Трехосный кузов тягача с поступательным и вращательным движением
Блок динамики транспортного средства/кузов транспортного средства

Блок кузова транспортного средства 6DOF трех осей реализует жесткую трехосную модель кузова транспортного средства с шестью степенями свободы (DOF), которая рассчитывает продольное, боковое, вертикальное, тангажное, креновое и рыскательное движение. Используйте блок для моделирования трехосных транспортных средств, как трактор. Блок учитывает массу кузова, инерцию, аэродинамическое сопротивление, наклон дороги и распределение веса между жестко расположенными точками оси из-за подвески и внешних сил и моментов. Параметры «Инерционные нагрузки» используются для анализа динамики транспортного средства при различных условиях нагрузки.
Подключите блок к виртуальным датчикам, системам подвески или внешним системам, таким как приводы управления кузовом. Используйте блок «Кузов транспортного средства» 6DOF «Три оси» в исследованиях движения и перемещения для моделирования влияния сил лобового сопротивления, нагрузки пассажиров и расположения точек подвески подвески.
Чтобы создать дополнительные входные порты, в разделе Входные сигналы выберите эти параметры блока.
Параметр | Входной порт | Описание |
|---|---|---|
| Фронтальные замковые силы | FhF | Усилие сцепки, приложенное к кузову в месте расположения передней сцепки, FhFx, FhFy и FhFz, в неподвижной раме транспортного средства |
| Моменты передней заминки | MhF | Момент сцепки в месте передней сцепки, МгFx, МгFy и МгFz, о неподвижной раме транспортного средства |
| Усилия задней сцепки | FhR | Усилие сцепления, приложенное к кузову в заднем положении сцепления, FhRx, FhRy и FhRz, в неподвижной раме транспортного средства |
| Моменты задней сцепки | MhR | Момент сцепки в заднем положении сцепки, МгРх, МгРу и МгРц, о неподвижной раме транспортного средства |
Для анализа динамики транспортного средства при различных условиях нагрузки используйте параметры Инерционные нагрузки (Inertial Loads). Можно указать следующие нагрузки:
Тракторная передняя часть
Накладные расходы на кабину
Рама трактора слева и рама справа
Кабина слева и кабина справа
Трактор сзади
Для каждой нагрузки можно задать массу, расположение и инерцию.
На иллюстрациях показаны места загрузки и размеры параметров транспортного средства. В таблице представлены соответствующие настройки знака параметра местоположения.

В этой таблице представлены параметры, определяющие местоположения нагрузки, указанные точками. Для местоположения блок использует следующий вектор расстояния:
Передняя ось для нагрузки вдоль оси х, закрепленной на транспортном средстве
Осевая линия транспортного средства для загрузки вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве
Передняя ось для нагрузки вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве
Груз | Параметр | Пример расположения |
|---|---|---|
Тракторная передняя часть | Вектор расстояния от передней оси, z1R |
|
Накладные расходы на кабину | Вектор расстояния от передней оси, z2R |
|
Рама трактора слева | Вектор расстояния от передней оси, z3R |
|
Рама трактора справа | Вектор расстояния от передней оси, z4R |
|
Кабина слева | Вектор расстояния от передней оси, z5R |
|
Кабина справа | Вектор расстояния от передней оси, z6R |
|
Трактор сзади | Вектор расстояния от передней оси, z7R |
|
Для определения движения транспортного средства блок выполняет расчеты динамики жесткого кузова транспортного средства, лобового сопротивления ветра, инерционных нагрузок и преобразований координат. Системы координат неподвижного кузова и неподвижного транспортного средства одинаковы.
Блок рассматривает поворот фиксированного телом координатного кадра вокруг фиксированного плоским землей инерциального опорного кадра. Начало координат фиксированного кузова - это центр тяжести кузова.
Блок использует это уравнение для вычисления поступательного движения фиксированного телом кадра координат, где приложенные силы [Fx Fy Fz] T находятся в фиксированном телом кадре, и масса тела, m, предполагается постоянной.
IyxIyy − Iyz − Izx − IzyIzz]
Для определения соотношения между вектором угловой скорости с фиксированным телом, [p q r] T, и скоростью изменения углов Эйлера, блок разрешает скорости Эйлера в фиксированный телом кадр.
00ψ˙]≡J−1[ϕ˙θ˙ψ˙]
Инвертирование J дает требуемое соотношение для определения вектора скорости Эйлера.
[pqr]
Приложенные силы и моменты представляют собой сумму сил сопротивления, силы тяжести, внешней силы и силы подвески.
| Вычисление | Внедрение |
|---|---|
Масса нагрузки и инерция | Блок использует теорему о параллельной оси для разрешения отдельных масс нагрузки и инерций с массой и инерцией транспортного средства. 2δij − RiRj) |
Гравитационные силы, Fg | Блок использует косинусную матрицу направления (DCM) для преобразования гравитационного вектора в инерциально-фиксированном кадре в корпус-фиксированный кадр. |
Силы перетаскивания, Fd и моменты, Md | Чтобы определить относительную воздушную скорость, блок вычитает скорость ветра из скорости центра масс транспортного средства (CM). Используя относительную воздушную скорость, блок определяет силы сопротивления. 2Fdz = − 12TRClAfPabs (w) 2 Используя относительную воздушную скорость, блок определяет моменты перетаскивания. (w¯) 2 (a+c) |
Внешние силы, плавник и моменты, Мин | Внешние силы и моменты вводятся через порты FExt и MExt. |
Усилия и моменты подвески | Блок предполагает, что силы и моменты подвески действуют на эти точки подвески:
|
Уравнения используют эти переменные.
Перемещение, скорость и ускорение ТС вдоль оси Х, закрепленной на ТС | |
Перемещение, скорость и ускорение транспортного средства по оси y | |
Перемещение, скорость и ускорение транспортного средства вдоль оси z | |
φ | Вращение рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Х, закрепленной на земле (крен) |
θ | Поворот рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Y, закрепленной на земле (шаг) |
ψ | Вращение рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Z, закрепленной на земле (рыскание) |
| FFLx, FFLy, FFLz | Усилия подвески, приложенные к передней левой точке подвески вдоль осей x, y и z, зафиксированных на транспортном средстве |
| FFRx, FFRy, FFRz | Усилия подвески, приложенные к передней правой точке подвески вдоль неподвижных осей x, y и z транспортного средства |
| FMLx, FMLy, FMLz | Усилия подвески, приложенные к средней левой точке подвески вдоль неподвижных осей x, y и z транспортного средства |
| FMRx, FMRy, FMRz | Усилия подвески, приложенные к средней правой точке подвески вдоль осей x, y и z, зафиксированных на транспортном средстве |
| FRLx, FRLy, FRLz | Усилия подвески, приложенные к задней левой точке подвески вдоль осей x, y и z, закрепленных на транспортном средстве |
| FRRx, FRRy, FRRz | Усилия подвески, приложенные к задней правой точке подвески вдоль осей x, y и z, закрепленных на транспортном средстве |
| MFLx, MFLy, MFLz | Момент подвески, приложенный к передней левой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| MFRx, MFRy, MFRz | Момент подвески, приложенный к передней правой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| MMLx, MMLy, MMLz | Момент подвески, приложенный к средней левой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| MMRx, MMRy, MMRz | Момент подвески, приложенный к средней правой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| MRLx, MRLy, MRLz | Момент подвески, приложенный к задней левой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| MRRx, MRRy, MRRz | Момент подвески, приложенный к задней правой точке подвески вокруг неподвижной оси x, y и z транспортного средства |
| Fextx, Fexty, Fextz | Внешние усилия, приложенные к ТС транспортного средства вдоль осей x, y и z |
| Fdx, Fdy, Fdz | Силы перетаскивания, приложенные к КМ транспортного средства вдоль фиксированных осей x, y и z транспортного средства |
| Mextx, Mexty, Mextz | Внешний момент о КМ транспортного средства относительно осей x, y и z, зафиксированных на транспортном средстве |
| Mdx, Mdy, Mdz | Перетаскивание момента вокруг КМ транспортного средства относительно фиксированных осей x, y и z транспортного средства |
| Я | Моменты инерции кузова транспортного средства |
| a, b, c | Расстояние между передней, средней и задней осями соответственно от нормальной точки проекции ТС КМ на плоскость общей оси |
| h | Высота транспортного средства СМ над плоскостью оси |
| d | Боковое расстояние от геометрической осевой линии до центра масс вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве |
hh_f, hh_r | Высота передней и задней сцепок соответственно над плоскостью оси вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве |
dh_f, dh_r | Продольное расстояние передней и задней сцепок соответственно от нормальной точки проекции ТС КМ на плоскость общей оси |
hl_f, hl_r | Боковое расстояние от центра масс до передней и задней сцепок соответственно вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве |
| wF, wM, wR | Ширина передней, средней и задней дорожек соответственно |
| CD | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси х, закрепленной на транспортном средстве |
| Cs | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве |
| Статья | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве |
| Crm | Момент крена воздушного сопротивления, действующий вокруг оси X, закрепленной на транспортном средстве |
| Карта в минуту | Момент наклона воздушного сопротивления, воздействующий на ось y, неподвижную на транспортном средстве |
| Cym | Момент рыскания воздушного сопротивления, действующий вокруг оси Z, закрепленной на транспортном средстве |
| AF | Лобная область |
| R | Постоянная атмосферного удельного газа |
| T | Температура окружающего воздуха |
| Pabs | Абсолютное давление окружающей среды |
| wx, wy, wz | Скорость ветра по оси x, y и z, закрепленной на транспортном средстве |
| Wx, Wy, Wz | Скорость ветра по инерционным осям X, Y и Z |
[1] Гиллеспи, Томас. Основы динамики транспортных средств. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров (SAE), 1992.
Конкатенат вектора, Конкатенат матрицы | Кузов транспортного средства 3DOF продольный | 6DOF кузова транспортного средства