基于ADAMS的汽车制动性能的仿真研究

摘要随着汽车技术的发展，用户对汽车性能的要求越来越高，汽车行业的竞争逐渐加剧。

在产品开发中采用虚拟样机分析的开发策略，已成为各大汽车公司缩短产品开发周期、减少产品开发费用、提高产品开发质量，从而提高竞争能力的主要做法。

以多体动力学为理论基础的ADAMS软件是由美国MDI公司开发的一种机械系统动力学分析软件。

目前己成为世界各主要汽车公司及其零部件供应商的主要动力学仿真软件。

利用ADAMS／Car软件，建立了包括前后悬架、转向、车身、动力总成、轮胎、路面等系统在内的整车多体动力学模型。

应用该模型进行了稳态回转、转向回正性、转向盘角阶跃输入、转向盘角脉冲输入、蛇行等仿真分析，同时还以操纵稳定性中的角阶跃试验为例，分别分析了汽车的质心高度、前后位置、前后悬架弹簧刚度和整车载荷等参数对操纵稳定性的影响。

仿真结果表明，该车具有良好的操纵稳定性，从分析来看质心略微前移汽车的操纵稳定性得到改善；而适当的降低质心高度、增加前后悬架弹簧刚度、和减少载荷，有利于整车的操纵稳定性。

关键词：ADAMS；仿真；操纵稳定性Simulation Analysis of Vehicle Handling Stability of Santana2000 Based on ADAMS/CarABSTRACTWith the development of the vehicle technology，and concerning about the car performance，the competition of the car industry becomes more and more intense．In the exploitation of the production，one of the main methods is to use the virtual prototyping technology to exploit the production of car，which may deeply shorter the competition ability，lessen the expenses，improve the quantity，and enhance the competition ability．Based on the multi-body dynamics theory exploited by Mechanical Dynamics，Inc，the ADAMS is a type of software of dynamic analysis of mechanical system．At present，many main car corporation and their accessory suppliers use the ADAMS an their main software of dynamic analysis of mechanical system．The article builds a whole vehicle model that contains suspension，stabilize bar, steering，body，powertrain，tires and road etc by using ADAMS／Car．Appling the full vehicle model，have performed Steady static circular test simulation，returnability test simulation，Steering wheel angle step input simulation，Steerwheel angle pulse input simulation，Pylon course slalom test simulation，and through triangular bump pulse input simulation test,several main factors are discussed in order to study the rule of vehicle parameters affecting on handing stability, including mass gravity center height, the location of center of mass, leaf spring stiffness and the load.The simulation results show that handing stability of the vehicle is good. From the analysis of the test, the centroid slightly forward is beneficial to handing stability. And suitably reducing the height of mass center, increasing front and rear leaf spring stiffness and load reduction can be improved handling stability performance.Key Words: ADMAS；Simulation；Handling Stability目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 (1)1 绪言 (2)1.1 课题的研究背景 (2)1.2 课题研究的历史及发展现状 (3)1.2.1 车辆操纵稳定性研究历史及现状 (3)1.2.2 车辆动力学仿真技术发展及现状 (4)1.3 小结 (6)2 基于ADAMS/Car 的车辆建模 (7)2.1 ADAMS/Car 建模基本原理 (7)2.2 车辆仿真模型的相关参数 (8)2.3 前悬架模型的建立 (8)2.4 后悬架建立 (10)2.5 转向系模型的建立 (12)2.6 轮胎模型的建立 (13)2.7 车身模型 (15)2.8 动力模型的建立 (15)2.9 整车模型装配 (16)2.10 小结 (16)3 汽车操纵稳定性仿真试验及影响因素分析 (17)3.1 汽车操纵稳定性概述 (17)3.2 转向盘转角阶跃输入仿真试验 (18)3.2.1 车速为105km/h下的转向盘角阶跃输入仿真试验 (18)3.2.2 不同速度下转向盘角阶跃输入仿真试验 (20)3.2.3 不同弹簧刚度下转向盘角阶跃输入仿真试验 (21)3.2.4 不同质心高度转向盘角阶跃输入仿真试验 (24)3.2.5 质心前后位置转向盘角阶跃输入仿真试验 (25)3.2.6 满载与空载转向盘角阶跃输入仿真试验 (27)3.3 转向盘转角脉冲输入仿真实验 (28)3.3.1 汽车在105km/h下的转向盘转角脉冲试验 (28)3.3.2 不同速度下转向盘转角脉冲试验 (29)3.4 转向回正仿真试验 (31)3.5 稳态回转仿真实验 (32)3.6 蛇形仿真实验 (33)3.7 小结 (36)全文总结 (37)参考文献 (38)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。

ADAMS在汽车制动仿真方面的应用作者：合肥工业大学马恒永贾杨成摘要：本文阐述了ADAMS 在汽车制动仿真中的应用，探讨了ADAMS 在制动仿真的几个扩展研究方向，重点研究了具有制动力调节装置的制动仿真分析问题。

关键词：ADAMS 制动仿真1 前言机械系统动力学分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)以其强大的功能正迅速应用于各行各业，其中ADAMS/CAR 模块在汽车操纵稳定性和平顺性等性能仿真分析方面显示了突出的特点，已为广大汽车工程技术人员广泛应用。

但在制动性能仿真方面略嫌不足，如制动器只有钳盘式模型，且未引入制动力调节或ABS 等控制系统。

本文即以制动仿真为例，对ADAMS/CAR 仿真方面的应用扩展进行一些探讨，并重点研究具有制动力调节装置的制动仿真问题。

2 ADAMS/CAR 制动仿真2.1 ADAMS 简介ADAMS 集建模、求解和可视化于一体的数字化虚拟样机技术，可以有效地将三维实体模型及应用有限元分析软件描述的零部件模型有机地结合起来，准确地进行机械系统的各种模拟，以分析和评估系统的性能，从而为物理样机的设计和制造提供依据。

ADAMS 功能日益完善，所提供的ADAMS/Car、ADAMS/Engine、ADAMS/Chassis、ADAMS/Driveline、ADAMS/Driver、ADAMS/Tire、Suspension Design等汽车专业模块，能够帮助汽车工程师快速创建高精度的参数化数字样机和汽车的运动学和动力学仿真模型，进行汽车的操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安全性等整车性能仿真分析。

2.2 ADAMS/CAR 的制动仿真功能ADAMS/CAR 模块的整车制动仿真中包括直线制动和转弯制动，直线制动仿真时需输入开始时间、初始速度、路面条件和档位等参数，转弯制动仿真时还需输入转弯半径、制动减速度、侧向加速度等参数。

基于ADAMS 的汽车制动性能的仿真研究罗文水,谷正气,海贵春(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082)Simulation Research on Braking Stability of Vehicle on ADAMSL U O Wen 2shui ,GU Zheng 2qi ,HAI G ui 2chun(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body ,Hunan University ,Changsha 410082,China ) 摘要:在CA TIA 数模的基础上,应用机械系统分析软件ADAMS ,在A/CAR 模块里建立了整车动力学仿真模型,并根据标准要求的实车试验方法设置了仿真条件,以不同的制动强度进行了直线制动和转弯制动仿真试验,对该车的制动性能进行了预测和评价,为该车的制动性能分析提供了参考.关键词:ADAMS ;制动性能;仿真;分析中图分类号:T H135文献标识码:A文章编号:100122257(2007)0420017204收稿日期:2006209225Abstract :A f ull vehicle multi 2body model was established in ADAMS/CA R by using t he mechan 2ical system simulation software ADAMS.And sim 2ulation conditions basing on t he vehicle test ways of standard request was set up.Then t he simula 2tion of braking in line and t he simulation of bra 2king in t urn were carried t hrough.The braking quality of t he vehicle can be estimated and forecas 2ted well t hrough t he result s of simulating analysis ,and it provided some reference to t he analysis of vehicle ’s braking stability.K ey w ords :ADAMS ;braking stability ;simula 2tion ;analysis0　引言汽车的制动性是汽车的主要性能之一,它直接关系到交通安全,对车辆的操纵控制有重要影响,而制动稳定性实车试验十分危险,所以对制动稳定性的计算机仿真研究尤其关注,已成为车辆制动稳定性理论研究与样车性能预测的重要手段[1].制动稳定性本身是一个十分复杂的问题,较为简单的模型只能用于理论的定性分析,很难指导具体的产品设计与开发,产品的设计与开发需要更加精确的模型,适合采用虚拟样机的仿真试验进行研究.笔者在某跑车的设计过程中,运用虚拟样机分析软件ADAMS 中的A/CA R 模块,针对该跑车的结构特点,建立了整车动力学模型,对其制动性能进行了仿真分析[2].1　整车模型的建立1.1　前悬架系统该车的前悬架为双横臂独立悬架,简化后的前悬架系统模型由上横臂、下横臂、立柱、动力输出轴、驱动轴、前横向稳定杆、连杆、转向横拉杆、减震器支座、轮心轴、前副车架以及减震器的上、下端组成.减震器上端与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器的上、下端由圆柱副和弹簧、阻尼器力元相连;上横臂与车身由2个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,上横臂与立柱由球铰相连;连杆和减震器支座由球铰相连;转向横拉杆与转向齿条由恒速副相连,转向横拉杆与立柱由球铰相连;轮心轴与立柱由转动铰链相连;下横臂与立柱由球铰相连;轮心轴与驱动轴由恒速副相连;驱动轴和发动机动力输出轴由恒速副相连;下横臂与前副车架由2个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连;前副车架与车身由6个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连;动力输出轴与驱动轴由恒速副相连;减震器支座与下横臂由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器支座与减震器下端由固定副相连.前横向稳定杆分成左、右对称的2个部分,2部分之间由1个旋转副和1个扭转弹簧2阻尼器相连,以该扭转弹簧2阻尼器的扭转刚度和阻尼来模拟实际横向稳定杆的扭转刚度和阻尼.横向稳定杆与连杆由恒速副相连,横向稳定杆与前副车架由2个弹性衬套相连,如图1所示.图1　前悬架系统1.2　后悬架系统该车的后悬架系统为多连杆独立悬架,简化后的后悬架模型由上摆臂、下摆臂、立柱、纵向推力杆、轮心轴、后横向稳定杆、连杆、后副车架、稳定杆以及减震器的上、下端组成,如图2所示.图2　后悬架系统上摆臂与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,上摆臂与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连;下摆臂与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,下摆臂与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连,下摆臂与车身由弹簧相连;稳定杆与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连,稳定杆与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连;纵向推力杆与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,纵向推力杆与立柱由固定铰链相连;减震器下端与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器上端与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器的上、下端由圆柱副和阻尼器力元相连;轮心轴与立柱由转动铰链相连;后副车架与车身由4个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连.后横向稳定杆分成左、右对称的2个部分,2部分之间由1个旋转副和1个扭转弹簧2阻尼器相连,以该扭转弹簧2阻尼器的扭转刚度和阻尼来模拟实际横向稳定杆的扭转刚度和阻尼.横向稳定杆与连杆由球铰相连,连杆与立柱由球铰相连,横向稳定杆与后副车架由2个弹性衬套相连.1.3　转向系统该车的转向系统是一个齿轮2齿条式液压助力转向系统,简化后的转向系统由方向盘、转向轴、转向传动轴、转向输出轴、转向齿轮、转向齿条以及转向齿条套组成.当转向齿轮转过一个角度时,液压动力活塞上会产生压强差,从而产生帮助转向的助力.该液压系统输出的动力是通过编辑特性文件来实现的.方向盘与转向轴间为旋转副,转向轴与车身间为旋转副,这2个旋转副之间为复合铰链;转向传动轴与转向轴之间为万向节铰链,转向输出轴与转向传动轴之间为万向节铰链;转向输出轴与转向齿条套间为旋转副,转向齿轮与转向齿条套间为旋转副,这2个旋转副之间为复合铰链;转向齿条与转向齿条套间为滑动副,该约束副和转向齿轮与转向齿条套间为旋转副之间为复合铰链;转向齿轮与转向输出轴由弹性衬套相连,转向齿条套与车身之间由2个衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连;转向齿条与转向横拉杆之间为球副.1.4　发动机系统由于发动机模块仅用于控制车速,这里采用了ADAMS/CA R 数据库中内置的发动机模块,动力传递系统进行相应简化,只考虑传动半轴以后的动力传递,即驱动力矩直接加在等速万向节处.而发动机简化成一个具有相应的质量特征参数的六自由度刚体,并通过4个非线性橡胶衬套分别连接到车身和副车架[3].1.5　车身系统车身简化成一刚体,其质量参数为簧载部分的质量,其转动惯量通过如下公式估算得到[4]:I y =m 1a 2+m 2b 2(1)I z ≈I y(2)I x ≈2(BL)I y(3)其中,L 为汽车外形总长度;B 为汽车的车辙宽度,取前后轴的最大轮距;a ,b 分别为汽车质心至前、后轴的距离;m 1,m 2分别为前、后轴上的轴载质量.1.6　轮胎系统ADAMS 软件提供了4种用于动力学仿真计算的轮胎模型,即默认的Fiala 模型、UA 模型、Smit h 2ers 模型和DEL ET 模型,此外还可由用户自定义模型.UA 模型是由Arizona 大学的Nikravesh 和G im 等人研制开发的,其特点是各方向的力和力矩由耦合的侧偏角、滑移率、外倾角及垂直方向变形等参数形式表达,因而准确、全面,轮胎建模时只需输入相应的参数即可.该整车模型中采用的是UA 轮胎模型[5].1.7　制动系统该车前、后轮制动器都是盘式制动器,在这将它简化成制动钳和制动盘2部分,其中制动钳和悬架的立柱固定连接,制动盘和轮胎固定连接.制动系统产生的制动力矩由如下公式计算得到:T =2A P μR (4)P =F Dηλ(5)其中,A 为制动面积;P 为制动压强;μ为摩擦系数;R 为有效制动半径;F D 为输入的踏板力;η为制动力分配系数;λ为踏板力到制动压强的转换系数.整车的各个子系统建立后,对其进行装配,即可完成整车模型的建立,如图3所示.图3　整车模型整车建模时,根据实车轮胎、弹簧、减震器和衬套的试验参数和国家标准规定试验路面的特性参数,编制了ADAMS/CAR 中相应的轮胎特性、变刚度弹簧力2位移曲线、减震器速度2力特性曲线、衬套力(力矩)2变形曲线和仿真路面特性文件.2　制动性能的评价标准及仿真条件的设置 制动稳定性的仿真试验研究方法,主要包括直线制动仿真试验和转弯制动仿真试验[6].2.1　直线制动仿真试验试验方法:在进行直线制动时,脱开发动机制动,制动初速度为80km/h ;从减速度1.5m/s 2起,以级差1±0.2m/s 2的间距逐次做制动试验,直到测出汽车的极限制动性能为止.绘制“制动距离2踏板力"关系曲线图.MFDD =v 2b -v 2c25.92(S c -S b )(6)其中,v 为试验车制动初速度;v b 为0.8v 试验车速;v c 为0.1v 试验车速;S b 为试验车速从v 到v b 行驶的距离;S c 为试验车速从v 到v c 行驶的距离.评价标准:G B1267621999.标准要求:制动距离S max =50.7m ,充分发出的平均减速度M FDD min =5.8m/s 2,最大控制力F max =500N ,不偏出3.7m 的通道.仿真条件:踏板力以阶跃的形式输入,输入的踏板力从30N 起,以级差30N 的间距逐次做制动仿真分析,直到前轮达到抱死状态为止;汽车先以80km/h 的车速匀速行驶,第1s 开始制动.路面的峰值摩擦系数为0.85,滑动摩擦系数为0.68.2.2　转弯制动仿真试验试验方法:车速以约40km/h 初始车速,在半径为42m 的圆周上稳态回转,这时车辆获得0.3g 左右的侧向加速度,然后保持转向盘不动,踏下离合器后迅速制动,测得车辆制动过程的运动参数变化过程.评价标准:目前主要参考ISO/TC22CS9标准.仿真条件:汽车先以40km/h 的车速匀速直线行驶50m ,然后给一个转向盘角阶跃输入,并保持车速不变,一段时间后汽车在半径为42m 的弯道上处于稳态回转状态,保持方向盘转角不变,第40s 时开始制动;以阶跃的形式施加踏板力,分别对不同的踏板力进行仿真计算,先施加30N 的踏板力,然后以级差30N 逐次增大,直至前轮抱死为止,得到不同制动强度下汽车响应的重要参数仿真结果.路面的峰值摩擦系数为0.85,滑动摩擦系数为0.68.3　仿真结果及评价3.1　直线制动仿真结果当踏板力从30N 开始,以级差30N 的间距逐次做制动仿真分析,可拟合出制动距离2踏板力关系曲线(见图4).图4　制动距离2踏板力曲线从图4可以看出,当踏板力为148N 时,该车的制动距离即满足了国标“最大制动距离为50.7m"的要求;当踏板力等于209N 时,制动距离达到最小值38.7m.汽车在脱开发动机直线制动时,产生了较小的侧偏,当踏板力较小时,左偏的量较大,并有随着踏板力的增大而减小的趋势.综上所述,可知该车的直线制动性能是符合国标要求的.3.2　转弯制动仿真结果通过对该车转变制动性能的仿真分析,由图5和图6可知:当踏板力小于205N ,前轮未发生抱死时,该车在转弯制动时具有少量的过度转向量.这是因为:汽车在正常圆周行驶情况下,后轮具有不足图5　横摆角速度响应曲线图6　侧向加速度响应曲线转向倾向的设计,在转弯制动时反而有过度转向倾向;后悬的变形在制动时与正常圆周行驶时不同,制动时由于车身前倾使后悬架大幅度伸张,致使前轮轮荷增大、后轮轮荷减小,当侧向加速度不变(即前后轮侧向力不变)的情况下,使得前轮侧偏角减小,后轮侧偏角增大,因而有减小不足转向的倾向.当踏板力大于205N 时,前轮发生抱死,该车失去转向能力,但是仍具有较好的维持圆周行驶的能力,具有很小的不足转向量.所以,该车具有较好的转弯制动性能.4　结束语针对该跑车的结构特点,建立了包含悬架、车身、制动等7个子系统的整车动力学模型,根据实车的试验方法设置了仿真条件,以不同的制动强度进行了直线制动仿真和转弯制动仿真.从仿真结果可以知道,该车具有较好的行车制动性能.研究表明,利用虚拟样机技术可以快速准确地对车辆的制动性能进行仿真,从而对其性能做出预测和评估,为汽车的设计和改进提供了重要的借鉴和指导作用.它可以减少开发费用,缩短设计周期,提高产品竞争力,具有重要的现实和工程意义.但是,这个整车模型将汽车的所有零部件都设置为刚体,没有考虑到某些部件本身的弹性特性,若进一步考虑到更多的影响因素,建立更为精确的模型,进行整车的制动性能的仿真研究,从而更为全面地对车辆的制动性能进行预测和评价.参考文献:[1]　余志生.汽车理论[M ].北京:机械工业出版社,2004.[2]　陈立平,张云清,任卫群,等.机械系统动力学分析及ADAMS 应用教程[M ].北京:清华大学出版社,2005.[3]　周　均,徐　进,李芹英.ADAMS 在汽车制动分析中的应用研究[J ].轻型汽车技术,2005,(6):15-17.[4]　郭正康.汽车整车转动惯量的计算与选取[J ].汽车研究与开发,1993,(6):42-44.[5]　王　晶,吕　浩.运用虚拟技术对夏利TJ 7101U 轿车进行制动分析[J ].天津汽车,2002,(2):11-14.[6]　Using ADAMS/Car ,Mechanical Dynamics ,1nc.[Z].2002.作者简介:罗文水　(1981-),男,湖南邵阳人,硕士研究生,研究方向为汽车的操纵稳定性和制动性能.。

基于ADMAS的车辆工程专业教学中汽车动力学仿真实验方法研究车辆工程是一个涉及汽车设计、制造、运行与维护等方面的学科领域，而汽车动力学则是车辆工程中的重要课程之一。

随着汽车技术的不断发展，汽车动力学仿真实验方法也越来越受到人们的关注。

本文将从ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件在汽车动力学仿真实验中的应用角度，探讨基于ADAMS的车辆工程专业教学中汽车动力学仿真实验方法的研究。

一、ADAMS软件在汽车动力学仿真实验中的应用ADAMS是一款专门用于机械系统动力学仿真分析的软件，具有强大的动力学仿真分析功能。

在汽车动力学仿真实验中，ADAMS软件主要有以下几个应用方面：1. 车辆悬挂系统仿真分析ADAMS软件可以对车辆的悬挂系统进行仿真分析，包括悬挂系统的结构设计、动力学特性、悬挂系统与车辆运动的关系等方面。

通过ADAMS软件，可以模拟车辆在不同路面条件下的悬挂系统动态特性，如通过减振器、弹簧等零部件的参数调整，模拟车辆在颠簸路面下的悬挂系统动态响应。

在车辆工程专业教学中，汽车动力学仿真实验是一个非常重要的环节。

传统的汽车动力学实验多以实物试验为主，但存在成本高、场地需求大、实验周期长等问题。

而基于ADAMS的汽车动力学仿真实验方法可以有效的弥补这些不足，并且能够更好地满足教学实验的需要。

本文提出了基于ADAMS的车辆工程专业教学中汽车动力学仿真实验方法的研究方向。

1. 基于ADAMS的汽车动力学仿真实验教学平台的构建利用ADAMS软件的动力学仿真分析功能，可以构建一套完整的汽车动力学仿真实验教学平台，包括悬挂系统仿真实验、驱动系统仿真实验、操纵系统仿真实验等实验内容。

教师可以根据课程内容和教学要求，在教学平台上设计不同的仿真实验任务，对学生进行实验操作和实验分析。

4. 基于ADAMS的汽车动力学仿真实验教学效果的评估与分析针对基于ADAMS的汽车动力学仿真实验教学，进行教学效果的评估与分析。

摘要随着汽车的普及，交通事故也日趋频繁，人们对汽车安全性的要求也越来越高。

对于这些要求，只有通过对汽车系统动力学的深入研究才能实现。

在多体系统动力学分析软件中，ADAMS 是车辆动力学中应用最广，最为著名的一个软件。

本文基于多刚体动力学ADAMS 软件对汽车制动系统参数进行优化设计。

在ADAMS/Car 模块中构建整车动力学模型，进行直线制动仿真，分析了影响制动性能的关键因素；基于响应面法利用ADAMS/Insight 模块对制动系统前、后制动轮缸活塞面积,前、后制动器的摩擦系数和前后制动管路压强分配系数进行优化，得到制动距离最短的制动系统优化参数；并对优化前后的制动性能进行对比分析。

结果表明：经过优化后的汽车制动性能得到较大改善。

关键词：盘式制动器；仿真；响应面法；参数优化AbstractWith the popularization of automobile, Traffic accident becomes more and more. More powerful technology and methods meet them, and they all based on betterly studing system dynamics of automobile. The software ADAMS, which developed with multi-body system dynamics, is the most fashionable and authoritative software in the field of mechanical dynamics design for automotive brake system parameters is discussed in this paper based on multi-body dynamic software ADAMS. In ADAMS/Car module, the vehicle dynamic model is built and straight brake simulation is performed, the optimal ranges of main factors are determined after analyzing the factors effecting brake performance. By using response surface methodology a group of optimal parameters is obtained with shortest brake distance in ADAMS/Insight module. The results of simulation are compared with that of the primary is enhanced after optimal design.Keywords: disc brake; simulation; response surface methodology; parameter optimization目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)本课题来源及意义 (1)国内外研究现状及发展趋势 (1)本课题研究的主要内容 (3)2 制动系的主要参数及选择 (4)制动力与制动力分配系数 (4)同步附着系数 (7)制动器最大制动力矩 (9)3 ADAMS软件简介 (11)ADAMS软件概述 (11)ADAMS软件基本模块 (13)用户界面模块(ADAMS/View) (13)求解器模块(ADAMS/Solver) (14)后处理模块(ADAMS/PostProcessor) (15)轿车模块(ADAMS/Car) (16)4 基于ADAMS 的汽车建模 (17)主要系统模型 (17)前悬架系统 (17)后悬架系统 (18)转向系统 (19)制动系统 (19)整车模型的建立 (20)原车直线制动仿真 (21)仿真标准 (21)仿真条件 (22)仿真方法 (22)5 制动系统参数优化设计 (24)优化目标和设计参数 (24)优化方法与结果 (25)创建设计矩阵 (25)更改设计因素 (26)提出并更改响应 (28)运行试验 (29)参数优化前后制动性能对比分析 (31)6 结论与展望 (34)论文主要研究重点及结论 (34)展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论本课题来源及意义课题《基于ADAMS的制动系统优化设计》来源于湖北汽车工业学院汽车工程系科研课题。

ADAMS在汽车动⼒学仿真中的应⽤研究ADAMS在汽车动⼒学仿真中的应⽤研究newmaker⼀、引⾔数字化虚拟样机技术是缩短车辆研发周期、降低开发成本、提⾼产品设计和制造质量的重要途径。

随着虚拟产品开发、虚拟制造技术的逐渐成熟，计算机仿真技术得到⼤量应⽤。

系统动⼒学仿真是数字化虚拟样机的核⼼、关键技术。

对汽车⽽⾔，车辆动⼒学性能尤为重要。

为了降低产品开发风险，在样车制造出之前，利⽤数字化样机对车辆的动⼒学性能进⾏计算机仿真，并优化其参数就显得⼗分必要了。

对操纵稳定性的研究常采⽤仿真分析⽅法和试验⽅法来进⾏。

仿真分析是在计算机上建⽴简化到⼀定程度的模型，输⼊驾驶员对汽车的各种操纵信号，解算出系统的时域响应和频域响应，以此来表征汽车的操纵稳定性能。

因为仿真分析花费时间短，可在计算机上重复进⾏，对各种设计⽅案进⾏快速优化对⽐，并且可实现试验条件下不能进⾏的严酷⼯况分析，因此该⽅法⽇益被⼈们采⽤。

建⽴整车仿真模型常有多种⽅法，笔者应⽤机械系统运动学、动⼒学仿真分析软件ADAMS，来建⽴仿真模型，并对不同⽅向盘转⾓下的操纵稳定性进⾏了动⼒学仿真。

⼆、数字化分析模型的准备（⼀）仿真分析模型所需要的参数类型建⽴多体系统动⼒学分析模型，参数需要量⼤，精度要求⾼，参数准备⼯作量⼤。

所需的参数主要可划分为四类：尺⼨（⼏何定位）参数、质量特性参数（质量、质⼼与转动惯量等）、⼒学特性参数（刚度、阻尼等特性）与外界参数（道路谱等）。

其中的尺⼨参数和⼤部分的质量特性参数可以通过建⽴三维数字模型得到，其他参数尚需要别的参数获得⼿段来获取。

总的来说，参数的获得⽅法主要有以下⼏种：图纸查阅法、试验法、计算法、CAD建模法等。

可根据具体实际情况采⽤。

（⼆）数字模型间的数据传递基于CAD/CAM软件建⽴三维数字模型是建⽴数字化分析模型的基础。

使⽤CAD/CAM软件建⽴系统的三维实体数字模型，并以各个运动部件的形式先将零部件合并，装配好；将模型存为ADAMS软件可调⽤的特定格式的数据⽂件；然后利⽤CAD/CAM软件与ADAMS 软件之间的数据接⼝⽂件将三维模型传递到ADAMS软件中去；之后输⼊各运动部件的密度等必要参数，就可以直接得到各运动部件的质量、质⼼与转动惯量等质量参数。