ADAMS在某微轿整车动力学仿真中的应用及其二次开发讲义.PDFVIP

美国 MDI(Mechanical Dynamics Inc)公司 2001 年中国用户年会论文集 ADAMS在某微轿整车动力学仿真中的应用及其二次开发 张云清 陈立平 任为群 宋健 华中科技大学 清华大学 摘 要 ：本文利用 ADAMS 软件建立了某国产轿车的操纵动力学多体仿真模型，详细考虑了前 后悬架系统、转向系统以及轮胎，并考虑了各种连接件中的弹性衬套的影响，对该车稳态、瞬态 以及制动等工况进行了动力学仿真。并结合该车的拓扑结构对 ADAMS 进行了二次开发，形成 了一个自动化建模、仿真系统。 关键词 ：多体系统动力学，车辆动力学，操纵稳定性，自动化建模，仿真系统 库 一、前言 例 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， 案 许多国际知名汽车企业均已构建了数字化虚拟样机设计、开发环境，许多产品已完全实现了 E 数字化。系统动力学仿真是数字化虚拟样机技术的核心、关键技术。对汽车而言，车辆动力 A 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 C 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。车辆动力学问题本身是多体系 统动力学问题，目前国外许多汽车企业都已经大规模应用多体分析程序来进行车辆动力学仿 真，并且利用系统仿真的概念，从设计--试验--改进设计—再试验—再设计的设计理念转为 模 设计--仿真--试验，使设计中的主要问题利用数字化样机技术在设计初期得以解决。目前在 汽车上的应用已经可以集成机械、弹性体、液压、控制于一体进行动力学仿真，已处于成熟 凯 应用阶段[2~3]。而且为了能够实现真正的并行工程，许多企业拥有自己的多体车辆动力学 仿真专用系统，如 ADAMS/Car、 ADAMS/Pre 使建模自动化，大大缩短建模、仿真时间。 O 本文利用多体分析软件 ADAMS 建立了某国产轿车的操纵动力学多体仿真模型，详细考虑 了前悬架系统（麦克弗逊式撑杆式悬架）、后悬架系统（查普曼式撑杆式悬架）、转向系统 E M （齿轮—齿条转向系统）以及轮胎，并考虑了各种连接件中的弹性衬套的影响，对该车进行 A 了整车稳态回转、瞬态以及制动等工况进行了动力学仿真。并根据该车的拓扑结构对 ADAMS 进行了二次开发，建立了一个面向设计师的、自动化建模仿真系统。 C 二、ADAMS 整车多体仿真模型 2.1 前悬架模型 该车前悬架为典型的麦克弗逊式撑杆式悬架，其结构简图如图1(前悬架Pro/Engineer 三 维造型)。由下摆臂、羊角、减振器上端构成，各部件质量、惯量信息由 Pro/Engineer给出， 下摆臂与车身间由两个弹性衬套（不考虑弹性衬套时为转动铰链）相连，下摆臂与羊角由球 -221- 美国 MDI(Mechanical Dynamics Inc)公司 2001 年中国用户年会论文集 铰相连，减振器上端与羊角由圆柱铰相连，减振器上端与车身间弹性衬套（不考虑弹性衬套 时为万向节铰链）相连，减振器上端与羊角间还有弹簧、阻尼器力元。 2.2 转向系统模型 该车转向系统为齿轮—齿条式转向系统，由方向盘、转向轴、转向传动轴、转向输出轴、 转向齿条、转向横拉杆构成。方向盘与转向轴间为固定铰，转向轴与车身间为转动铰，转向 传动轴与车身之间