平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法

2023-10-09 20:41:39 1

平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法
【專利摘要】本發明公開了一種平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，涉及車輛動力學【技術領域】，包括：S1：根據預設的鋼板彈簧參數利用ADAMS/CAR工具生成鋼板彈簧模型；S2：根據平衡懸架鋼板彈簧的固有結構特徵將所述鋼板彈簧模型轉換成平衡懸架鋼板彈簧模型。本發明通過ADAMS/CAR工具先建立鋼板彈簧模型，再對鋼板彈簧模型進一步編輯以生成平衡懸架鋼板彈簧模型，從而減少平衡懸架鋼板彈簧建模時的自由度，提高建模速度和模型計算效率；減少平衡懸架鋼板彈簧建模時所需數據；可以方便地將鋼板彈簧與平衡懸架其它部分連接，組成平衡懸架的完整結構。
【專利說明】平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛動力學【技術領域】，特別涉及一種平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法。
【背景技術】
[0002]平衡懸架鋼板彈簧，是重型卡車懸架中應用最為廣泛的一種彈性元件，其不同於一般鋼板彈簧的結構型式和安裝方式，使得其非線性，包括遲滯摩擦特性對車輛動力學的乘坐舒適性、制動性、操縱穩定性的影響尚不明確。因此，建立合理的平衡懸架鋼板彈簧多體動力學模型具有重要的現實意義。
[0003]目前，國內外學者提出的鋼板彈簧多體動力學建模方法主要有:有限元法和Beam梁法。
[0004]1、有限元模態法
[0005]這種建模方法是利用多體動力學軟體與有限元軟體之間的信息交換接口，在有限元軟體中建立鋼板彈簧的有限元模型並生成模態中性文件。然後，將該模態中性文件輸入到ADAMS等多體動力學軟體中，將柔性體與模型中的其它零件連接起來，或者將模型中已有的零件剛體模型替換為柔性體模型。
[0006]2、離散Beam單元建模方法
[0007]這種建模方法將每片鋼板彈簧離散化為若干剛體，相鄰剛體之間採用線性等截面的無質量Beam梁來連接，通過設置接觸力Impact和摩擦係數反映鋼板彈簧各片間的接觸及摩擦特性，而鋼板彈簧的材質、形狀、阻尼、變形等可通過Beam的變量參數實現。
[0008]上述技術有如下缺陷:
[0009]1、採用有限元模態法時，如果在有限元軟體中劃分網格數量較多，會造成鋼板彈簧模型自由度較大，在多體動力學軟體中計算緩慢，使仿真效率受到影響。而且，不同軟體間的模型信息交換，還可能會造成部分信息丟失現象；
[0010]2、對重型車採用離散Beam單元模型進行鋼板彈簧建模，如果離散單元數量巨大，會導致模型自由度激增，造成計算困難，甚至有時無法收斂，仿真失敗。另外，如果不採用參數化方法建立鋼板彈簧剛體模塊，Beam的添加，接觸力的添加等步驟，手工建立將非常繁瑣，出現錯誤時不便於修改。

【發明內容】

[0011](一)要解決的技術問題
[0012]本發明要解決的技術問題是:如何減少平衡懸架鋼板彈簧建模時的自由度，從而減小計算複雜度，提高建模效率。
[0013](二)技術方案
[0014]為解決上述技術問題，本發明提供了一種平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，包括以下步驟:[0015]S1:根據預設的鋼板彈簧參數利用ADAMS/CAR工具生成鋼板彈簧模型；
[0016]S2:根據平衡懸架鋼板彈簧的固有結構特徵將所述鋼板彈簧模型轉換成平衡懸架鋼板彈簧模型。
[0017]其中，所述步驟S2具體包括:
[0018]獲取所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型不同的參數屬性；
[0019]根據所述不同的參數屬性及所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型相同的參數屬性建立所述平衡懸架鋼板彈簧模型。
[0020]其中，所述獲取所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型不同的參數屬性包括:接收用戶界面輸入的修改後的參數屬性，或導入修改後的參數屬性的配置文件，修改後的參數屬性為不同的參數屬性。
[0021]其中，修改參數屬性包括:
[0022]刪除鋼板彈簧模型中的吊耳部件、前卷耳襯套和後卷耳襯套參數；
[0023]修改前後安裝件名稱,將前安裝件改名為表示連接平衡懸架前軸的名稱,將後安裝件改名為表示連接平衡懸架後軸的名稱；
[0024]修改前後卷耳部件的質量和轉動慣量值，修改為取值範圍內的最小值；
[0025]在所述前安裝件和前卷耳部件之間以及後安裝件和後卷耳部件之間分別建立移動副，所建立移動副的移動方向與全局坐標系X軸方向平行。
[0026]其中，所述鋼板彈簧參數中吊耳部件和前後卷耳的參數設置為取值範圍內的最小值。
[0027]其中，所述步驟S1中還包括配置ADAMS/CAR工具使其中Leafspring模塊生效的步驟。
[0028]其中，所述步驟S2之後還包括:將所述平衡懸架鋼板彈簧模型與平衡懸架模型進行匹配。
[0029](三)有益效果
[0030]本發明通過ADAMS/CAR工具先建立鋼板彈簧模型，再對鋼板彈簧模型進一步編輯以生成平衡懸架鋼板彈簧模型，因此，減少平衡懸架鋼板彈簧建模時的自由度，提高建模速度和模型計算效率；減少平衡懸架鋼板彈簧建模時所需數據；可以方便地將鋼板彈簧與平衡懸架其它部分連接，組成平衡懸架的完整結構，以及迅速建立平衡懸架虛擬仿真平臺，進行平衡懸架運動學特性和彈性運動學特性的仿真。也可以將該平衡懸架系統直接添加到整車模型中，節省整車建模時的工作量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發明實施例的一種平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法流程圖；
[0032]圖2是利用ADAMS/CAR Leafspring模塊生成鋼板彈簧多體動力學模型示意圖；
[0033]圖3是前移動副模型結構示意圖；
[0034]圖4是後移動副模型結構示意圖；
[0035]圖5是最終建立的平衡懸架鋼板彈簧多體動力學模型示意圖；
[0036]圖6是圖5中的平衡懸架鋼板彈簧多體動力學模型與平衡懸架模型以及整車模型匹配示意圖；[0037]圖 7 是 ADAMS/CAR Leafspring 中 Impact 函數的圖解表不；
[0038]圖8是ADAMS/CAR Leafspring中Impact函數表示的接觸力中的彈性力和阻尼力曲線。
[0039]附圖標記說明:
[0040]1:前卷耳襯套，2:鋼板彈簧柔性體，3:後卷耳襯套，4:吊耳部件，5:前移動副，6:iu安裝件，7:如卷耳部件，8:後安裝件，9:後移動副，10:後卷耳部件。其中如後安裝件和iu後卷耳部件沒有具體的結構形狀，是四個虛擬部件，在ADAMS中虛擬部件是用一個類似於參照框(相當於局部坐標系)來表示。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0042]本實施例的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法流程如圖1所示，包括:
[0043]步驟S100, ADAMS/Car 軟體環境設置。Leafspring 是 MSC.Software 公司在ADAMS2003版本裡額外加入到ADMAS/Auto Flex和ADAMS/Car中的試驗模塊，正常安裝後的ADAMS並不會顯示這個模塊，要使其生效需要修改ADAMS/Car配置文件acar.cfg。
[0044]將！Enableaccess to A/View interface 的下兩行語句修改為:
[0045]ENVIRONMENT MDI_ACAR_PLUS_AVIEff yes
[0046]ENVIRONMENT MDI_AVIEff_EXPERIMENTAL true
[0047]第一行語句的作用是使ADAMS/Car環境和ADAMS/View環境能夠自由切換，第二行語句的作用是使ADAMS/Car Leafspring生效。
[0048]步驟S200，建模參數準備。建模採用的某平衡懸架鋼板彈簧的具體結構參數如表I所示，表中數據是ADAMS/Car Leafspring生成鋼板彈簧模型必須的數據,可以通過查閱平衡懸架鋼板彈簧圖紙得到。由於平衡懸架板簧沒有前後卷耳和吊耳結構，所以設置卷耳的形式設置為Berlin內徑為Imm,設置吊耳參數中長度為Imm,質量為Ikg,轉動慣量為0.lkg.mm2，保證卷耳和吊耳的結構很小不會影響鋼板彈簧整體的結構。
[0049]表I鋼板彈簧的建模參數
【權利要求】
1.一種平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，包括以下步驟:51:根據預設的鋼板彈簧參數利用ADAMS/CAR工具生成鋼板彈簧模型；52:根據平衡懸架鋼板彈簧的固有結構特徵將所述鋼板彈簧模型轉換成平衡懸架鋼板彈簧模型。
2.如權利要求1所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，所述步驟S2具體包括:獲取所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型不同的參數屬性；根據所述不同的參數屬性及所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型相同的參數屬性建立所述平衡懸架鋼板彈簧模型。
3.如權利要求2所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，所述獲取所述平衡懸架鋼板彈簧模型與所述鋼板彈簧模型不同的參數屬性包括:接收用戶界面輸入的修改後的參數屬性，或導入修改後的參數屬性的配置文件，修改後的參數屬性為不同的參數屬性。
4.如權利要求3所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，修改參數屬性包括:刪除鋼板彈簧模型中的吊耳部件、前卷耳襯套和後卷耳襯套參數；修改前後安裝件名稱，將前安裝件改名為表示連接平衡懸架前軸的名稱，將後安裝件改名為表示連接平衡懸架後軸的名稱；修改前後卷耳部件的質量和轉動慣量值，修改為取值範圍內的最小值；在所述前安裝件和前卷耳部件之間以及後安裝件和後卷耳部件之間分別建立移動副，所建立移動副的移動方向與全局坐標系X軸方向平行。
5.如權利要求4所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，所述鋼板彈簧參數中吊耳部件和前後卷耳的參數設置為取值範圍內的最小值。
6.如權利要求1所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，所述步驟S1中還包括配置ADAMS/CAR工具使其中Leafspring模塊生效的步驟。
7.如權利要求1飛中任一項所述的平衡懸架鋼板彈簧模型建立方法，其特徵在於，所述步驟S2之後還包括:將所述平衡懸架鋼板彈簧模型與平衡懸架模型進行匹配。
【文檔編號】G06F17/50GK103699703SQ201210365852
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】吳陽年, 章娟麗 申請人:簡式國際汽車設計（北京）有限公司