ADAMS_CAR麦弗逊悬架建模流程
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基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象,运用多体动力学理论和软件,从新车型开发中悬架系统优化选型的角度,对悬架系统进行了运动学动力学仿真,旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。
文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想,并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。
简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。
概述了多体动力学理论,并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。
基于ADAMSCar模块,分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统,多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统,以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统,根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。
通过仿真分析,研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律,以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律,从而对前后悬架系统进行初步评估。
1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分,对车辆的整体性能有着至关重要的作用。
它负责连接车轮与车身,不仅支撑着车身的重量,还承受着来自路面的各种冲击和振动。
悬架系统的主要功能包括:提供稳定的乘坐舒适性,保持车轮与路面的良好接触,以确保轮胎的附着力,以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。
在车辆动力学中,悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。
当车辆行驶在不平坦的路面上时,悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件,吸收并减少来自路面的冲击和振动,从而保持车身的平稳,提高乘坐的舒适性。
同时,悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化,自动调节车轮与车身的相对位置,确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态,以提供足够的附着力。
悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。
通过合理的悬架设计,可以有效地改善车辆的操控性能,使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态,从而做出更为精确的操控动作。
一、前悬架模型打开安装文件共享数据库中,麦弗逊悬架模板,如下左图所示,选择._macpherson.bgl_top_mount ,右键点击modify ,修改Euler Angles (90,90,0),如下右图所示,生成bgl_top_mount 的局部坐标系与全局坐标系不一致,此新的衬套局部坐标系,方便明显对比后处理结果中衬套输出结果参考的坐标系。
将修改的悬架模板,保存到private 文件夹中,然后在标准界面生成子系统模型,最终装配成前悬架模型,如下图所示,在Car界面中,切换至view界面,建立bgl_top_mount 的request分别如下图所示,然后切换至car标准界面,进行如下工况分析。
二、平行跳动工况分析运行平行跳动工况分析,工况设置如下:如右上图,至分析结束,F8切换至后处理界面,对比衬套各输出结果各自对应的坐标系。
三、衬套各输出结果与对应的参考坐标系a)在后处理界面中点选Source中Objects选项,测量bgl_top_mount受力结果与自定义request(全局坐标系)的结果完全吻合,如下图所示,测量bgl_top_mount力矩与自定义request(全局坐标系)的结果完全吻合,如下图所示,同样测量bgl_top_mount位移结果曲线与自定义request(全局坐标系)的坐标系方向结果完全吻合,如下图所示,小结:即Source中Objects选项,衬套结果曲线是相对于整车全局坐标系的结果曲线。
b)在后处理界面中点选Source中Requests选项,测量bgl_top_mount位移X/Y/Z/MAG方向结果分别与自定义request(全局坐标系)Y/Z/X/MAG的结果完全吻合,如下图所示,同样测量bgl_top_mount受力曲线X/Y/Z/MAG方向结果,分别与自定义request(全局坐标系)Y/Z/X/MAG的结果完全吻合,如下图所示,坐标系)Y/Z/X/MAG的结果完全吻合,如下图所示,小结:即Source中Requests选项,衬套结果曲线是相对于衬套局部坐标系的结果曲线。
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。