软还是硬？这是个问题：汽车操控性与乘适性模拟分析

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随着社会的快速发展，能够随意方便移动的汽车，已是每个现代家庭不可或缺的重要交通工具。 一般民众在选购汽车时，除了考量车辆的价格、外观、功能，以及车辆的安全性与耐用性之外，开车时，驾驶与乘员最能直接感受到的车辆操控性与乘适性，也是相当关键的考量重点之一。

然而，车辆的操控性与乘适性两者之间却是存在着冲突的关系，难以两全其美。 一般来说，偏软的悬挂设计较能缓冲路面凹凸的冲击力，乘适性较好，但转向的反应较慢，操控性较差；反之，偏硬的悬挂设计乘适性较差，但操控性较好。

虽然目前已有少数高级车款配备有可随路况与操控条件即时调整悬挂特性的主动式悬挂系统，可以兼具操控性与乘适性，但在主动式悬挂系统尚未普遍商品化之前，车辆的设计仍需在操控性与乘适性间做适度的取舍或取得一个较佳的平衡。

通常，若车辆销售的主要诉求对象是年轻族群，车厂在设计上会较偏重操控性；若是中壮年族群，则设计上可能会较偏重乘适性。

至于车厂在设计开发车辆时，如何能在还没有试作好的原型车可供测试调挍的设计阶段，尽早知道所设计车辆的操控性与乘适性是否符合预先所设定的目标呢？

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运用电脑辅助工程分析(CAE)的方法，可以将图1与操控性与乘适性有关之车辆设计资料，包括各重要节点的座标、质量、惯性矩、元件的弹簧与阻尼性质等输入电脑，建立虚拟的数值分析模型，再以分析软体进行计算。



▲图1车辆运动性能分析模型建立示意图

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图2为所建立之车辆前悬挂与后悬挂模型，分别在左右轮受到一上一下位移的动态特性模拟结果。 其他的前后或左右等受力状况的动态反应特性也可以经由模拟分析一一得到。 若分析结果与设计的期望不符，可以很快的调整设计值再计算一次​​，直到符合为止。

                               
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▲图2车辆前悬挂与后悬挂之动态特性模拟

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图3为运用整车数值分析模型模拟车辆经过凸起路面的分析结果，藉由车辆所反应的加速度变化，可以评估车辆的乘适性能。

                               
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▲图3整车之乘适性分析

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图4则为模拟车辆变换车道的分析结果，当车辆要变换到左侧车道时，车身会向右侧倾斜，此时车身会产生重量移转，左侧轮胎的垂向受力会减少，而右侧轮胎的垂向受力会增加；另外，若轮胎的摩擦力不足以抵抗因车辆激烈操控所产生的侧向力，车轮就会产生侧滑。

                               
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▲图4整车之变换车道分析

当然，除了前述所提及的两项分析之外，尚有许多其他的乘适性与操控性项目，设计者必须同时纳入评估并做适度的取舍。

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此时，运用电脑辅助工程分析的方法，快速的提供各个评估项目的模拟分析结果供设计者参考，可以提升设计的效率与品质，并减少日后实车测试调校的时间，这不但降低了开发时间与成本，也可有效的提升汽车的品质，使消费者对所开发的汽车有更好的评价，也更能安心的尽情享受汽车的驾驶乐趣。

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学习了。。

isuka

好帖子，学习了，多谢LZ～

wzdff7

这个专业

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wzdff7 发表于 2011-8-17 17:54

                               
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