Тело трейлера с поступательным и вращательным движением
Динамика автомобиля транспортное средство
Блок Trailer Body 6DOF реализует твердую двухосную или трехосную модель тела прицепа, которая вычисляет продольное, боковое, вертикальное, тангаж, крен и движение рыскания. Блок учитывает массу тела, инерцию, аэродинамическое сопротивление, наклон дороги и распределение веса между местоположениями жестких точек оси из-за подвески и внешних сил и моментов.
Используйте параметры Inertial Loads для анализа динамики прицепа при различных условиях загрузки. Чтобы задать количество осей прицепа, используйте параметр Number of axles.
Чтобы создать дополнительные порты входа, под Input signals выберите эти параметры блоков.
Параметр | Input port | Описание |
---|---|---|
Front hitch forces | FhF | Сила сцепки, приложенная к корпусу в месте передней сцепки, FhFx, FhFy и FhFz, в неподвижной системе координат автомобиля |
Front hitch moments | MhF | Момент сцепки в местоположении передней сцепки, MhFx, MhFy и MhFz, вокруг неподвижной системы координат автомобиля |
Rear hitch forces | FhR | Сила сцепления, приложенная к корпусу в месте задней сцепки, FhRx, FhRy и FhRz, в неподвижной системе координат автомобиля |
Rear hitch moments | MhR | Момент сцепки в месте задней сцепки, MhRx, MhRy и MhRz, вокруг неподвижной системы координат автомобиля |
Для анализа динамики аппарата при различных условиях загрузки используйте параметры Inertial Loads. Можно задать следующие нагрузки:
Передняя сторона
Наверху
Спереди слева и спереди справа
Задние левый и задний правый
Задний конец
Для каждой из нагрузок можно задать массу, расположение и инерцию.
Рисунки обеспечивают расположение нагрузки и размерности параметра транспортного средства. Таблица содержит соответствующие настройки знака параметра местоположения.
В этой таблице приведены настройки параметров, которые задают местоположения нагрузок, обозначенные точками. Для расположения блок использует этот вектор расстояния:
Передняя ось для загрузки вдоль фиксированной оси X автомобиля
Осевая линия транспортного средства для загрузки вдоль фиксированной по оси Y автомобиля
Передняя ось для загрузки вдоль фиксированной оси Z автомобиля
Груз | Параметр | Расположение примера |
---|---|---|
Передняя сторона | Distance vector from front axle, z1R |
|
Наверху | Distance vector from front axle, z2R |
|
Спереди налево | Distance vector from front axle, z3R |
|
Передний правый | Distance vector from front axle, z4R |
|
Задний левый | Distance vector from front axle, z5R |
|
Справа сзади | Distance vector from front axle, z6R |
|
Задний конец | Distance vector from front axle, z7R |
|
Чтобы определить транспортное средство движение, блок реализует вычисления для твердой динамики аппарата тела, сопротивления ветра, инерционных нагрузок и координатных преобразований. Системы координат с фиксированным и неподвижным телом одинаковы.
Блок рассматривает вращение фиксированной по телу координатной системы координат вокруг плоской фиксированной по земле инерционной системы отсчета. Источник координатной системы координат тела является транспортным средством центром тяжести тела.
Блок использует это уравнение, чтобы вычислить поступательное движение фиксированной в теле координатной системы координат, где приложенные силы [Fx Fy Fz]T находятся в неподвижной системе координат, и масса тела, m, принята постоянной.
Чтобы определить связь между вектором скорости вращения с фиксированным телом, [p q r]Tи скорость изменения углов Эйлера, блок разрешает скорости Эйлера в фиксированную систему координат тела.
Инвертирование J дает необходимую зависимость, чтобы определить вектор скорости Эйлера.
Приложенные силы и моменты являются суммой сил сопротивления, гравитационных, внешних и подвесных сил.
Вычисление | Реализация |
---|---|
Загрузка масс и инерций | Блок использует теорему о параллельной оси, чтобы разрешить отдельные массы нагрузки и инерцию с транспортным средством массой и инерцией. |
Гравитационные силы, Fg | Блок использует матрицу косинуса направления (DCM), чтобы преобразовать гравитационный вектор в инерционно-фиксированной системе координат в фиксированную систему координат тела. |
Перетащите силы, Fd и моменты, Md | Чтобы определить относительную воздушную скорость, блок вычитает скорость ветра из скорости центра масс ( CM) транспортного средства. Используя относительную воздушную скорость, блок определяет силы сопротивления. Используя относительную воздушную скорость, блок определяет моменты перетаскивания. |
Внешние силы, Fin и моменты, Min | Внешние силы и моменты вводятся через порты FExt и MExt. |
Силы и моменты подвески | Блок принимает, что силы и моменты подвески действуют на эти положения точки подвески:
|
В уравнениях используются эти переменные.
Перемещение, скорость и ускорение CM транспортного средства вдоль фиксированной оси X | |
Перемещение, скорость и ускорение CM транспортного средства вдоль фиксированной оси Y | |
Перемещение, скорость и ускорение CM транспортного средства вдоль фиксированной оси Z автомобиля | |
φ | Вращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг фиксированной по земле оси X (крен) |
θ | Вращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг фиксированной по земле оси Y (тангаж) |
ψ | Вращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг фиксированной по земле оси Z (рыскание) |
FFLx, FFLy, FFLz | Силы подвески, приложенные к передней левой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
FFRx, FFRy, FFRz | Силы подвески, приложенные к передней правой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
FMLx, FMLy, FMLz | Силы подвески, приложенные к средней левой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
FMRx, FMRy, FMRz | Силы подвески, приложенные к средней правой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
FRLx, FRLy, FRLz | Силы подвески, приложенные к задней левой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
FRRx, FRRy, FRRz | Силы подвески, приложенные к задней правой точке подвески вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
MFLx, MFLy, MFLz | Момент подвески, приложенный к левой передней точке подвески вокруг фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
MFRx, MFRy, MFRz | Момент подвески, приложенный к передней правой точке подвески вокруг фиксированных x -, y - и z-осей автомобиля |
MMLx, MMLy, MMLz | Момент подвески, приложенный к средней левой точке подвески вокруг фиксированных x -, y - и z-осей автомобиля |
MMRx, MMRy, MMRz | Момент подвески, приложенный к средней правой точке подвески вокруг фиксированных x -, y - и z-осей автомобиля |
MRLx, MRLy, MRLz | Момент подвески, приложенный к задней левой точке подвески вокруг фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
MRRx, MRRy, MRRz | Момент подвески, приложенный к задней правой точке подвески вокруг фиксированных x -, y - и z-осей автомобиля |
Fextx, Fexty, Fextz | Внешние силы, приложенные к транспортные средства вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
Fdx, Fdy, Fdz | Силы перетаскивания, приложенные к транспортные средства, вдоль фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
Mextx, Mexty, Mextz | Внешний момент вокруг CM транспортного средства вокруг фиксированных x -, y - и z-осей автомобиля |
Mdx, Mdy, Mdz | Перетащите момент вокруг транспортного средства вокруг фиксированных осей X, Y и Z автомобиля |
I | Моменты инерции тела транспортного средства |
a, b, c | Расстояние между передней, средней и задней осями, соответственно, от нормальной проекционной точки CM транспортного средства до плоскости общей оси |
h | Высота транспортного средства CM над плоскостью оси |
d | Боковое расстояние от геометрической осевой линии до центра масс вдоль фиксированной оси Y автомобиля |
hh_f, hh_r | Высота передней и задней сцепок, соответственно, над плоскостью оси вдоль фиксированной оси Z автомобиля |
dh_f, dh_r | Продольное расстояние передней и задней сцепок, соответственно, от точки нормальной проекции CM транспортного средства до плоскости общей оси |
hl_f, hl_r | Боковое расстояние от центра масс до передней и задней сцепок, соответственно, вдоль фиксированной по оси Y автомобиля |
wF, wM, wR | Ширина передней, средней и задней дорожек, соответственно |
Cd | Коэффициент сопротивления воздуха, действующий вдоль фиксированной оси X автомобиля |
Cs | Коэффициент сопротивления воздуха, действующий вдоль фиксированной по оси Y автомобиля |
Cl | Коэффициент сопротивления воздуха, действующий вдоль фиксированной оси Z автомобиля |
Crm | Перетащите воздух крена момент, действующий вокруг фиксированной оси X автомобиля |
Cpm | Момент тангажа сопротивления воздуха, действующий вокруг фиксированной по оси Y автомобиля |
Cym | Перетащите воздух рыскания момент, действующий вокруг фиксированной оси Z автомобиля |
Af | Фронтальная область |
R | Удельная атмосферная газовая константа |
T | Температура воздуха окружающей среды |
Pabs | Абсолютное давление окружающей среды |
wx, wy, wz | Скорость ветра вдоль фиксированной оси X -, Y - и Z |
Wx, Wy, Wz | Скорость ветра по инерционным осям X -, Y - и Z |
[1] Гиллеспи, Томас. Основы динамики аппарата. Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers (SAE), 1992.