基于ADAMS 软件的汽车平顺性仿真分析

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基于ADAMS 软件的汽车平顺性仿真分析

隗寒冰

邓楚南

何文波(武汉理工大学汽车学院，武汉430070)

SimuIation of the vehicIe ride comfort based on the ADAMS

KUI Han -bing,DENG Chu -nan,HE Wen -bo (Wuhan Unirersity of Technology,Wuhan 430070,China )

1利用ADAMS 建立整车模型

整车参数如表1所示，定位参数在三坐标仪上获得；车身由一般样条曲面简化表示，只需输入该车型迎风面积，系统即可自动计算空气阻力。

表1整车参数

1.1建立前悬架模型

[1]

该车型前悬架采用麦弗逊悬架结构，由下摆臂、转向节总

成（包括减振器下体、轮毂轴、制动底板等）、转向横拉杆、减振器上体、转向器齿条、车轮总成、车身共7个刚体组成。减振器上体用万向节铰与车身相连，转向节总成与减振器上体用圆柱铰约束，相对减振器上半部分可以进行轴向移动和转动；下摆臂一端通过转动铰与车身相连（其中一个为虚约束），可相对车身上下摆动，另一端通过球铰与转向节总成相接；转向横拉杆一端通过球铰与转向节总成相连，另一端通过万向节铰与转向齿条相连；转向齿条通过移动铰与车身相连，可相对车身左右移动；车轮总成和转向节总成通过转动铰链相连。图1所示为在ADAMS /Car 中建立的1/2麦弗逊前悬架模型。

1.2建立轮胎模型[3]

ADAMS /Car 提供了四种用于动力学仿真计算的轮胎模

型。即默认的Fiala 模型，UA 模型、Smithers 模型、DELFT 模型，此外还可由用户自定义模型。本文进行的动力学仿真分析采用了UA 模型，轮胎特性参数文件由厂商提供。

图1前悬架模型

1.3建立路面模型

ADAMS /Car 提供了多种路面模型，如RAMP 模拟坡道、SINE 模拟等波长的正弦路面、SINE SWEEP 模拟波长不断减小的波形路面、STOCHATIC 一NEVEN 用于模拟不规则剖面的随机路面。此外，ADAMS 支持根据路面不平度空间功率谱和车速来生成满足轮胎仿真模型所要求的路面的方法3。根据GB7031“车辆振动输入—路面不平度表示方法”的规定，路面空间位移功率谱密度的拟合表达式为

G (n )=G (n o )(n /n o )-w

式中 G (n )—路面空间位移功率谱密度，m 2/m -1;

n —空间频率，m -1;

n o —参考空间频率，n o =0.1m -1;

G (n o )—参考空间频率n o 下的路面谱值，单位m 2/m -1;w —频率指数。

对汽车振动系统的输入除了路面不平度，还要考虑车速这个因素，根据车速u ，将空间频率谱密度G q (n )换算为时间频率谱密度G q (f ),由时间频率f =un,取频率指数=2，得路面时间

数值1600Kg 1100Kg 2450mm 1285mm 1290mm 1288mm 主销内倾角14.2主销后倾角1.12前轮外倾角0.32

前束1mm

参数汽车总质量汽车整备质量

轴距

轮距空载时质心位置前轮定位参数

=来稿日期：2005-09-16

【摘要】以多体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS 的Car 专业模块来建立某轿车的整车样机模型。分析在ADAMS /Car 中建立整车模型的方法，进行运动学仿真分析，探索运用ADAMS 来研究车辆行驶平顺性的途径。

关键词 ADAMS /Car;麦弗逊悬架;多体动力学【Abstract 】Based on the theory of mutibody dynamics,a virtual prototype model of a vehicle is built by using ADAMS /Car .This paper presents the general way of building subsystem and assembling subsystem in order to generate new template file.By using ADAMS /C ar,the kinematics analysis of the vehicle is carried out and the main influence factor of vehicle ride comfort is obtained.

Key words:ADAMS /Car ；Macpherson suspension;The theory of mutibody dynamics

文章编号：1001-3997(2006)07-0075-02

第7期机械设计与制造

2006年7月

Machinery Design &Manufacture

-75-

中图分类号：U46,TP391.9

文献标识码：

A

频率谱密度为

G q (f )=G q (n o )n o 2u /f 2

G q (f )—路面时间位移功率谱密度，

单位m z .s 在某一车速，根据某一等级路面不平度系数G q (n o )的取值，可计算出一定空间频率范围内的G q (n )和G q (f )数据曲线，将G q (f )数据曲线输入ADAMS 软件，

可计算出路面不平度的时间信号q (t )，将q (t )输入路面生成软件则可以生成这种等级下的路面文件2。

1.4整车各子系统装配

依次在ADAMS /Car 中的Template Builder 中建立前、后悬架，轮胎，底盘（用同质量钢球代替），车身，用通信器（communicator ）将各子系统连接，建立新的模板文件。将前轮定位参数设成参数变量（parameter variable ）、悬架各设计点用hard point 生成，

便于参数化设计。最终生成的整车模型如图2所示。图2整车模型

2求解器求解

ADAMS /Car 提供了直线加、减速，方向盘脉冲输入转向、持续半径转向、数据驱动等多种形式的虚拟仿真试验，用户只需输入相关试验条件，如道路文件，车速等即可得到仿真结果。

仿真试验条件：车速：80km /h

路面模型：B 级路面直线加速行驶。

图3为底盘垂直方向振动加速度随时间变化曲线

图3底盘垂直振动加速度曲线

3仿真结果分析

3.1评价平顺性的指标A 2B

ISO2631/1给出了平顺性评价的近似方法 用垂直方向的总加权值δwz 来评价车辆的平顺性:

δwz =al ×2T o /T -FD

(1)

al —ISO2631/1给的l min

“疲劳一功效降低界限”垂直方向4～8Hz 加速度允许值，al =2.8m /s 2

;

T O —10min ，

即0.167h;T FD —允许的

“疲劳一功效降低界限”暴露时间。在一定δwz 下，T CD =T FD /10,由图4可以看出：当δwz

<0.315m /s 2时保持舒适，δwz =0.315～0.63m /s 2时稍有不适，δz =0.63～1.25m /s 2时相当不适，δwz >1.25m /s 2时非常不适。

图4垂直方向δwz 与TCD 值的近似关系

3.2评价该车型平顺性指标

对于路面激励下的随机振动

δwz =

lim N LZ 1

:N N

i =1

x i -

2将图3所得曲线在ADAMS /Car 的后处理器中转化为二进制文件，经数学计算后求得：

δwz =0.4448m /s 2，TCD =2.647h

由以上分析，该型车在B 级路面条件下行驶时稍有不适。

3.3车辆平顺性影响指标

3.3.1车速对平顺性的影响

分别将初始车速设为20、40、60、100km /h ，重复上述试验，得到的加速度曲线。

车速对车辆平顺性有较大影响，车速20km /h ，δwz =0.3514m /s 2,车速100km /h ，δwz =0.6438m /s 2,此时人体会感觉很不适应，说明该款车高速状态下的平顺性不佳。

3.3.2前悬架弹簧刚度对平顺性的影响

分别将前悬架弹簧刚度放大1、2倍，缩小1、2倍，车速保持在100km /h ，得到的δwz 随车速变化曲线，和随弹簧刚度变化曲线图略。

弹簧刚度对加速度均方根值影响也较为敏感。在实际设计过程中，在兼顾弹簧刚度对汽车操纵稳定性和悬架运动干涉的影响等前提下，适当降低弹簧刚度可以减小δwz ，改善车辆的平顺性。

4结论

与基于ADAMS /View 进行整车动力学仿真相比较，在ADAMS /Car 里有能快速建立整车样机的模板，

更有详尽的后处理输出，为汽车工程师提供了方便的平台。本文探讨了ADAMS /Car 在建立整车模型的方法，

并进行了直线加速行驶条件下的仿真，分析了对平顺性的影响因素,为整车设计开发提供了较为详尽的参考。因篇幅限制，作者将另文阐述前轮定位参

数、阻尼器阻尼值对平顺性的影响，以及在ADAMS /Insight 中对仿真结果进行优化。

参考文献

1.邓楚南主编.轿车构造.北京：人民交通出版社，1999.

2清华大学，余志生主编.汽车理论（第2版）.北京：机械工业出版社，1999.5.

-76-隗寒冰等：基于ADAMS 软件的汽车平顺性仿真分析第7

期

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析参考文本

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解 析参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了 有效的方法和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少 的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行 性。文章基于动力学仿真软件ADAMS建立起了挖掘机工 作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模 正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下 来之后，该挖掘机的工作范围也基本确定下来。简单理解 就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图

中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。 1.2.顺序工作运动仿真实现的路线 仿真路线是，在斗杆液压缸、动臂液压缸、铲斗液压缸上进行设置，一般在不同的时间段内，它的运动驱动函数都不同，需要进行调节处理，使得各缸在相应的工作极限范围内相互运行，这样就可以获得挖掘机的工作范围。可以在液压缸移动副约束处添加移动驱动，改变运动方

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

（1） 基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121 ()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（2） （3） （4） （5） （6） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2321 N A A A =-212211=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

ADAMS机构设计与分析

曲柄滑块机构的仿真与分析： 图中件1、2、为齿轮，按圆柱建模，其中齿轮2半径350mm、厚度50mm；齿轮1半径150mm、厚度40mm；件3连杆（宽150mm;厚60mm）、件4长方体滑块（长600mm、宽300mm、高400mm），要求整个模型与栅格成对称状态。其中：齿轮1材料密度为7.8 10-3kg/cm2；连杆3质量Q=65kg，惯性矩Ixx=0.132kg.m2，Iyy=6.80kg.m2，Izz=6.91kg.m2；滑块4材料为铝。 绘图步骤简介： 步骤1：启动ADAMS/View程序 1）选择MD Adams>Adams-view MD 2010 2）在打开的对话框中选择create a new model 。 3）选择start in 后在单击，在自己指定的工作目录下新建的一个文件夹，以保存样机模型。 4）在model name栏中输入模型名称：model_lixiang 5）在gravity选项栏中选择earth normal（-global Y）。 6）在units文本框设定为MMKS—mm、kg、N、s、deg 。 7）单击ok按钮。如图：

步骤2：设定建模环境 1）选择settings>working grid，按图所示进行设置工作栅格大小及间距。 2）单击ok按钮，可看到工作栅格已经改变。 3）在主工具箱中选择，显示view控制图标。 4）按F键或在主工具箱中单击，可看到整个工作栅格。 步骤3：样机建模 1、创建设计点 1）在集合建模工具集中，单击点工具图标 2）在主工具箱的选项栏中选择添加到零件上add to ground。 3）在建模视窗中，先点击ground，再选择该点，点击右键，打开修改点对话框，修改坐标为A（-800，-20,20），重复此过程，依次创建点B（-300,0,25）、C（0,0,0）、D（1000,0,0） 2、创建驱动齿轮1 1）在集合建模工具集中，单击圆柱工具图标、。 2）在主工具箱的选项栏中选择新零件new part 3）在长度选项输入40mm、半径选项输入150mm，如图（1）。 4）在建模视窗中，点击点（-800，-20，20），水平拖动鼠标至点的右边点击，创建圆柱体5）旋转圆柱体与屏幕垂直：鼠标放在圆柱体左端附近，点击右键，选择标记点marker菜单，

汽车平顺性仿真分析论文

题目汽车平顺性仿真分析 学生姓名xxxxx 学号xxxxxxxx 所在学院xxxxxxxx 专业班级xxxxxxxx 指导教师xxxxxx __ ____ 完成地点xxxxxxxxx 2015年 4 月28 日

汽车平顺性仿真分析 xxx （xxx机械工程学院xxxxx班级xx xx xxx） 指导教师：xxx [摘要]本文介绍了汽车平顺性的发展概况和评价方法，在众多的平顺性研究方法中采用了传统的数学建模研究方法，建立了汽车整车9自由度汽车模型，并应用 MATLAB软件，对模型进行了赋值仿真。参考国内外大量文献，对汽车平顺性的发展及研究方法进行了论述，并对MATLAB软件做了基本介绍，针对汽车平顺性仿真的关键问题：路面激励建模、振动模型建模和仿真方法进行了综述和分析。根据1/2汽车模型建立9自由度动力学模型，模型中包括了驾驶室、发动机、人体座椅，能够方便对平顺性进行评价。然后利用牛顿第二定律建立9自由动力学模型的微分方程，为方便以后计算求出刚度矩阵、阻尼矩阵、输入刚度矩阵并将微分方程用矩阵的形式表示。 [关键词] 9自由度；平顺性；Matlab仿真

Vehicle Ride Simulation Analysis Xxx （Gradexxx,Class1,Major Energy and power engineering，Mechanical Engineering Dept.，xxx University of Technology，xxxxxx，xxxx） tutor: xxxx Abstract：This article describes the ride overview of the development and evaluation methods cars, ride in many studies using the traditional method of mathematical modeling methods, the establishment of a car model automobile 9 degrees of freedom, and MA TLAB software, the model the assignment simulation. Reference to a number of domestic and foreign literature, the car ride development and research methods are discussed, and MA TLAB software to do the basic introduction to the key issues for the car ride simulation: the road excitation modeling, vibration modeling and simulation methods the review and analysis. Established by a car model 9 1/2 DOF dynamic model includes a cab, engine, body seat, to facilitate the evaluation of ride comfort. Then use Newton's second law establishing differential equations 9 free dynamic model for the future to facilitate the calculation determined stiffness matrix, damping matrix and stiffness matrix input and differential equations in matrix form. Key words：9 degrees of freedom ; comfort; matlab/simulink

ADAMSCAR在汽车平顺性分析的研究

ADAMS/CAR在汽车平顺性分析的研究 作者：钟汉文卜继玲宋传江 摘要：基于多体动力学理论，在ADAMS/CAR 中建立某一车型的虚拟样机模型。在随机路面的输入下，对该车型并进行平顺性分析，探讨了ADAMS/CAR 中建立整车模型并进行平顺性分析的流程。研究结论为ADAMS/CAR 进一步的整车参数的优化设计打下基础。关键词：ADAMS/CAR；平顺性分析；随机路谱；整车模型 1 前言 汽车的平顺性主要指保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内，不至于使人感到不舒适、疲劳甚至损害健康的性能。因此，平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是现代高速汽车的主要性能之一。路面不平是汽车振动的基本输入，汽车的平顺性主要指路面不平引起的汽车振动，频率范围约为0.5~25Hz。路面不平度和车速形成对汽车振动系统的输入，此输入经过由轮胎、悬架、座垫等弹性、阻尼元件和悬架、非悬架质量构成或进一步经座椅传至人体的加速度，此加速度通过人体对振动的反应，即舒适性来评价汽车的平顺性。 2 路面输入与整车建模 2.1 路面构造 ADAMS/CAR Ride 提供一个基于Sayers 数字模型的路面生产工具—路面轮廓发生器，该模型为一种经验模型，综合许多不同类型道路测量参数并给出了左右轮辙路面轮廓参数。路面轮廓发生器模型认为路面轮廓的空间功率谱密度与空间频率n，存在如下函数关系： 等式右边由三部分组成，分别为三个独立的白噪声所获得，式中：Ge 为白噪声空间功率谱密度幅值，Gs 与时间有关的白噪声速度密度幅值，Ga 为与时间平方相关的白噪声加速度功率谱密度幅值。在路面谱生成器中，通过设置路面空间功率谱密度幅值、速度功率谱密度幅值和加速度功率谱密度幅值等参数来设置路面谱文件。本文采用的水泥随机路面，采用水泥路面参数在路面谱生成器中生成所需的随机路面。 2.2 整车建模 该车型采用麦弗逊悬架为前悬架，双叉臂悬架为后悬架。则依次在ADAMS/CAR 的模版模式下，建立前悬、后悬、底盘、轮胎、转向系统以及车身试验台的模版，然后将模板生成各个子系统，将建好的各子系统按照相应的约束连接在一起，即可构成完整的汽车整车

(完整版)Adams运动仿真例子--起重机的建模和仿真

1起重机的建模和仿真，如下图所示。 1）启动ADAMS 1. 运行ADAMS，选择create a new model; 2. modal name 中命名为lift_mecha; 3. 确认gravity 文本框中是earth normal (-global Y)，units文本框中是MKS；ok 4. 选择setting——working grid，在打开的参数设置中，设置size在X和Y方向均为20 m，spacing在X和Y方向均为1m；ok 5. 通过缩放按钮，使窗口显示所有栅格，单击F4打开坐标窗口。 2）建模 1. 查看左下角的坐标系为XY平面 2. 选择setting——icons下的new size图标单位为1

3. 在工具图标中，选择实体建模按钮中的box按钮 4. 设置实体参数； On ground Length :12 Height:4 Depth:8 5. 鼠标点击屏幕上中心坐标处，建立基座部分 6. 继续box建立Mount座架部件，设置参数： New part Length :3 Height:3 Depth: 3.5 设置完毕，在基座右上角建立座架Mount部件 7. 左键点击立体视角按钮，查看模型，座架Mount不在基座中间，调整座架到基座中间部位：

①右键选择主工具箱中的position按钮图标中的move按钮 ②在打开的参数设置对话框中选择Vector，Distance项中输入3m，实现Mount 移至基座中间位置 ③设置完毕，选择座架实体，移动方向箭头按Z轴方向，Distance项中输入2.25m，完成座架的移动 右键选择座架，在快捷菜单中选择rename，命名为Mount 8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框，在set location中，选择pick 选择Mount.cm座架质心，并选择X轴和Y轴方向，选择完毕，栅格位于座架中心

ADAMS脉冲平顺性仿真问题总结

ADAMS脉冲平顺性仿真问题小结 一、问题的提出 现由于需要根据平顺性能来匹配减震器，而不是简单的评价整车平顺性的好坏，所以对平顺性仿真提出了比以往更高的要求：不仅最大加速度要与实验数据相符，而且仿真的振动波形也应正确——其振动加速度的时间历程，都可以在物理上得以解释，不一定与实验中的波形相符的很好，但其误差可以得以较为准确的判断。这样好为后续的评价和优化工作做准备。 图1为孙胜利师兄在其毕业论文《位移相关减震器动力学建模及对车辆性能影响的研究》中，对于脉冲平顺性仿真结果（障碍物为国标中三角凸块，我们采用的也是这种工况，详细内容可参见论文72页）。我们认为，此仿真结果很理想，与简单的分析结果没有大的出入，也没有在物理上解释不了的振动。 图1 模型未知车速20km/h 步长未知 二、关于此类工况下振动的简单分析 现就图1中所示的振动，进行简单的分析： 1、第一阶段：经过一段平路后，前轮接触到凸块，产生向上的加速度，在重力的作用下，产生了向下的加速度，表现为一个波峰和一个波谷。 2、第二阶段：前轮着地，在重力、弹簧力和阻尼力的综合作用下，产生欠阻尼的衰减振动。在这里要提到两点：a）一般来说，damper的压缩阻尼都要小于其复原阻尼；b）这一过渡阶段的长短取决于轴距和车速，如果车速较高这个阶段会消失。 3、第三阶段：后轮接触到凸块，产生向上的加速度，在重力的作用下，产生了向下的加速度，表现为一个波峰和一个波谷。 4、第四阶段：后轮着地，在重力、弹簧力和阻尼力的综合作用下，产生欠阻尼的衰减振动，最后整体趋零。 另外，从能量的角度分析，一、三阶段为能量输入阶段，二、四阶段为能量耗散阶段，所以二、四阶段的振动幅值应小于相应的前一阶段。图1所示的仿真结果与以上的分析没有矛盾，即其振动波形在物理上是可以解释的，所以我们认为其仿真效果是理想的。 最后，我们在这里主要是考察整车质心处的acc_normal。我们认为，在凸块形状一定且的情况下，其时间历程仅与车速、前/后轮的载荷、等效spring刚度和等效damper阻尼有关，

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 李晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0 t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（5） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对 路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2 321N A A A =-21221112=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

P068-汽车驾驶室平顺性分析

汽车驾驶室平顺性优化设计 秦民 （一汽技术中心） 摘要：建立汽车驾驶室刚弹耦合模型，输入随机路面激励，研究汽车驾驶室底板的振动响应；通过虚拟样机计算结果与试验进行对比，验证了模型的正确性；以驾驶室悬置的弹簧刚度、减振器阻尼为影响因素，通过虚拟DOE正交试验分析方法进行优化设计，显著改善了驾驶室平顺性. 关键词：驾驶室平顺性；优化设计；刚弹耦合 中图分类号：TP391.4文献标志码：A Research on Improving the Ride Comfort of Cab for Truck QIN Min F A W R&D Center Abstract: The simulation was carried out which was used to describe the cab floor vibration response under road random profile inputs. Modes of the cab was acquired by Nastran software. The rigid-elastic coupling cab model and multi rigid body cab model were constructed and verified. The spring and damper of the cab suspension system were optimized to improve cab ride comfort by DOE analysis. Keywords: Ride Comfort; DOE analysis; Rigid-elastic Coupling 0 引言 驾驶室乘坐舒适性是汽车的一个重要性能指标，如何建立一个全面描述汽车动态特性的模型，是进行舒适性仿真研究的关键. 本文首先利用大型通用软件ADAMS/View建立了某重型卡车驾驶室多刚体仿真模型，并在此基础上利用Nastran软件计算的模态结果建立刚弹耦合的多体模型. 两种模型都进行了与试验数据的对比，证明了模型的正确性，并在此基础上以驾驶室前后悬置的刚度和阻尼为因素进行了虚拟DOE正交试验分析，找到了悬置刚度、阻尼的最优水平，使乘坐舒适性得到大幅度提高. 1 ADAMS驾驶室多体仿真模型 1.1 驾驶室模型的建立 图1是驾驶室多刚体ADAMS模型，图2是驾驶

汽车行驶平顺性建模与仿真

《物流系统建模与仿真》结课论文汽车行驶平顺性建模与仿真 学院：研究生学院 专业班级：机械工程1402班 学生姓名：剑江湖 时间：2015 年5月18 日

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Abstract From the analysis of automobile vibration sources and the human responses to vibration , a mechanic model of man -chair -vehicle system with 13 degrees of freedom is built by vibration pattern analyzing technology .Using the random vibration theory , the calculating methods are developed for parameters , including vibration pattern , transfer function , wheel transient load , and acceleration of seat , automobile ride quality simulation software is developed . With available data of motor , the simulation calculating results about vibration character istics are given ,and important conclusions drawn are as follows : the stiffness and damping of the generator and wheel tire and the damping of back -axis have not much effect on the vibration of the seat ; Vertical stiffness of driver ' s seat has much effect on the vibration as it gets larger ; The stiffness and damping of fore-axis have much effect on the vibration of driver seat . The stiffness of the fore tires has much effect on the vibration of the fore-axis . The vibration increases with the stiffness of fore -tire increasing , The stiffness of back-axis has some effect on the automobile ride quality .As the stiffness of back-axis decreased , the acceleration of the driver ′ s seat decreases . With this simulation software , automobile ride quality can be predicted or evaluated . Key words : Automobile ; ride quality ; model ; simulation

ADAMS实例仿真解析

ADAMS大作业 姓名：柴猛

学号：20107064 目录 绪论 (1) 模型机构 (2) 模型建立 (3) 约束添

加 (9) 运动添加 (11) 模型仿真 (14) 小结 (17) 参考文献 (17)

绪论 大型旋挖钻机是我国近年来引进、发展的桩工机械, 逐步取代了对环境污染严重、效率低下的其它建筑工程桩孔施工机械。旋挖钻机的钻桅变幅机构对整机布局和操纵稳定性影响很大, 它是实现钻孔位置变化及改变钻桅位置状态的关键部件。钻桅是旋挖钻机主执行机构的重要支撑, 其为钻具、调整机构、加压系统等提供结构支撑, 整个桅杆对于保证整机的正常运行和工作质量起着至关重要的作用。 旋挖钻机主要是运用于灌注桩施工，功能为钻孔。而在当今灌注桩施工中旋挖钻机具有优于其它方式的优点： 1.钻井效率高； 2.成孔质量好； 3.环境污染小。 本文主要是对旋挖钻机的钻桅举升装置进行运动仿真分析。

模型机构 钻桅举升装置主要由钻头，钻杆，变幅机构，桅杆以及油缸组成， 工作过程：对孔，下钻，钻进，提钻，回转，卸土六个主要步骤。 对孔：为了保证钻桅的垂直度，采用了平行四边形平动机构，并结合液压杆及回转机构完成孔的定位； 下钻：由于钻具质量大，应控制其下降速度，将钢丝绳与钻杆通过回转接头连接，采用卷扬提升系统控制钻具的升降；钻进：通过动力头驱动扭矩并传递给钻杆，再由钻杆传递给钻钭以实现钻进；提钻：与下钻具有相同的控制系统和运动过程； 回转：由回转机构完成；卸土：通过卷扬系统和连杆的旋转来完成。

模型建立 把实际模型按比例缩 小 一．底座 因为底座不参与运动分析，所以可以用方块代替底座：

Adams动力学仿真分析的详细步骤

1、将三维模型导出成parasolid格式，在adams中导入parasolid格式的模型，并进行保存。 2、检查并修改系统的设置，主要检查单位制和重力加速度。 3、修改零件名称（能极大地方便后续操作）、材料和颜色。首先在模型界面，使用线框图来修改零件名称和材料。然后，使用view part only来修改零件的颜色。 4、添加运动副和驱动。 注意： 1）添加运动副时，要留意构件的选择顺序，是第一个构件相对于第二个构件运动。 2）对于要添加驱动的运动副，当使用垂直于网格来确定运动副的方向时，一定要注意视图定向是否对，使用右手法则进行判断。若视图定向错了，运动方向就错了，驱动函数要取负。 3）添加运动副时，应尽量使用零件的质心点，此时也应检查零件的质心点是否在其中心。 4）因为在仿真中经常要修改驱动函数，所以应为驱动取一个有意义的名称，一般旋转驱动取为：零件名称_MR1，平移驱动取为：零件名称_MT1。 5）运动副数目很多，且后面用的比较少，所以运动副的名称可以不做修改。对于要添加驱动的运动副，在添加运动副后，应马上添加驱动，以免搞错。 6）添加完运动副和驱动后，应对其进行检查。使用数据库导航器检查运动副和驱动的名称、类型和数量，使用verify model检查自由度的数目，此时要逐个零件进行自由度的检查和计算。 7）进行初步仿真，再次对之前的工作进行验证。因为添加了材料，有重力，但没有定义接触，此时模型会在重力的作用下下掉。若没问题，则进行保存。 5、添加载荷。

6、修改驱动函数。一般使用速度进行定义，旋转驱动记得加d。 7、仿真。先进行静平衡计算，再进行动力学计算。 8、后处理。 具体步骤如下： 1）新建图纸，选择data，添加曲线，修改legend。一般需要线位移，线速度，垂直轮压和水平侧向力的曲线。 2）分析验证，判断仿真结果的正确性（变化规律是否对，关键数值是否对）。 3）截图保存，得出仿真分析结论。

宇通客车平顺性及操纵稳定性分析报告

宇通客车平顺性及操纵稳定性分析报告 作者：吴卫东万晓峰 LMS 国际公司 时间：2007年3月30日

目录 1 前言 (3) 2 多体动力学模型的建立 (3) 2.1 钢板弹簧的建模 (3) 2.1.1 前悬架板簧建模 (4) 2.1.2 后悬架板簧建模 (5) 2.2 前悬架多刚体模型的建立 (6) 2.3 后悬架多刚体模型的建立 (8) 2.4 整车模型的建立 (9) 2.4.1 质量特性参数的确定 (9) 2.4.2 系统建模及仿真 (10) 3 仿真计算 (12) 3.1 整车仿真分析 (12) 3.1.1 整车静平衡计算 (12) 3.1.2 整车平顺性仿真分析 (13) 3.2 前悬架运动学仿真分析 (18) 4 结论 (20)

1前言 2007年2月初，宇通客车对LMS https://www.wendangku.net/doc/9d8178437.html,b 虚拟实验室在整车建模和仿真上的能力进行评估。要求LMS China进行其某型号客车的平顺性分析，同时对该车辆的前悬架进行运动学分析。本文的主要内容为：整车多体动力学模型的建立、仿真分析过程以及结果数据分析等。 LMS是以工程创新为宗旨的新技术公司，成立于1980年。长期以来，LMS 以工程咨询服务为基础，逐步在试验测量设备与处理软件、CAE分析软件这两大领域取得技术领先地位。 LMS在2001年就推出了多学科集成仿真平台LMS https://www.wendangku.net/doc/9d8178437.html,b 虚拟实验室，集成了包括多体分析、疲劳寿命预测、声学仿真、结构分析前后处理、振动噪声分析以及优化在内的仿真功能，实现了跨学科的系统级仿真，提高了仿真流程的自动化和分析效率，因此成为CAE行业最先进的解决方案。 LMS https://www.wendangku.net/doc/9d8178437.html,b 虚拟实验室的两个模块，多体动力学和耐久性分析整合成为“系统级疲劳”。其思路是把多体分析（刚体和柔体混合分析）得到的部件载荷信息直接传递给同一仿真平台上的耐久性分析模块，用户只需输入必须的材料特性参数，即可得到柔体部件的疲劳寿命（或损伤）分布。 虚拟实验室的集成解决方案“系统级疲劳”，已经得到业内重量级客户的认可，包括PSA标致雪铁龙集团，波音公司，丰田赛车开发公司，宝马汽车公司，梅塞德斯奔驰公司，康明斯公司，通用汽车公司，法雷奥汽车部件公司，Aisin 汽车部件公司，等等。 2多体动力学模型的建立 2.1钢板弹簧的建模 钢板弹簧主要用于在车轮与车架或车身之间传递各种力和力矩,同时其垂直- 变形（刚度）特性直接影响汽车的乘坐舒适性。在汽车行驶中钢板弹簧同时承受垂直力、纵向力、侧向力,制动时还承受制动力矩。合理地对钢板弹簧进行简化是建立悬架模型的重要步骤。 依据LMS在板簧建模以及整车仿真上丰富的工程经验，板簧建模有四种方法。 a.精细建模（High Fidelity）； b.用衬套力和Beam力进行建模（Beam or Bush approach），如图1；

ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用

ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用 焦广发，周兰英 （北京理工大学机械与车辆工程学院100081） 摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中生成柔性体的几种方法,并构建机械系统仿真模型.通过一个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效. 关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器 Application of ADAMS flexible body kinetic simulation Jiao guangfa Zhou lanying (Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 ) Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanical system1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1. Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relay ADAMS全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体1系统仿真分析软件,其建模仿真的精度和可靠性在现在所有的动力学分析软件中也名列前茅.机械系统动力学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建立的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发生弹性变形.而实际上,在较大载荷或加、减速的情况下,机构受力后会有较大的变形和位移变化,产生振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态行为,同时还可以分析构件的振动情况[1]. 一、ADAMS柔性体理论及生成柔性体的几种方法 ADAMS柔性模块是采用模态来表示物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又是经历大的非线性整体移动和转动这个假设建立的.其基本 基金项目：北京市重点学科建设（XK100070424）；北京理工大学基金（0303E10） 作者简介：焦广发（1982—），男，河北人，硕士，主要研究方向为动力学仿真，有限元分析和表面涂层技术. 思想是赋予柔性体一个模态集,采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是用离散化的若干个单元的有限个结点自由度来表示物体的无限多个自由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地用少量模态的线性组合来表示. ADAMS提供了四种生成柔性体的方法,对于外形简单的构件,可以采用直接生成柔性件的方法,即拉伸模式；对于外形复杂的构件,可以采用先建刚性件, 再进行网格划分的模式, 即构件网格模式(Solid). 1) 拉伸法生成柔性体:首先要确定拉伸中心线,再定义截面半径、单元尺寸、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以生成柔性体.模型生成柔性件的同时生成模态中性文件,该模态中性文件中包含了柔性件的质量、质心、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因子等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除无效的刚性件.这样可以使模型保持原有的自由度,从而实现柔性构件的运动仿真运算.

基于越野路面谱汽车行驶平顺性建模与仿真.doc

基于越野路面谱汽车行驶平顺性建模与仿真 1 引言 汽车的行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境中具有一定 舒适度的性能，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是评价现代汽车的重要性能指标之一。随着汽车工业的发展，如何改善汽车行驶平顺性，已经成为汽车设计者十分关注的问题。 汽车行驶时,路面的不平度会引起汽车的振动。当这种振动达到一定程度时，将使乘客感到不舒适和疲劳、或使运载的货物损坏，汽车行驶平顺性正是根据乘座者的舒适度来评价汽车性能的，又可称为乘座舒适性。汽车是一个复杂的多质量振动系统，其车身通过车架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其他如发动机、驾驶室等，也是以橡皮垫固定于车架。在激振力作用下，如道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力，以及发动机与传动轴振动等，系统将发生复杂的振动，对乘员的生理反取决于行驶平顺性，而被迫降低行车速度，因而使汽车的平均技术速度减低，运输生产应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要率下降。其次，振动产生的动载荷，加速了零件的磨损，乃至引起损坏，降低了汽车使用寿命。此外，振动还引起能量的消耗，使燃料经济性变坏。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等。 1.1研究的意义 中国作为发展中国家，在过去的20多年里，国民经济持续、健康、快速发展，汽车工业也取得了跨越式的发展，我国的汽车生产能力也得很大的提高。近几年来，我国私人汽车拥有量快速增长，道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。私人汽车拥有量快速增长,道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。 舒适的振动环境，对于乘员，不仅在行驶过程中很重要，而且可以保证乘员到达目的地后，以良好的状态投入工作。对于载货汽车来说，平顺性影响着货物保持完好的程度。因而如何最大限度地降低汽车在行驶过程中产生的振动，甚至更进一步利用振动来为我所用是一项十分有价值和意义的工作，而有关振动在汽车领域的研究更是

adams分析报告

ADAMS机构分析报告 一题目描述 题目：两个支点和中间法兰盘对夯锤切割次序的控制 图1所示的机构在行程中自动地从一个支点换到另一个支点。 图1 法兰和夯锤组成的切割机换向机构 1.运行情况 如图1中（A）可知，法兰盘被安装在切割机机架的上支点上，而切割夯锤在下支点与法兰盘相连。法兰盘下端连接有法兰支撑活塞，夯锤中间有止推块，下端有刀片。在循环工作开始时，夯锤绕着下支点旋转并用方型刀片切割平板；中间法兰盘的运动受到法兰支撑活塞的限制。在切割后，夯锤停在法兰盘的底部，如图1（B）所示。之后，有切割力作用的夯锤克服了法兰支撑活塞的约束力，并且夯锤绕着上支点转动。从而使得斜向刀刃对平板做斜向切割。 2. 实现的功能 在切割力作用下夯锤开始运动时，由于法兰盘有法兰支撑活塞，法兰盘不转动，夯锤绕下支点转动，用方型刀片切割平板。之后由于夯锤止推块的作用使夯锤停在法兰盘的下端，之后克服了法兰支撑活塞的约束力，并绕上支点转动，从而实现夯锤不要更换刀片即可改变切割方向。 二．^ 三．机构的运动简图及自由度 机构的运动简图如图2、图3所示：

图2 机构的运动简图 图3 机构的三维渲染运动简图 自由度的计算：DOF=∑--i i n n )1(6=2

四．大致确定其运动尺寸 机构的运动尺寸如图4所示： ￥ 图4 转位机构的大致尺寸 四．分析目的 分析机构能否达到题目中描述的运动要求，即夯锤可否绕设计点旋转, 实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。

五．模型描述 图5 机构分析图 1机构的构建 该机构构件数量少，主要由夯锤、中间法兰盘组成，且各组成构件结构简单，利用adams 建模即可完成，无需通过专业CAD建模。 （1）夯锤的建立夯锤结构简单，有多种方法建立，首先建立三个marker点，分别为marker19、marker15、marker2。然后先去工具箱中拉伸命令，设置如图6所示，用点来创建，并选择close，表示选取曲线闭合，之后分别点取marker19、marker15、marker2，点

家用轿车平顺性的仿真分析

家用轿车平顺性的仿真分析 任务书 1．课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，在深入了解汽车悬架系统工作原理以及汽车平顺性的评价方法的基础上，建立系统的数学模型，并利用Matlab中的Simulink工具，对系统进行动态仿真，给出仿真实验结果。为学生在毕业后从事机电控制系统设计工作打好基础。 2．主要任务 （1）分析汽车悬架系统工作原理以及汽车平顺性的评价方法； （2）建立系统的数学模型； （3）编写matlab/simulink 仿真程序； （4）调试、分析仿真结果； 3．主要参考资料 [1] 余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社. [2] 陈桂明，张明照等编著.应用MATLAB建模与仿真 [M].科学出版社. [3] 钟麟,王峰编著. MATLAB仿真技术与应用教程 [M].国防工业出版社. [4] 张森，张正亮等编著. MATLAB仿真技术与实例应用教程 [M].机械工业出版社. 4．进度安排 审核人：年月日

家用轿车平顺性的仿真分析 摘要：本文根据平顺性研究的内容和意义，运用MATLAB/Simulink软件，构造出汽八自由度汽车整车模型，还参考某经济型轿车的参数，给模型赋值进行仿真。按照国家标准模拟了不同车速下的汽车试验，得出了平顺性仿真在不同车速下时间域和频率域的仿真结果。 本文还根据车辆平顺性的国家B级路面试验结果，对模型的准确性性进行了检验，并分析研究家用轿车的平顺性。根据实车平顺性的特点，在仿真模型中系统分析了平顺性有关的各参量对汽车平顺性的影响，同时改进车辆悬架系统的一些参数，然后将改进后参数在模型中进行仿真，得出结果，并提出具有一定可行性的建议，为家用轿车平顺性的研究打下一定的基础。 关键词：平顺性，八自由度，Simulink，仿真分析 The Simulation Analysis of Family Car Ride Comfort Abstract：Based on the content and meaning of ride comfort studies, using MATLAB / Simulink software, constructed out of steam automobile model eight degrees of freedom, but also a reference to a economy car parameters assigned to the model simulation. In accordance with national standards test simulates the car under different speeds, come to ride simulation simulation time domain and frequency domain at different speeds. This article also based vehicle ride comfort level B state road test results, the accuracy of the model was examined and analyzed,, car ride home. According to the actual vehicle ride comfort characteristics, in the simulation model system analyzes the impact of various parameters related to ride on the vehicle ride comfort while improving vehicle suspension system parameters, and then the improved simulation parameters in the model, too the results and recommendations it is feasible to lay a foundation for the car ride home study. Keywords: Comfort, Eight Degrees of Freedom, Simulink, Simulation Analysis