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1-7任意一项所述的车辆最大侧倾稳定角的估计方法。

技术总结
本申请提供了一种车辆最大侧倾稳定角的估计方法、系统、设备及介质，用以解决现有的车辆侧倾稳定角试验操作难度大以及存在较大误差的技术问题。方法包括：获取车辆侧倾稳定角的相关数据；基于获取的所述相关数据，计算整车簧载质心位置；建立用于估计最大侧倾稳定角的模型；对所述模型进行约束和加载，分析并查看计算结果。与传统的计算方法相比，分析过程中考虑到了悬架变形、轮胎变形对车辆侧倾稳定性的影响，可以在设计阶段就可以比较准确的得到车辆的最大侧倾稳定角，节约了设计时间和成本，也解决了一些超重、超长车辆无法在试验台上进行实测的问题。

技术研发人员：张广明,谭浩,胡晓扬
受保护的技术使用者：中国重汽集团济南动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29