ADAMS实验报告-大连理工大学.docx

汽车动力学实验报告-ADAMS 软件多体动力学实例分析班级：运英 1201学号： 201273003姓名：陈永茂指导老师：李伟东一 A dams/car 模块介绍Adams/Car 是专门用于汽车建模的方针环境，属于面向专门行业和基于模板的建模和 分析工具。由于是面向汽车行业，软件本身包含了大量的车辆动力学建模和仿真的工程 经验。现在的 Adams/Car 是由 MSC 、 Audi、 BMW 、 Renault和 Volvo公司共同开发的。其 能够快度建立高精度的车辆子系统，模型与整车模型，可通过高度动画直观的再现各种 工况下车辆的动力学与运动学响应，并输出表征操纵稳定性、制动性。乘坐舒适性与安 全性等性能参数。二 ADAMS/car 前悬架建模实例仿真前的准备：在 Expert 环境中按照教科书中给定参数建立标准双横臂悬架前悬模板，保存后通过 Adams/Car standard模块打开。新建 Subsystem命名为 my_sus_2015具体建模步骤：(1) 建立硬点，硬点坐标如下：(2) 建立零件， 在模板模式下， 选择参考类型与参考点， 并确定零件的质量， 质心位置 及相对于质心的转动惯量。(3) 建立零件的几何体，建立完整的几何外形的前悬架模型如下图所示：(4) 创建弹簧与减震器，确定弹簧刚度特性曲线与减震器阻尼特性曲线(5) 定义连接，确实悬架模型中零件的运动关系(6) 导入转向模型。新建 Suspension Assembl，y 命名为 my_sus_fron 通过通信器连接， 装配系统自带 MDI 文件库的 Steering模型。其最终模型如下图所示-三 模型仿真分析(1) 定 义 车辆 参数 定义参数 如 下：轮 胎 自由 半径 为 300mm, 轮 胎垂向刚度为 200N/mm, 簧上质量为 1500kg,质心高度为 400mm, 轴距为 2765mm 。并修改前轮定位 参数中的“pvl_camber”与“pvl_toe_angle为”0.25到 0.13，单位为(度)。(2) 仿真分析 仿真分析，并输出动画结果与创建特性曲线1. Parallel Wheel Travel2. Opposite Wheel Travel3. Single Wheel Drive4. Steering5. Static Load6. Roll & Vertical Force7. Wheel Envelop Files8 Dynamic1 Parallel Wheel Trav(e两l侧车轮同向跳动)动画仿真设置参数如下：动画仿真结果：进入后处理模块 Post Process，or选择 User Define，d 进入 testr i，g参看各个参数变化情况。a轮胎外倾角 Camber 随轮跳的变化曲线：b.主销后倾角随轮跳的变化：c.前束角随轮跳的变化：d主销内倾角随轮跳的变化：e磨胎半径随轮跳的变化：2“Opposite Wheel Tra e两侧双轮反向跳动)动画仿真设置参数进入 testr i，g参看各个参数变化情况。1) 前束角随轮跳的变化：动画仿真结果2) 主销后倾角随轮跳的变化：3) 主销内倾角随轮跳的变化：4) 磨胎半径随轮跳的变化：3 Single Wheel Driv(e单轮跳动，仅考虑左轮)动画仿真设置参数进入 testr i，g参看各个参数变化情况1) 外倾角随轮跳的变化：动画仿真结果2) 后倾角随轮跳的变化：3) 主销内倾角随轮跳的变化：4) 磨胎半径随轮跳的变化：4 Steering(转向输入)动画仿真结果动画仿真设置参数进入 testr i，g参看各个参数变化情况。1) 转向阿克曼率变化：2) 输入转向转矩变化：3) 垂向侧倾中心高度变化：5 Static Loa 静载荷变化)静载荷 1 参数设置 动画仿真结果：进入 testr i，g参看各个参数变化情况。1) 车轮前束角变化：静载荷参数设置如下：A 主销后倾角变化：6 Roll & Vertical Fo(re倾与垂直力)参数设置如下：参数设置A 车轮前束角的变化：动画仿真结果B 侧倾中心各方位移动变化：C 车轮外倾系数变化：D.车轮后倾系数变化：E举升力的变化：F.车轮举升加速度的变化：7 Wheel Envelop Files (车轮包络文件)新建外部文件仿真 External Fi，le选s择 MDI 模板中.wen 后缀的文件(为一给定输入激励)：输出数据设置动画仿真结果轮胎外包络：该外包络文件自动以.wev格式输出在系统盘用户目录内，也可以通过 SIMENS UG NX8.0或 CATIA等软 件联合仿真，打开轮胎包络模型8Dynamic (动载荷仿真)打开动载荷仿真，定义一个路面位移 Displacement激励:step(time,2,10*sin(3*pi*time),10,40*sin(3*pi*time)左右轮输入相同的函数 Input Function动画仿真结果:A. 下控制臂 LCA 的垂向力变化：四、设计测量相关仿真参数：轮胎自由半径： 300mm 重心高度： 300mm轮胎刚度： 200N/mm转矩分配系数： 1:1簧载质量： 1200N制动力分配系数： 11:9相关设计参数 初始相关轮胎定位参数四实验结果分析在设计悬架过程中，利用 ADAMS/Car,可以大大加速和简化了建模的步骤。用户只需在模板中输入 必要的数据,就可以快速建造悬架高精度的虚拟样机,并进行仿真。在本实验中，通过仿真分析，得到 如下实验结论(因结论过多，仅仅抽取一部分图进行分析)：车轮外倾角变化在车辆直行状态下,由路面不平引起车轮跳动而使外倾角变化时,会由外倾推力而引发横向力,因此 较大的对地外倾变化会使车辆直行性能变差,一般上跳时,对车身的外倾变化为:-5 /-50mm 5 /50mm 。下图是在 “Parallel Wheel Tr工av况el下”， 在车轮上下跳动 100mm 时，外倾角变化量为-2.75 1.25,符和车轮外倾角变化要求。下图是”Single Wheel Tra工el况下，在车轮上下跳动为 100mm 时，其外倾角变化为- 1.25 0.75，符合设计要求。主销后倾角设置主销后倾角后，主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾 移距，使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端，车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉，使车轮 的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能，同时主销纵倾移距也增 大。主销纵倾移距过大，会使转向盘沉重，而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。下图是在 “Parallel Wheel Tr工av况el下”， 在车轮上下跳动 100mm, 主销后倾角在 3.55.8之间 变化,其比正常值稍大。可通过修改硬点 lca oute优化。下图是在“Single Wheel Tra”ve工l况下，在车轮上下跳动 100mm, 主销后倾角在 5.385.47之 间变化,其比正常值稍大。可通过修改硬点 lca oute优化。主销内倾角：即内倾角不宜过大，否则在转向时车轮绕主销偏转过程中，轮胎与路面间将产生较 大的滑动，因而增加了轮胎与路面间的摩擦阻力。这不仅使转向变得沉重，而且加速了 轮胎磨损。因此，一般主销内倾角不大于 8。下图为”Single Wheel Tra工el况下，主销内倾角在轮跳 100mm 是变化量为 9 11 .超过理想值车轮前束角：前束对轮胎偏磨有一定影响,若前束角和外倾角配合恰当,轮胎滚动的偏斜方向会抵 消。若前束过大或者过小,轮胎的偏磨还会增加,滚动阻力增加将导致车辆直线行驶性能 下降。一般前束变化较理想的设计特性值为:前轮上跳时为 5 /50mm-5 /50mm 。下图为 oll and Vertical re下，左右轮在跳动 100mm 前束角的变化量为- 1.750.25,满足要求。主销偏移距(磨胎半径 scrub radius )当主销偏移距为零时，接触点与轮胎中心线重合，这样的好处是制动力，驱动力等 在车辆行驶方向的受力均不会对车轮产生转向力矩。如果主销偏移距不为零，在停车 转向时，车轮绕接触点边滚边滑，可以减小转向阻力，一般在实际设计中,转向主销内 倾角及偏移距主要受结构限制。主销偏移距大致为- 1035mm 。下图是在“Single Wheel Trae工l况下，在车轮上下跳动 100mm, 其主销偏移距变化量为 33.2mm34.5mm 范围内变化,是一个相当合理的范围。五 实验总结本实验轮跳范围设计过大，并且缺一部分参数，很多参数只能按指定的数据来设 定，并且 ADAMS/car 建模过程所需参数过多，建模过程相对复杂，步骤相对多，导致此 次实验结果并不都在理想范围内。学习 ADAMS 软件对一个本科生而言还过于复杂，对 汽车底盘所需了解的知识过多，导致很多学生很难明白具体的思路与步骤的意义。但是 经过此次实验，毕竟详细了解了 ADAMS/CAR 的建模过程，对今后设计悬架，转向等提 供了优化与分析的方向。