SJ-JG-48-2011钢板弹簧多体模型建模规范.doc

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编号

SJ-JG-48-2011

代替

规范等级

三级规范

XXX股份有限公司内部技术规范

钢板弹簧多体模型建模规范

REGULATIONOFMODELINGFORLEAFSPRINGMULTI_BODYMODEL

2011-04-22发布

XXX股份有限公司发布

前言

本规范是为指导钢板弹簧多体模型建模而建立的，目的是通过该规范使钢板弹簧建模方法规范化，并提高分析的一致性。

本规范由汽车工程研究总院CAE工程所底盘性能室负责修订；

本规范用于指导汽车工程研究总院CAE工程所进行钢板弹簧多体模型建模；

本规范由汽车工程研究总院CAE工程所进行管理和解释；

本规范的版本变动与修订记录

版本号

制定/修订者

制定/修订日期

批准

日期

钢板弹簧多体模型建模规范

1适用范围

本规范适用于XXX汽车股份有限公司开发的使用钢板弹簧的车辆多体建模，使用的软件为ADAMS。

2基本术语

钢板弹簧：由若干片合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，在汽车悬架中是一种使用较为广泛的弹性元件。

自由弧高：板簧组装到一起，但是没有安装到车身上的状态。

预载：整备状态板簧受到的载荷。

3钢板弹簧多体模型建模

3.1输入数据需求

板簧建模数据需求包括板簧轮廓数据、安装位置信息、整备状态后悬簧上质量、目标刚度曲线。

板簧轮廓数据主要来源于自由状态下板簧组3D模型（使用自由状态的3D模型是为了确保整备状态下，模型的位置、载荷与实际情况相吻合），需要从3D模型中测量的数据包括：各片板簧弧长、弧高、宽度、厚度、卷耳直径、吊耳长度、骑马螺栓的夹紧长度等。弧高的测量方式见图1。

图1弧高测量方式

图2板簧测试坐标

图2为Leaftool使用的板簧坐标系，X方向为板簧车头方向，为使坐标系与整车坐标系统一，测量数据前后对调一下，如果板簧前后对称则不影响。

安装位置信息包括板簧与车身连接点坐标、吊耳与车身连接点坐标、车轮轮距（Leaftool可以直接生成后轴，需要轮距参数）。

整备状态的簧上质量、目标刚度曲线将是模型调整的参考依据，这也是建模之前需要搜集整理的数据。

3.2模型输出

通过Leaftool工具，分别需要完成如下对话框的设置：初始轮廓、板簧创建、定义连接件、预载设置。

3.2.1初始轮廓设置

如图3所示，需要设置的参数有：簧片数量；板簧骑马螺栓夹持的有效长度或固定不动的长度；板簧卷耳的类型，板簧卷耳有三种情况可选，三种形式分别如图4所示，在这里可以先选择noun，在后面的环节中还可以把卷耳添加上，如果在这里选择了卷耳类型，则应该填上卷耳半径；部分副簧的厚度是可变的，在这个步骤可以进行设置，分别填上副簧端部、中间厚度；在最下面的对话框中，分别填上每一片板簧的前后弧高、前后弧长（从中心螺栓出断开）、厚度。

图3初始轮廓设置

图4卷耳三种类型

3.2.2板簧创建

如图5所示，首先需要设置的是选择板簧轮廓文件，这里还需要再次设置簧片数量，与前面的设置并不冲突，但是不能大于上一步设置的数量。后面的板簧夹持长度、宽度、偏移量、前后段离散两单元的数量、接触点数量、衬垫高度均以数组的形式输入，其顺序为从主簧开始，依次递增。其中的偏移量是指以第一片板簧为基准，每一片板簧依次向下偏移的距离。

图5创建板簧对话框

在设置离散梁单元的数量时需要注意的是，梁单元数量、接触力数量应根据仿真目的确定，整车的操稳仿真与平顺性仿真应保证板簧准确的总成特性，梁单元和接触力数量可适当减小以提高计算效率，在板簧的设计与特性验证中则应有足够的单元数量保证精度。

如果需要，在建模的时候可以考虑板簧卡箍的作用，勾选Aftclipon和Forwclipon即可在板簧上创建卡箍，需要进行的设置包括卡箍数量、卡住的板簧序号、卡箍位置、卡箍间隙。

3.2.3

连接件的定义主要是确定吊耳的长度、连接形式，板簧与车桥的连接方式，以及板簧与车身的连接位置坐标（输入的坐标为左侧硬点数据）。

3.2.4预载设置

预载设置是把先前自由状态的板簧模型压缩到整备状态，如图6所示，预载设置可以通过三种方法进行，分别是垂直载荷、轮心位置、轮心高度。在这里可以选择其中一种较为容易获得数据的方式进行设置，但是由于设计部门提供的自由弧高并不一定能够使整备状态的载荷与实际情况相吻合，因此需要在后面的步骤中进行调整。

图6预载设置

3.3刚度测试

通过前面的建模步骤，模型在几何结构上已基本成型，但际刚度特性不一定满足建模要求，因此需要对模型的刚度进行测试。Leaft