技术技巧—AdamsCar-2013在商用车钢板弹簧悬架建模中的应用

10.16638/ki.1671-7988.2021.04.029基于Adams/car板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真刘君程1，姜家如2，宋绍文2，罗传东2，王涛2（1.安徽江淮汽车股份有限公司国际公司，安徽合肥230601；2.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：文章主要基于某车后悬架结构模型，提取建立悬架模型所需参数，利用美国MDI公司开发的Adams/car软件所嵌入的leafspring子模块进行钢板弹簧悬架模型建立，并且详细描述了板簧模型建立过程，进而完成板簧垂向刚度变化对比，形成与该车相对应的板簧悬架动力学模型。

在文章最后，对后悬架板簧模型与该车后悬架同向轮跳试验测得各参数变化趋势进行对比，吻合度达到95%以上。

关键词：钢板弹簧；垂向刚度；同向轮跳中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-95-03The foundation and simulation of leafspring by Adams/carLiu Juncheng1, Jiang Jiaru2, Song Shaowen2, Luo Chuandong2, Wang Tao2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601;2.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd, Anhui Hefei 230601）Abstract:This text mainly according to the back of the some car hang a structure pattern, withdraw to create to hang the parameter that a pattern needs, make use of the leafspring son mold mass progress steel plate spring imbeding in the Adams/car software that the United States' MDI company develops to hang a pattern establishment; And vs board Huang pattern create the process carry on detailed present, complete board Huang just the degree changed contrast and forminged the car's contra thus should of the board Huang hangs a kinetics pattern. In this text end, vs behind hang a board Huang pattern and the car behind hang a stand to together jump toward the wheel test to measure each parameter change the trend carry on contrast and fit together a degree to hit above 95%.Keywords: Leaf spring; Vertical stiffness; Same direction wheel jumpCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-95-03引言随着市场对车辆产品设计制造快速多变，同时又要保证性能要求，基于多体动力学的虚拟样机仿真技术在汽车行业得到广泛的应用。

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化摘要：汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。

为了提高汽车悬架系统的性能，本文基于ADAMS软件对汽车悬架系统进行建模和优化。

首先，介绍了汽车悬架系统的组成和原理，然后利用ADAMS软件对其进行动力学建模，并进行了参数化设计。

然后，通过ADAMS的优化模块建立了优化模型，并设定了优化目标和约束条件。

最后，利用ADAMS进行参数优化，评估了优化后的悬架系统的性能和稳定性。

1.引言汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。

随着汽车工业的发展和人们对行驶安全和乘坐舒适度要求的增加，对汽车悬架系统的性能和稳定性提出了更高的要求。

因此，对汽车悬架系统进行建模和优化具有重要的理论和实际意义。

2.汽车悬架系统建模汽车悬架系统主要由弹簧、减震器和悬挂结构组成。

弹簧用于支撑车身和车轮之间的重量，减震器则用于减少由于路面不平而产生的振动。

悬挂结构起到连接车轮和车身的作用，并提供运动约束。

为了对汽车悬架系统进行建模，本文选用ADAMS软件进行动力学仿真。

首先，建立汽车悬架系统的三维模型，并设置合适的运动约束和连接关系。

然后，对系统进行刚体化处理，即将弹簧和减震器视为刚体，并通过刚体连接建立弹簧和减震器与车身和车轮的连接关系。

最后，通过添加合适的约束条件和初始条件，完成悬架系统的建模。

3.参数化设计为了对汽车悬架系统进行优化，需要对其相关参数进行设计和优化。

本文利用ADAMS的参数化设计功能对悬架系统的参数进行建模，并设置了相应的参数范围和步长。

通过参数化设计，可以根据实际需求快速调整和优化悬架系统的参数。

4.悬架系统优化在悬架系统优化中，本文设定了性能指标和约束条件，以最小化车身加速度和最大化车轮垂直位移为优化目标，同时考虑到车身重心的稳定性和悬架系统的刚度。

通过ADAMS的优化模块，对悬架系统的参数进行优化，并得到了最优解。

ADAMS软件在汽车前悬架－转向系统运动学及动力学分析中的应用尤瑞金北京吉普汽车有限公司摘要:本文介绍利用国际上著名的ADAMS软件对工程上多刚体系统进行运动学和动力学分析的方法,并用这一方法模拟了某货车悬架-转向系统的运动学及动力学特性,研究开发了前、后处理专用程序，使该软件适用于车辆系统，并得出了许多具有工程意义的结果。

主题词：汽车总布置－计算机辅助设计县架转向系一、前言汽车悬架和转向的动学及动力学分析是汽车总布置设计、运动校核的重要内容之一，也是研究平顺性、操纵稳定性等汽车性能的基础。

由于汽车前悬架一转向系统是比较复杂的空间机构，特别是前独立悬架，一般多设计成主销内倾和后倾，并且控制臂轴也大多倾斜布置。

这些就给运动学、动力学分析带来较大困难。

过去多用简化条件下的图解法一般的分析计算法进行分析计算。

所得的结果误差较大，并且费时费力。

近年来，随着计算机技术和计算方法的不断提高，国外研制了IMP、ADAMS及DAMN等很多专用程序，用于车辆运动学及动力学分析。

本文是在消化吸收引进的ADAMS软件过程中，结合汽车设计，解决运动学及动力学问题，从而提高设计质量。

二、ADAMS软件概述ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，即机械系统动力学自动化分析软件包）是由美国机械动力公司开发的。

由于该软件采用的比较先进的计算方法，大大地缩短了计算时间，其精确度也相当高，因上，被广泛应用于机械设计的各个领域。

1.ADAMS软件功能如下：一般ADAMS分析功能如下:（1）可有效地分析三维机构的运动与力。

例如可以利用ADAMS来模拟作用在轮胎上的垂直、转向、陀螺效应、牵引与制动、力与力矩；还可应用ADAMS进行整个车辆或悬架系统道路操纵性的研究。

（2）利用ADAMS可模拟大位移的系统。

ADAMS很容易处理这种模型的非线性方程，而且可进行线性近似。

（3）可分析运动学静定（对于非完整的束或速度约束一般情况的零自由度）系统。

应用ADAMS/CAR对轿车悬架系统进行建模仿真周俊龙 吴 铭上海汇众汽车制造有限公司研究开发中心摘 要：汽车悬架系统为一多体系统，部件之间的运动关系十分复杂，传统的人工计算很难将悬架的各种特性表述清楚。

本文以某轿车为例，应用多体运动学与动力学仿真软件ADAMS中的CAR模块方便地建立了悬架系统的仿真模型，并进行了计算。

关键词：多体系统 悬架 仿真1. 引言在工程应用领域，机械系统的计算机仿真技术变得日益重要。

这种应用在于仿真软件能够使用计算机代码和方程准确的模拟真实的机械系统，避免了传统的产品开发过程中零部件和样机的反复制造、试验等过程，同时硬件建设成本的降低节省了大量的时间和财力，为产品迅速占领市场赢得了更多的机会。

鉴于仿真软件带来的上述优点，其应用正在变得越来越广泛。

在众多的软件中，汽车工业中广泛应用的ADAMS则是非常具有代表性的一个运动学与动力学仿真软件。

2. 悬架的仿真模型原理CAR模块是ADAMS软件包中的一个专业化模块，主要用于对轿车(包括整车及各个总成)的动态仿真与分析。

对于悬架系统来说，ADAMS/CAR在仿真结束后，可自动计算出38种悬架特性，根据这些常规的悬架特性，用户又可定义出更多的悬架特性，产品设计人员完全可以通过这些特性曲线来对悬架进行综合性能的评价和分析。

应用ADAMS/CAR对悬架系统进行建模原理相对比较简单，模型原理与实际的系统相一致。

考虑到汽车基本上为一纵向对称系统，软件模块已预先对建模过程进行了处理，产品设计人员只需建立左边或右边的1/2悬架模型，另一半将会根据对称性自动生成，当然设计人员也可建立非对称的分析模型。

在建立分析总成的模型过程中，ADAMS/CAR的建模顺序是自下而上的，所有的分析模型都是建立在子总成基础之上，而子总成又是建立在模版的基础上，模版是整个模型中最基本的模块。

然而模版又是整个建模过程中最重要的部分，分析总成的绝大部分建模工作都是在模版阶段完成的。

基于Adams/Car的钢板弹簧建模及仿真应用研究马天飞，佐安康吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，长春 130022【摘要】：简单介绍了利用铁木辛柯梁模拟钢板弹簧的基本理论，使用MSC Adams/Car软件建立了不考虑片间摩擦作用的钢板弹簧参数化模型。

进行平行轮跳试验仿真。

将所建立的钢板弹簧悬架系统应用于某商用车整车模型，进行平顺性仿真分析并利用道路试验验证了钢板弹簧模型的正确性。

通过修改关键参数迅速重新构建钢板弹簧模型以改善整车平顺性，为改进钢板弹簧设计方案提供了依据。

【关键词】汽车，钢板弹簧，参数化建模，仿真，MSC Adams/CarThe Model And Application Research 0f Leaf-spring With MSC Adams/CarMa Tianfei, Zuo AnkangState Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation, Changchun 130022 Abstract: The common theory of building leaf-spring model with beam method is introduced simply. The leaf-spring model with various stiffness values is built by using MSC Adams/Car without considering the friction between the leaves. The simulation of parallel wheel travel is carried out. The full vehiclemulti-body dynamics model is created in Adams/Car. The simulation of ride performance is carried out, and its results are conformable to that of vehicle test on proving ground. Therefore, it proves that virtual prototype model is correct and believable. The stiffness value used in the simulation of ride performance can be got through adjusting the key parameters of the beam, the analysis can provide evidence in designing leaf-spring.Key words: vehicle，leaf-spring model，parametric_modeling，simulation，MSC Adams/Car1 引言随着计算机技术的发展，多体动力学方法在汽车仿真领域应用的越来越广泛。

ＡＤＡＭＳ／ｃａｒ／Ｉｎｓｉｇｈｔ在悬架设计中的应用应用多体动力学仿真分析软件ADAMS/CAR建立某车辆的麦弗逊前悬架多体系统模型,分析了悬架系统的相应的车轮定位参数,然后利用ADAMS/Insight 模块对该车辆悬架的定位参数进行优化仿真,通过对优化后的结果进行分析,改善了悬架的运动学性能。

标签：麦弗逊式悬架车轮定位运动学优化0 引言汽车悬架运动学及弹性运动学特性的设计成为汽车开发中的一项重要任务。

悬架运动学分析的主要内容是研究车轮定位参数与车轮跳动量的关系。

从中可以得到基本的车轮定位及变化特性信息。

以悬架操纵稳定性、平顺性、汽车工作效率、安全可靠性为主要评价目标,受到车身造型的制约及总布置的协调,在不同底盘调教风格下,悬架在与之关系密切、性能日新月异的相关功能子系统,如转向、轮胎、动力、制动相互作用下,可以确定自身相对最佳的性能指标。

本文在参考悬架设计相关知识的基礎上,以一般设计要求作为悬架运动学的优化目标。

1 仿真模型建立1.1 某型轿车前悬架在MSC.ADAMS/Car中建立仿真模型。

如图11.2 将悬架模型与测试平台装配,按上下跳动量为-50至-50mm进行平行跳动工况仿真。

1.3 调用MSC.ADAMS/Solver解算,得到相关定位参数及特性曲线,参见优化效果比较部分。

2 悬架运动特性优化2.1 悬架运动优化运用MSC.ADAMS/Insight,通过对模型的硬点坐标、弹性参数进行多次修改迭代,可以对模型的某项或是多项性能指标进行优化。

从而改善悬架的运动学性能。

选取设计变量较多, DOE设计矩阵复杂,运算量庞大,为此,优化分析先针对轮距、后倾,后针对前束进行。

把摆臂前点(lca _front)、后点(lca_ rear)、球头销(lca_ outer)硬点的9 个坐标值(每个点有X、Y、Z 三个方向坐标)作为设计变量,设定变动范围在-8mm至8mm。

以仿真过程中轮距的标准差(Standard Deviation)、后倾平均(average value)值为设计目标。

ADAMS 软件在整车动力学建模中的应用钟仲秋 (上海大众汽车有限公司)【摘要】 文章系统介绍了应用ADAM S 软件建立多自由度汽车整车动力学模型的方法,并且建立与实际悬架系统和转向系统结构相对应并考虑系统弹性变形的42自由度整车动力学模型,研究高速行驶时方向盘抖动的主要原因。

【主题词】 模型 动力学 汽车收稿日期:2007-02-14汽车动力学建模的传统方法主要是利用经典力学,即以牛顿-欧拉方程为代表的矢量力学方法和以拉格朗日方程为代表的分析力学方法。

这些模型是将整车简化成3个集中质量子系统:簧载质量(车身),前非簧载质量(前悬架、前轴、前轮总成),后非簧载质量(后悬架、后轴、后轮总成),并对轮胎和悬架的非线性特性进行不同程度的简化描述。

在对受力和运动综合分析的基础上,利用拉格朗日或牛顿力学方法建立动力学微分方程,然后在计算机上进行数值求解。

近20年发展起来的多体系统动力学理论为建立多自由度汽车动力学模型提供了一个有力工具,应用该理论建立的仿真模型将汽车悬架系统的每一部件看作刚性体或弹性体,同时也包括刚体的所有节点。

整个模型自由度非常多(可达到上百个),更全面地描述了汽车各子系统的运动及相互耦合作用,可用于汽车操纵性、动力性、制动性等研究。

本文应用多体系统动力学软件ADAM S 建立某轻型客车42自由度整车动力学模型,进行动力学分析。

1 ADA M S 软件及理论基础大型通用软件机械系统自动动力学分析AD-AM S 是美国学者蔡斯等利用多体动力学理论,应用吉尔的刚性积分算法,并采用稀疏矩阵技术提高计算效率编制的计算程序。

ADAM S 软件作为世界范围内最广泛使用的机械系统仿真分析软件,使工程师、设计人员能够建立机械系统/模拟样机0,并能远在物理样机建造前,分析出它们的工作性能。

1.1 广义坐标选择动力学方程的求解速度很大程度上取决于广义坐标的选择。

ADAM S 软件用刚体i 的质心笛卡尔坐标和反映刚体方位的欧拉角作为广义坐标,即每个刚体用6个广义坐标描述q i =[x ,y ,z ,W ,H ,U ]T i ,q =[q T l ,,,q T n ]T。

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，它直接影响着汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和操控性能。

为了改善悬架系统的性能，提高汽车的行驶安全性和乘坐舒适性，深入研究汽车悬架系统的建模与优化是非常重要的。

而ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款专业的多体动力学仿真软件，能够对汽车悬架系统进行精确的建模和运动仿真分析，进而进行性能优化。

首先，对汽车悬架系统进行建模是汽车悬架系统优化的基础。

利用ADAMS软件，可以根据实际的汽车悬架系统设计，将其通过建模工具进行几何建模。

在建模过程中，需要考虑到悬架系统的主要部件，如悬架臂、悬架弹簧、悬架减振器等，以及与其他系统之间的连接等。

接下来，通过ADAMS软件对汽车悬架系统进行仿真分析。

在分析过程中，可以通过建立相应的动力学模型，包括质量、惯性、弹簧、减振等参数，模拟汽车在不同路况下的行驶情况，分析悬架系统在不同激励下的动力学响应和性能指标。

例如，通过调整悬架臂的长度、弹簧的刚度和减振器的阻尼等参数，可以研究悬架系统的行进过程中的振动情况，并评估悬架系统的乘坐舒适性、行驶稳定性等性能。

最后，基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化，可以进行性能优化。

通过对悬架系统的建模和仿真分析，可以得到悬架系统在不同参数下的性能曲线，然后通过优化算法，寻找到使性能最优化的参数组合。

在优化过程中，可以利用ADAMS软件的优化工具，如遗传算法、粒子群优化等，对悬架系统的不同参数进行变化，以优化悬架系统的性能指标（如乘坐舒适性、操控性能等）。

综上所述，基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化是一项重要的研究工作。

通过建立悬架系统的数学模型，利用ADAMS软件进行仿真分析和优化计算，可以得到优化后的悬架系统参数，提升汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。

这项工作对于汽车制造商和研发人员来说，具有重要的意义，可以为汽车悬架系统的设计和调试提供参考和指导。

基于Adams/Car的汽车前悬架仿真分析及优化设计作者：周兵兵李惠林刘倩来源：《计算机辅助工程》2013年第03期摘要：针对某车型的麦弗逊前悬架系统，用车辆多体动力学仿真软件Adams/Car建立该悬架的虚拟样机模型，对其进行双轮同向跳动激振仿真分析，并综合评价该悬架的车轮定位参数、主销后倾拖距和转向角随轮跳的响应特性.在仿真分析的基础上，针对不合理的结构设计参数，利用Adams/Insight模块进行基于设计变量灵敏度分析的优化设计.优化后的悬架参数能很好地满足设计要求，从而达到提高该悬架系统整体性能的目的.关键词：麦弗逊悬架； Adams/Car；灵敏度分析；优化设计中图分类号：U461.1文献标志码：B0引言作为车辆的重要组成部分，悬架系统是车架与车桥之间一切传力和连接装置的总称，主要由弹性元件、减振器和导向机构等3部分组成.[1]悬架的主要功能是传递车轮与车身之间的力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，使其具有理想的运动特性，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性.[2]麦弗逊式独立悬架是汽车上经常采用的悬架型式之一，因其具有结构简单紧凑、质量较轻、经久耐用和很强的道路适应能力等特点而得到广泛运用.为分析某车型麦弗逊前悬架运动性能，提高该车的操纵稳定性，根据悬架各部件的参数与彼此之间的相对运动关系，利用多体系统动力学仿真软件Adams/Car，建立该悬架的虚拟样机模型，并针对前悬架进行双轮同向跳动仿真试验，对悬架定位参数随车轮跳动度的响应规律进行研究.针对不合理的悬架硬点参数，运用Adams/Insight优化模块进行结构优化设计，使该悬架系统整体性能达到最优，从而改善车辆的操纵稳定性，最终达到优化设计的目的.1悬架虚拟样机模型的建立遵循Adams/Car软件自上而下的建模理念，并结合分析车辆的几何定位参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数，首先在“Template Builder”（模板建模器）下分别创建仿真分析所需的悬架系统和转向系统模板模型.由于悬架左、右两侧对称布置，在构建悬架模板模型时，只需建立悬架的一侧，另一侧可由软件按照悬架纵向中心对称面自动生成.建立该车麦弗逊前悬架所需的左侧关键硬点坐标值见表1.3.2车轮外倾角汽车车轮外倾角主要作用是为提高转向轮工作时的安全性和转向操纵轻便性，同时，车轮外倾角和主销内倾角共同作用形成包容角，使转向车轮产生回正作用.在行驶状态下，车轮外倾角动态变化，它对车辆直行稳定性、稳态响应特性等有着非常重要的影响.综合考虑车辆转向性能和操纵稳定性，车轮外倾角在上、下跳动过程中，应该有一个较合适的变化范围，一般设计理念认为：车轮上跳时对车身的外倾角变化为（-2°～0.5°）/50 mm较为合适.[5]仿真试验得到的车轮外倾角随轮跳的响应特性曲线见图2（b）.可知，车轮跳动过程中，外倾角的变动范围为-0.64°～0.56°，上跳时为-0.64°～-0.32°，变化幅度满足悬架设计要求.3.3主销内倾角设计主销内倾角的目的是为保证车辆低速行驶时，汽车同样具有一定的回正作用，并使汽车在转弯时使车轮产生有利倾斜.在悬架设计过程中，如果主销内倾角设置过大，会导致汽车的回正力矩偏大，而且在汽车发生转向时，会使驾驶员转向沉重，严重降低汽车的操纵稳定性，也加快轮胎的磨损；如果设置过小，会使汽车直线行驶的稳定性能力变差.在实际设计中，主销内倾角较合适的变化范围为7°～13°，并希望尽量取较小值[5].仿真试验得到的主销内倾角随轮跳的响应特性曲线见图3（a），可知，车轮跳动过程中，主销内倾角的变动范围为11.2°～13.6°，变化幅度不能满足设计要求，需要后续改进.3.4转向角车轮上、下跳动过程中，转向盘固定，由于转向拉杆的作用，左、右车轮会产生绕主销的转动，使得左、右车轮产生转向角.设计上要求控制该角度在较小范围内，以免汽车操控性变坏和轮胎磨损加剧.仿真试验得到的转向角随轮跳的响应特性曲线见图3（b），可知，车轮跳动过程中，左轮转向角的变化范围为-0.1°～0.18°，右轮的转向轮响应曲线与左轮响应曲线关于零线对称，两轮转向角变化均控制在±1°内，满足设计悬架设计要求.3.5主销后倾角和主销后倾拖距设计主销后倾角的目的主要是使转向轮获得自动回正能力，使车轮在滚动过程中保持良好的行驶稳定性.主销后倾角变化对车辆的稳态转向特性影响很大，如果主销后倾角设置过大，会使驾驶员转向沉重；设置过小，会产生转向不稳定现象，导致车轮剧烈抖动，加剧轮胎的磨损[5].实际设计中，主销后倾角较理想的设计值变化范围[5]为：前置的驱动车为0～3°，前置后驱动车为3°～10°.主销后倾拖距与主销后倾角一起，用于保证足够的侧向力回正力矩，以利于汽车直线行驶.合理的后倾拖距能提高车辆行驶时抗路面的干扰能力，并提供给驾驶员合适的路感.主销后倾拖距设计值的适宜变化范围[5]一般为0～30 mm.由上述仿真结果可知，大部分悬架特性参数随车轮上、下跳动的变化量不大，变化范围较合理；前束角在车轮上、下跳动过程中的变化趋势不太理想；主销内倾角的变化超出合理范围，应进行悬架结构优化设计，以进一步提高车辆的操纵稳定性.4悬架优化设计利用Adams/Insight试验设计模块，对悬架进行试验优化设计（DOE）.DOE是研究同时改变多个设计参数变量值对样机性能的影响，使目标对象获得最优解时的参数组合.[6]为快速、有效地进行结构参数的优化设计与修改，须了解哪些设计变量对目标函数的影响最大，即首先应对设计变量进行灵敏度分析，找出灵敏度因子中的较大值，从而缩小优化范围，提高优化效率.5结束语基于多体系统动力学理论，利用Adams/Car对某车型麦弗逊前悬架进行车轮同向跳动仿真分析，并综合评价该悬架主要特性参数随轮跳的响应变化规律.针对不合理的结构参数，利用Adams/Insight进行试验优化设计，通过对悬架硬点坐标进行灵敏度分析，快速筛选出对优化目标影响较大的关键硬点作为设计变量，提高优化效率.优化后的悬架参数能较好地满足车辆悬架设计要求，从而达到提高该悬架系统整体性能的目的.由于在创建悬架虚拟样机模型过程中未考虑柔性体的影响因素，将除弹性元件、橡胶元件外的其他部件视作刚体零件，因此，仿真结果与实际值有所偏差.参考文献：[1]陈家瑞. 汽车构造[M]. 北京：机械工业出版社， 2005： 199-201.[2]王望予. 汽车设计[M]. 北京：机械工业出版社， 2002： 174-175.[3]雷刚. 基于Adams的麦弗逊式悬架系统的虚拟仿真分析及其优化设计[D]. 武汉：武汉理工大学， 2010.[4]邵昭晖. 汽车麦弗逊悬架三维设计与运动分析[D]. 武汉：武汉理工大学， 2011.[5]《汽车工程手册》编辑委员会. 汽车工程——设计篇[M]. 北京：人民交通出版社，2001： 792-797.[6]高晋. 基于虚拟样机技术的悬架K&C特性及其对整车影响的研究[M]. 吉林：吉林大学， 2010.（编辑陈锋杰）。

基于adams的汽车前悬架仿真分析及优化方法研究随着现代汽车技术的不断发展，汽车前悬架被越来越多地用于汽车悬架系统的性能和可靠性的优化。

由于汽车前悬架系统的复杂性，主要采用仿真技术来研究其结构及动力学性能。

Adam 仿真分析是一种相对更全面的仿真技术，可以模拟悬架系统的结构和行为。

本文旨在利用Adam仿真技术，从动力学角度探讨汽车前悬架的响应行为，并进行参数优化以达到期望的性能。

首先，本文分析了汽车前悬架的系统原理，并且在Adam中根据系统结构建立汽车前悬架系统的三维模型。

在此基础上，根据汽车前悬架的设计要求，通过Adam对该系统进行了动力学分析和性能预测。

本研究讨论了悬架系统动态力学性能分析中的主要参数，并根据相关要求对参数进行了优化。

在参数优化过程中，Adam显示了出色的表现，可以有效的实现参数的优化。

此外，本文在Adam仿真模型的基础上，进行了悬架系统性能模拟试验，分析了不同参数下汽车前悬架的性能。

仿真结果表明，Adam 可以有效地检测悬架系统中参数的调整情况，从而优化悬架系统的性能。

最后，本文结合了实际应用背景，概述了考虑悬架系统的性能和可靠性的应用优化原则。

结果表明，在应用Adams仿真技术分析汽车前悬架时，可以有效地检测和优化参数，达到期望的性能。

本文的研究结果表明，Adam仿真分析有效地模拟汽车前悬架的动力学性能，可以有效地检测悬架系统中参数的调整情况，从而优化悬架系统的性能。

本文为汽车前悬架系统性能分析及参数优化提供了参考，同时也为今后的研究提供了基础。

以上就是本文的总结。

本文基于Adam在汽车前悬架分析和优化方法研究中的应用，从动力学角度探讨了汽车前悬架系统的行为特性和性能参数优化，为汽车前悬架系统性能及参数优化提供了新的技术和方法。

一、钢板弹簧悬架建模的常用方法钢板弹簧仿真建模的处理方法一般有3种:a)作为柔性体:用有限元的方法计算钢板弹簧的模态,然后将计算的模态结果通过数据转换,变成ADAMS可以读取的MNF文件。

b)在ADAMS中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。

对于钢板弹簧之间的接触用ADAMS中提供的接触力来定义。

c)简化方法: 三连杆理论建钢板弹簧，用衬套bushing将三段梁连接起来,然后在中间梁与轴连接处添加固定副,在前后梁与车架连接处添加衬套连接,以此模拟钢板弹簧最典型的工作状况。

之前利用Chassis模块中的板簧建模功能，首先，需要编辑ltf文件，对板簧各参数修改好，运行生成adm文件；然后，利用VIEW模块，import之前生成的adm文件，删除其中所有的request、bushing、sforce、sensor等，输出为cmd文件；然后修改cmd文件中的语法格式，然后打开Car模块，建立leafspring模板，import修改后的cmd文件，然后添加bushing、通讯器等。

整个建模过程流程比较长，费时费力，效率相对比较低。

工程师浪费太多的时间在板簧建模的前处理工作中。

二、Leafspring板簧工具箱强大的建模功能MSC公司开发的MD ADAMS板簧工具箱采用离散梁单元法为工程师提供了高质量的板簧建模环境。

在设计过程中，客户利用板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧虚拟模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。

工程师可以快速建立板簧的虚拟样机模型，把更多的时间和精力投入到研究设计方案是否合理。

板簧工具箱包括如下功能选项:1.OG(Original Geometry) Profile 初始几何轮廓建模2.创建板簧3.创建和修改连接件4.分析板簧模型5.创建加预载荷的板簧模型6.创建板簧装配体模型7.板簧分析结果后处理Ø转换为Adams/Car的模板OG Profile 允许用户直接从平展的板簧几何形状来定义板簧的初始几何轮廓。

基于Adams的客车钢板弹簧模型的建立作者：周俊杰孙宝庆来源：《计算机辅助工程》2013年第03期摘要：根据钢板弹簧模型所需要的参数，利用Adams/Chassis建立某型客车钢板弹簧动力学模型，并对其建立过程进行详细说明.对缩短汽车设计周期、提高产品质量和降低产品开发成本，具有重要现实意义.关键词：客车；钢板弹簧； Adams/Chassis中图分类号：U463.33文献标志码：B0引言钢板弹簧是客车中应用很广泛的弹性元件之一，由若干不等长但等宽的金属弹簧叶片叠加而成.其近似一根等强度的弹性梁，能承受来自各个方向上的力，使来自各个方向的力合理分布在客车的骨架和车身上，同时还承担客车在启动和制动时的扭矩.[1]在对客车进行整体性能测试时，钢板弹簧的建立显得尤为重要.本文基于Adams/Chassis中的leafspring preprocessor模块，按照实际参数，建立某型客车的钢板弹簧，对于模拟整车性能、缩短研发周期，有着重要意义.1Adams介绍Adams是由美国MDI公司开发的虚拟样机分析软件，目前己被全世界各行各业的数百家主要制造商采用.Adams软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等.Adams/Chassis模块是MDI公司为美国福特汽车公司开发的专用汽车分析仿真模块.在SDI环境中，具有完善的整车控制功能，并且具有完整连接器、立体轴向拖臂的后悬架模块.Adams已成为CAE领域使用范围最广、应用行业最多的虚拟样机技术之一，是一款集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件.在许多国际大型公司、企业均采用该技术作为仿真平台.可用于建立复杂机械系统的“功能化数字样机”，在现实工作条件下逼真地模拟所有运动情况，并且可快速分析多种设计方案，直至获得最优设计方案.2钢板弹簧的建立传统的钢板弹簧的建立，是运用集中载荷法、共同曲率法等各种计算方法建立起钢板弹簧的数学模型，并且根据得到的数学模型进行钢板弹簧的设计计算，生产出所需的钢板弹簧.这样生产出的钢板弹簧的刚度和强度并不一定满足要求，必须进行钢板弹簧的台架试验.如果不符合要求，那么必须重新进行计算，重新生产、试验，浪费大量的人力和物力，也不易提高产品质量[2].传统钢板弹簧的建立流程见图1.随着社会进步的加快，人们生活水平的不断提高，人们对产品的要求也越来越高；同时，社会竞争更加激烈，产品复杂程度越来越高，产品开发周期越来越短，产品保修维护期望越来越高，生产计划越来越灵活，在现实中，一些客观条件约束等原因的存在，催使着计算机CAE技术的不断发展.在各种CAE技术中，虚拟样机技术是一个重要分支.开发新产品时，在概念设计阶段，通过学科理论和计算机语言，对设计阶段的产品进行虚拟性能测试，达到提高设计性能、降低设计成本、缩短产品开发时间的目的.与传统的设计方式相比，基于虚拟样机技术的钢板弹簧建立有着明显优势和更好的操作性，产品开发周期之间的关系见图2.在制造物理样机前就可以进行样机测试，找出和发现潜在问题，能够缩短产品开发周期的40%～70%.2.1Adams中钢板弹簧的建模方法在Adams中，有着多种钢板弹簧的建模方法，包括等效中性面法、SAE三段梁法和离散量法等.[3]（1）等效中性面法.主要用来建立主副簧式钢板弹簧模型，它将主簧上所有簧片看成一整片，然后将这片钢板弹簧分成若干刚体，刚体之间用柔性BEAM连接，刚体质量和转动惯量按照所有主簧片整体的实际质量特性给定；副簧建模方法亦然.主、副簧片之间的接触通过Adams中接触函数模拟.（2）SAE三段梁法.这是一种简化的钢板弹簧模型，即将钢板弹簧看成中间刚性衬套或者球铰连接起来，前、后梁与车架用弹性衬套或者铰链副连接，并通过选择合适的衬套参数，使之达到实际钢板弹簧的刚度.（3）离散梁法.这是以有限元为依据的方法，将每片钢板弹簧都离散成若干段的刚体，且在每段离散刚体之间都用BEAM梁连接，BEAM梁参数根据钢板弹簧截面形状与材质得出.各片之间的接触利用Adams中的接触力定义.中性面法可视为离散梁法，它将各片等效成一片.离散梁法可建立与实际钢板弹簧性能和形状接近的模型.2.2钢板弹簧的建立钢板弹簧从结构上看，主要由钢板弹簧片、前卷耳、后卷耳、束缚框架、前钢板眼观套、首钩和弹簧衬套等各个零部件构成.本文基于离散梁法，对某型客车的钢板弹簧进行建模.首先启动Adams/Chassis中的leaf spring preprocessor窗口，打开之前在spring.ltf中建立的板簧设计程序.在General中进行设置，其中，钢板数目为4，摩擦因数为0，影响指数为2.1，配件算法为2阶多项式拟合.这样就得到钢板弹簧的一般信息.打开界面中的Axle选项，对内部的参数进行设置，虚拟轴上的额外质量为0.5 kg，Leafpack的参考指标为37.7 mm，前、后不活跃长度和设计载荷下的高度参考标记皆为默认，轴的安装类型为overslung.在设置完轴的信息后，对吊耳的信息进行相应设置，在打开界面上的Shackle窗口后，将吊耳的质量和长度等信息设置在其中，参数见图3.3结束语在Adams虚拟样机环境下，利用Adams/Chassis中的leaf spring preprocessor窗口，建立某型客车的钢板弹簧三维实体模型.对整车性能的仿真提供很大帮助，大大提高整车仿真的效率和准确性，同时也为客车悬架性能的研究提供基础.参考文献：[1]尹文杰. 车辆悬架动力学/运动学分析和参数优化[D]. 北京：北京理工大学， 2003.[2]李军，邢俊文，谭文浩. Adams实例教程[M]. 北京：北京理工大学出版社， 2002.[3]史世俊. Adams钢板弹簧离散梁建模及重型载货汽车悬架K&C特性仿真[D]. 吉林：吉林大学， 2012.（编辑陈锋杰）。

李军adams整车建模时候关于悬架问题的经验
李军那版，在修改转动副过程中点击Edit——modify——下面有四个图标（选择第二个），
如图所示，与05版ADAMS不同。

解决方法：
由于李军书中，横臂不是V行，只有一根轴，只有将旋转副的轴线比作横臂轴线。

在旋转栏中输入要转动的角度，如上横臂轴的水平斜置角应输入-5，点Y轴，则旋转副将绕Y轴旋转，最后CLOSE关闭，注意不要点OK或APPLY。

那么转动成功。

同理下横臂轴的水平斜置角应输入10，点Y轴，则旋转副将绕Y轴旋转，最后CLOSE关闭，不要点OK或APPLY。

上横臂轴的水平斜置角下横臂轴的水平斜置角。