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Carsim 学习笔记摘要本周学习了 Carsim 软件的基本操作，熟悉了其建模仿真的基本步骤——首先构建车辆模型，如第二三四章所示；然后设置仿真过程、构建仿真环境，如五六章所示；接着开始选择运算器进行仿真，如第七章所示；最后分析结果，如第八章所示。 Carsim 作为一款汽车专用软件，受众面较窄，不像 matlab 等工程软件，网上资料相对较少，遇到问题很难解决，应多做学习笔记。关键词：汽车，carsim，总结笔记 I

目录摘要 ................................................................................................................ I 1 Carsim 的界面组成 ............................................................................ 1 1.1 前处理部分 ....................................................................................... 1 1.2 处理部分 ................................................................................................. 1 1.3 后处理部分 ............................................................................................. 1 2.建立整车模型 ............................................................................................ 2 2.1 整车尺寸、外形及质量建模 ................................................................. 3 2.2 空气动力学 ............................................................................................. 4 3 驱动、制动和转向系统............................................................................ 7 3.1 驱动系统 ................................................................................................. 7 3.1.1 发动机参数设置 .................................................................................. 8 3.1.2 变速器参数设置 .................................................................................. 9 3.1.3 差速器参数设置 ................................................................................ 11 3.1.4 转向系参数设置 ................................................................................ 12 4 行驶系统 .................................................................................................. 16 4.1 轮胎建模 .............................................................................................. 16 5 驾驶过程置 ............................................................................................. 18 5.1 基本设置 ............................................................................................... 18 5.2 事件编程 ............................................................................................... 18 6 构建驾驶路面 ......................................................................................... 20 II

7 仿真运算 .................................................................................................. 23 8、结果分析 ............................................................................................... 24 7.1 仿真动画 ............................................................................................... 24 7.2 仿真曲线 ............................................................................................... 25 参考文献 ........................................................................ 错误!未定义书签。 III

1 Carsim 的界面组成车辆仿真分析在整车开发流程中作用明显，各种软件随之出现。CarSim 作为参数化的整车动力学软件省去了结构化软件(如 ADAMS)的建模调试和用户编程建立数学模型的一系列繁琐过程，用最简洁易懂的界面将整车开发、仿真、结果等展示在使用者面前，具有上手容易、仿真快速省时、可信度高等优点。 a b c 图 1.1carsim 三大组成部分 1.1 前处理部分如图 1.1-a，前处理部分主要是定义车辆的信息、控制输入信息、路面信息等，也就是把一个试验所需要的试验条件安照规定标准设置好。 1.2处理部分如图 1.1-b，该部分是软件内部按照前处理设置好的实验条件进行模拟仿真，可以理解为实车试验时，我们在试验场进行的实验。 1.3后处理部分如图 1.1-c，该部分可以输出定性的仿真动画和定量的仿真图线。相当于我们实验后对实验结果的分析处理。第1页

2.建立整车模型此部分是前处理的第一步，需要建立一辆完整的仿真实验用车。车辆动力学与现代的多体动力学学建模方法，用户不需要根据车辆系统的具体结构进行实体建模，但是建模需要大量的试验数据为基础，且数据的准确性直接决定了所建整车模型与实际车辆的自匹配程度。这里的实验数据是指反映各部件的性能参数或曲线。 Carsim 软件将车辆进行抽象简化为 10 部分:1 个车体部分、4 个簧下质量部分、个旋转车轮部分和 1 个发动机曲轴有部分，如图 2. 1 所际。简化后的模型包括 27 个自由度:3 个簧载质量的移动自自由度，3 个簧载质量的转动自由度，4 个非簧载质量自由度，4 个车轮旋转自由度、1 个传动系旋转自由度、8 个轮胎瞬态特性自由度和 4 个制动压力自由度。图 2.1 CarSim 整车模型具体来说 CarSim 车辆模型包括车体、空气动力学、传动总成、制动系、转向系、轮胎和悬架等七大子系统的特性。下面分别叙述。第2页

图 2.2 CarSim 整车模型所包括的子系统图 2.3 CarSim 整车模型子系统内容 2.1整车尺寸、外形及质量建模这部分数据来自于整车厂，其中比较重要的参数有： 1 2 3 4 图 2.2 CarSim 整车模型第3页

表 2.1 CarSim 整车模型参数表标号名称包含内容说明高度、距前轴的横向坐标通常为零，但如果车辆不是横向 1 质心对称的，则可以给出非零值。正值表示质距离、横向坐标量中心位于车辆的左侧[] 2 3 4 簧上质量转动惯量惯性积一般包括车架、动力系统、传动装置、乘员等。不包括与车轮，车轴和移动悬挂部件相关的簧下质量。绕三个轴绕质心的三个方向绕三个轴若整车是对称的，则都为 0，虽然车辆不是完全对称的，但任然可以近似的对称结构[] 其中质心高度和转动惯量可通过试验测得，常用的试验方法有力矩平衡法、摇摆法和侧倾法三种。为描述车身在任一时刻的运动状态，必须先定义车辆主坐标系和车体质心坐标系。由于整车的各种载荷都是通过固结与车身的主坐标系定义的，因而主坐标系的位置对于车辆来说必须是确定的。车辆主坐标系按右手直角坐标系来定义，且与车辆一起运动，车辆坐标系原点位于车辆纵向对称面与前轴左右轮心连线的交点在地面的投影点处, X 轴作用于车辆前进方向，向前为正，Z 轴作用于铅锤(垂直)方向，向上为正，Y 轴由右手螺旋原则确定。车体质心坐标系原点位于车体质心，x 轴作用于汽车前进方向，向前为正，z 轴作用于铅锤(垂直)方向，向上为正. Y 轴由右手螺旋原则确定。车身是构成车辆的重要组成部分，也是整车动力学重点研究的对象。针对这一特点，建立 6 自由度(其中三个用来描述车身质心的位置，另外三个描述车身的姿. 态)车身动力学模型，可以比较全面地表达瞬时的车身运动状态。 2.2空气动力学如果不是专门做这方面的仿真，可以采用默认值。因为很多数据必须通过风洞实验得到。第4页

1 2 3 4 图 2.4 空气动力学模型表 2.2 空气动力学参数表标号名称包含内容说明 SAE 的惯例是参考点位于车轮中心的气动地面上。在此约定下，横向(Y)坐标为零，横向纵向高度坐 1 参考 X 坐标为负半轴距（参考点的 X 坐标是轴标点距的一半，请务必在轴距发生变化时改变 2 3 坐标。），高度(Z)接近零。[] 用于计算航空动力和力矩的车辆与车辆外形直接相关迎风面积前部面积气动用于测量应用于参考簧载质量的三个通常是轴距。第5页

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