鉸接式自卸車是為適應復雜路況與惡劣氣候條件應運而生的一種非公路運輸設備。與剛性自卸車相比，鉸接式自卸車引入了附加的自由度，從而使車輛具有更好的機動性和更廣泛的適應性。

隨著礦產資源的不斷開采與工程機械行業的快速發展，鉸接式自卸車得到了越來越廣泛的應用。因此，建立整車虛擬樣機動力學模型，研究鉸接式自卸車的動力學性能，對于鉸接式自卸車的研究與制造具有重要的科研意義和工程應用價值。本文以某公司60t鉸接式電動輪自卸車為研究對象，建立了整車虛擬樣機協同仿真模型。

（1）本文研究的鉸接式電動輪自卸車采用全液壓轉向系統，取消了軸間差速器，采用電動輪驅動轉矩控制系統實施差速控制。為使整車虛擬樣機模型更符合實際情況，從而更好地進行車輛動力學仿真與分析，本文在對整車結構進行分析的基礎上，在SIMPACK環境下建立了多體動力學仿真模型，在AMESim環境下建立了全液壓轉向系統仿真模型，在Simulink環境下建立了一種基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制模型，并定義了各軟件仿真模型輸入、輸出變量，以Simulink為主要仿真環境，通過軟件接口，將不同環境下的仿真模型集成到Simulink中，利用參數關聯建立了系統、完整的SIMPACK／AMESIM／Simulink協同仿真模型。

為驗證本文設計的“基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別”的電子差速控制策略，本文利用SIMPACK/AMESIM/Simulink協同仿真模型對該策略進行了仿真驗證。結果表明，在該策略下，本文研究的電動輪鉸接式自卸車具有良好的差速性能。

（2）本文根據QC／T 76.8.1993《礦用自卸汽車試驗方法一平順性試驗》與GB／T4970.2009《汽車平順性試驗方法》的要求，分別對速度為20km／h、30km／h、40km／h的空載和滿載工況下的60t鉸接式電動輪自卸車多體動力學仿真模型，進行了路面激勵隨機輸入的平順性仿真試驗與分析。

仿真結果顯示：相同車速下，滿載工況下的整車行駛平順性能要優于空載；相同工況下，整車行駛平順性能隨著車速升高而降低。由仿真結果評價指標值可知：本文研究的60t鉸接式電動輪自卸車，不同工況下的總加權加速度均方根值均處于合理范圍內，乘坐舒適性能夠滿足礦用自卸車的使用要求；貨箱中心處、前油氣懸掛、前后橋等處的機械振動均處于合理范圍內，整車平順性滿足礦用自卸車的使用要求。

（3）本文利用SIMPACK/AMESIM／Simulink協同仿真模型，參照國家標準GB／T6323.2014《汽車操縱穩定性試驗方法》中的汽車穩態回轉試驗方法和轉向盤角階躍輸入試驗方法，對分別采用“等電動輪驅動轉矩控制策略”和“基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制策略”進行差速控制的60t鉸接式電動輪自卸車的整車操縱穩定性進行了仿真和分析。

仿真結果顯示：本文研究的鉸接式自卸車全液壓轉向系統，響應迅速，執行誤差小。采用“等電動輪驅動轉矩控制策略”和采用“基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制策略”進行差速控制的鉸接式自卸車均具有不足轉向特性，穩態回轉性能和轉向瞬態響應性能均符合車輛設計要求，且采用后一種差速控制策略的鉸接式自卸車具有更好的穩態回轉性能。總體上，相同工況下，車速越高操縱穩定性越差。

來源： MBD之家  

作者：笪穎帆