Dynamic Analysis of Car Suspension Using ADAMSCar for Development of a Software Interface for 翻譯

1、 外文翻譯 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 外文資料名稱(chēng)：Dynamic Analysis of Car Suspension Using ADAMS/Car for Development of a Software Interface for Optimization外文資料出處：International Workshop on Automobile, Power and Energy Engineering附 件： 1.外文資料翻譯譯文 2.外文原文 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日使用ADAMS / CAR軟件界面開(kāi)發(fā)汽車(chē)懸架的優(yōu)化及

2、動(dòng)態(tài)分析寧曉斌 趙翠寧 沈繼生趙添譯 摘要汽車(chē)懸架的設(shè)計(jì)是一個(gè)多自由度機(jī)制的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)難度比較大。 本文主要側(cè)重于應(yīng)用ADAMS系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。用ADAMS 的一個(gè)特定的模塊，分析懸架對(duì)于不同底盤(pán)平臺(tái)的適應(yīng)性以及車(chē)輛乘坐的舒適性。這項(xiàng)工作的目的是利用ADAMS使模型參數(shù)化，然后將其載入到一個(gè)工程中，以方便設(shè)計(jì)人員能夠快速地進(jìn)行循環(huán)設(shè)計(jì)，以減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。這款基于知識(shí)的工程軟件是使用被稱(chēng)為“對(duì)象定義語(yǔ)言”的語(yǔ)言。對(duì)象定義語(yǔ)言是基于Visual C + +軟件語(yǔ)言編寫(xiě)的。該模塊不僅可以通過(guò)輸入?yún)?shù)對(duì)底盤(pán)的前部和后部的懸掛系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)快速的建模，而且還可以對(duì)影響乘坐的舒適性的重要因素進(jìn)行

3、分析和優(yōu)化。該軟件模塊提供了兩種測(cè)試類(lèi)型，車(chē)輛虛擬仿真測(cè)試和四柱測(cè)試。最后，該模塊被應(yīng)用來(lái)分析兩種車(chē)底盤(pán)模型：前部和后部的頻率確定，以及脈沖的模擬。結(jié)果表明，進(jìn)行測(cè)試的的2種汽車(chē)的底盤(pán)平臺(tái)滿(mǎn)足乘坐舒適性的要求。關(guān)鍵詞：底盤(pán)，懸掛，仿真，乘坐的舒適性1。前言汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)是目前世界主要汽車(chē)制造商的優(yōu)勢(shì)技術(shù)。他們進(jìn)行市場(chǎng)分析然后以底盤(pán)平臺(tái)為基礎(chǔ)，在具體的車(chē)型上進(jìn)行視圖的分割，進(jìn)行局部調(diào)整，從而開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型的車(chē)輛。術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)呵安寇?chē)身的固有頻率后部車(chē)身的固有頻率 前懸架剛度 后懸架的剛度 前懸架彈簧的質(zhì)量 后懸架彈簧的質(zhì)量 道路空間位移功率譜密度 路面不平度系數(shù) 空間頻率 空間參考頻率; 頻率指數(shù)，w=

4、2N 偽隨機(jī)信號(hào)中包含的數(shù)量的頻率 頻率的偽隨機(jī)信號(hào) 二維道路垂直位置 隨機(jī)函數(shù)的相位角，其范圍是0 相應(yīng)幅度的對(duì)應(yīng)頻率 偽隨機(jī)信號(hào)的頻率下限 偽隨機(jī)信號(hào)的頻率上限以滿(mǎn)足現(xiàn)有底盤(pán)適應(yīng)不同的市場(chǎng)需求，使他們可以快速搶占市場(chǎng)，贏得更大的利潤(rùn)。同時(shí)通過(guò)多類(lèi)型的底盤(pán)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，你所掌握的關(guān)鍵技術(shù)，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)產(chǎn)品，這對(duì)于汽車(chē)零部件行業(yè)有非常重要的戰(zhàn)略意義，可以提升和完善自身的競(jìng)爭(zhēng)力。汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)具有成本高，周期長(zhǎng)，成功率低，風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)。通過(guò)開(kāi)發(fā)平臺(tái) multi-types 底盤(pán)懸架設(shè)計(jì)分析平臺(tái)，您可以首先進(jìn)行虛擬仿真設(shè)計(jì)，直到其各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足要求，然后轉(zhuǎn)到物理設(shè)計(jì)，從而節(jié)省大量的汽車(chē)

5、設(shè)計(jì)步驟、 時(shí)間和金錢(qián)。懸掛系統(tǒng)必須保證汽車(chē)具有良好的駕駛舒適性。因此，有必要建立一個(gè)仿真模型來(lái)分析車(chē)乘坐的舒適性。本文基于多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS / CAR和VC + +來(lái)開(kāi)發(fā)和研制一套用于分析駕乘舒適性的多類(lèi)型懸掛的底盤(pán)平臺(tái)分析的特定模塊。此模塊可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛模型與其子系統(tǒng)的參數(shù)化自動(dòng)建模，并能分析各種影響車(chē)輛乘坐舒適性的因素，以及進(jìn)行的模擬結(jié)果數(shù)據(jù)的后處理。2. 底盤(pán)懸架平順性分析平臺(tái)模塊該系統(tǒng)是基于ADAMS / Car與VC + +作為平臺(tái)所開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)的主要功能包括：（1）前部和后部懸架的參數(shù)化自動(dòng)建模功能系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，前部和后部防側(cè)傾桿系統(tǒng)，車(chē)身系統(tǒng)，前，后輪系統(tǒng)，它是用于

6、在車(chē)輛裝配中創(chuàng)建和修改子系統(tǒng)。（2）自動(dòng)化的裝配車(chē)輛模型、 模型中裝配的相關(guān)子系統(tǒng)中使用的功能。（3）前后頻率自動(dòng)測(cè)量功能，用來(lái)衡量和判斷車(chē)是否前部和后部的頻率滿(mǎn)足駕乘舒適性的要求。（4）自動(dòng)仿真分析功能，進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行仿真分析。（5）數(shù)據(jù)后處理功能，可根據(jù)車(chē)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)用于重建工作狀態(tài)的動(dòng)畫(huà)和仿真數(shù)據(jù)的提取。（6）優(yōu)化功能，修改相關(guān)車(chē)輛模型參數(shù)，以滿(mǎn)足駕乘舒適性的要求。所有ADAMS / CAR的功能模塊傳輸均通過(guò)VC + +來(lái)完成。2.1 每個(gè)子系統(tǒng)的參數(shù)化功能模塊功能模塊前部和后部懸架模型的建立。傳輸子系統(tǒng)建模通過(guò)VC + +的菜單界面，然后選擇“懸吊系統(tǒng)模型菜單的選擇

7、前面懸掛式驅(qū)動(dòng)模式，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)出前懸架相應(yīng)的懸浮液的類(lèi)型和驅(qū)動(dòng)模式的建模界面。模型可以通過(guò)投入完成模型接口的輸入對(duì)話(huà)框中的相關(guān)參數(shù)。這里通過(guò)機(jī)箱平臺(tái)模型 (WX1 作為代碼名稱(chēng)） 作為示例進(jìn)行解釋。WX1前懸架是麥弗遜懸架，驅(qū)動(dòng)方式前置前驅(qū)，當(dāng)在VC + +菜單界面選擇了這樣的條件后，系統(tǒng)就會(huì)調(diào)出的前輪驅(qū)動(dòng)型的模式菜單根據(jù)條件自動(dòng)選擇麥弗遜式懸架。圖1輸入?yún)?shù)建立的模型前懸架。然后輸入開(kāi)放路徑模式菜單中相應(yīng)的懸掛系統(tǒng)屬性文件后，輸入對(duì)應(yīng)的硬點(diǎn)的懸架系統(tǒng)模型接口 ，如螺旋彈簧的剛度，減震器的阻尼，前束角，外傾角，等等。然后單擊“確定”，根據(jù)所選擇的屬性文件和輸入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建懸架模型參數(shù)

8、當(dāng)模型完成后，您可以通過(guò)ADAMS / CAR接口查看所建立的模型。，然后單擊“保存并退出，系統(tǒng)將自動(dòng)存儲(chǔ)在模型前懸架到達(dá)指定地點(diǎn)時(shí)被調(diào)用的汽車(chē)組裝并退出，如圖1示。以下步驟建立后懸架模型的前懸架的是相同的，只是輸入接口參數(shù)是略有不同的。建立車(chē)身模型的功能模塊。在本文中，建立車(chē)輛車(chē)身已經(jīng)考慮到影響駕駛員，乘客，行李和其他質(zhì)量分布影響下的乘坐舒適性1。在汽車(chē)車(chē)身上建立一個(gè)簡(jiǎn)化的座椅人模型，并進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。當(dāng)車(chē)體建模，通過(guò)VC + +轉(zhuǎn)移相關(guān)的命令后輸入建模界面中的相關(guān)參數(shù)，車(chē)體模型就可以完成。建立其他子系統(tǒng)模型的功能模塊。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的建模方法，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，前部和后部的抗側(cè)傾桿系統(tǒng)，前部和后輪是類(lèi)

9、似于前懸架建模，通過(guò)VC + +接口轉(zhuǎn)換相關(guān)的建模造型菜單界面，通過(guò)輸入相關(guān)的參數(shù)建模界面就完成了系統(tǒng)建模。2.2。整車(chē)造型功能模塊車(chē)輛建模分析系統(tǒng)提供了兩種試驗(yàn)臺(tái)（MDI_SDI_TESTRIG，ARIDE_FOUR_ POST_ TESTRIG）。當(dāng)它來(lái)的虛擬車(chē)輛仿真分析，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)VC + +自動(dòng)輸出汽車(chē)裝配接口傳輸?shù)能?chē)輛組裝訂單并自動(dòng)調(diào)用MDI_SDI_TESTRIG，測(cè)試臺(tái)組裝與各子系統(tǒng)。當(dāng)它進(jìn)行四柱試驗(yàn)臺(tái)仿真分析時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG各子系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)組件。每個(gè)子系統(tǒng)完成選擇后單擊“確定”完成整車(chē)裝配，最后單擊“保存并退出，拼裝車(chē)模型將被保

10、存在指定的位置，等待下一步分析。建立一個(gè)底盤(pán)平臺(tái)需要進(jìn)行多次檢驗(yàn)，以便它可以被應(yīng)用到不同的模型中。在此文件中，同時(shí)考慮兩種類(lèi)型的車(chē)輛 WX1 和 WX2 的實(shí)例，以共享底盤(pán)，通過(guò)修改軌道、 軸距、 重心的位置、 車(chē)輛質(zhì)量、 輪胎和其他參數(shù)的底盤(pán)平臺(tái)，然后建立車(chē)輛模型，圖 2 中所示的為兩個(gè)不同的參數(shù)。圖2的仿真模型WX1和WX2。主要技術(shù)參數(shù)WX1 WX2完整的質(zhì)量（kg）1607 1845前橋載荷（kg）829.5849后軸載質(zhì)量（kg）777.8996前輪距（毫米）14701420后輪距（mm）14701440前懸架的剛度N毫米-1）24.724.7后懸架的剛度（N毫米-1）15.5615

11、.56質(zhì)心高度（毫米）680595質(zhì)心和前軸之間的距離（毫米）10421132質(zhì)心和后橋之間的距離（毫米）15661563表1. 兩車(chē)的主要參數(shù)對(duì)比。2.3. 平順性仿真分析功能模塊參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件的要求，在平順性仿真功能汽車(chē)虛擬仿真模塊的基礎(chǔ)以及平順性仿真功能模塊的基礎(chǔ)上建立四柱試驗(yàn)臺(tái)。該功能模塊可以實(shí)現(xiàn)以下要求：測(cè)試前和后側(cè)偏移的量的頻率;優(yōu)化車(chē)頭在制動(dòng)和加速時(shí)的搖動(dòng)量?jī)?yōu)化的抗側(cè)傾桿剛度下的平順性仿真分析和優(yōu)化338 王曉斌寧等。/ Procedia工程16（2011）333 - 341凹凸脈沖和矩形脈沖激發(fā)在B和C類(lèi)信道的平順性仿真分析與優(yōu)化因此，它可以通過(guò)調(diào)用相關(guān)命令通過(guò) VC +

12、 + 界面，自動(dòng)的通過(guò)用戶(hù)輸入接口輸入乘坐舒適性仿真分析條件的相關(guān)的參數(shù)并調(diào)整。 有一個(gè)B級(jí)的道路乘坐的舒適性仿真分析和優(yōu)化的界面。它可以自動(dòng)進(jìn)行仿真，視景仿真動(dòng)畫(huà)，并通過(guò)單擊相應(yīng)的按鈕修改接口上的彈簧剛度和減振器阻尼。2.4。數(shù)據(jù)后處理功能模塊的結(jié)果 對(duì)于每個(gè)仿真分析模塊，都有一個(gè)相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)的后期處理模塊，使用此模塊，不僅以輕松讀取各種數(shù)據(jù)位移，速度，加速度并從仿真結(jié)果中組件之間的相互作用力，而且還可以得到進(jìn)一步的車(chē)輛性能數(shù)據(jù)的信息，如每個(gè)軸向的車(chē)輛加速度功率譜 身體和座椅，以及各類(lèi)車(chē)輛的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在這種方式中，汽車(chē)設(shè)計(jì)人員可以很容易地，直觀地得到所設(shè)計(jì)的車(chē)輛性能信息，從而

13、提高其設(shè)計(jì)效率。模擬完成后，涉及到后處理功能模塊。通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，您可以查看每個(gè)軸向加速度及駕駛座位的功率譜密度曲線3。汽車(chē)平順性仿真分析3.1。前部和后部偏移頻率確定在彈簧上的前后懸架和質(zhì)量構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率是影響車(chē)輛的乘坐舒適性的主要參數(shù)之一 。車(chē)體的前部和后部的自然頻率通過(guò)n 1 和n 2 表示：􀀏􀀁􀀁􀀁􀀁􀀁􀀁􀀂􀀅􀀃上面的計(jì)算公式中：c 1 和c 2 是前部和后部懸架的剛度; m 1 和m 2 是前部

14、和后部的懸架彈簧的質(zhì)量。根據(jù)固有頻率和阻尼比測(cè)定文獻(xiàn)2中的汽車(chē)懸架系統(tǒng)和二次開(kāi)發(fā)向ADAMS/Car上設(shè)立了兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試其通過(guò)的四柱或虛擬模擬前端和后端偏移的頻率這是虛擬測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試前偏移的頻率在使用這個(gè)虛擬模擬測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試的前部和后部分別WX1和WX2偏移頻率。與分別測(cè)定的前部和后部的頻率偏移WX1 1.38Hz，1.20Hz; WX2分別為1.4赫茲，1.28赫茲?；谠谖墨I(xiàn)3的部分的頻率的要求，我們可以看到，這兩種類(lèi)型所有型號(hào)的前部和后部偏移頻率的滿(mǎn)足 駕乘舒適性的要求。3.1。脈沖激勵(lì)的模擬和分析4根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5902-86的要求，該模塊已開(kāi)發(fā)2種，脈沖輸入脈沖激勵(lì)（三角脈

15、沖激勵(lì)和矩形脈沖激勵(lì)）。在與乘客座位的最大加速度響應(yīng) （絕對(duì)值） 的后處理界面中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使用稱(chēng)為 ISO2631 作為評(píng)價(jià)方法的健康作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，新草案中 ISO2631 脈沖輸入下的乘坐舒適性評(píng)價(jià)脈沖是： 通過(guò)椅子的最大加速度響應(yīng)的乘客超過(guò)43.02會(huì)危害健康，而低于 31.44 將沒(méi)有危害健康，在此范圍之間 31.44 到 43.02 具有某種程度的對(duì)健康的危害。選擇三角波的模擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行分析。它可以是駕駛員的座椅加速時(shí)獲得的最大的垂直加速度，分別表示為WX1，WX2。通過(guò)三角波路不同的模擬速度，從它可以被看作是最大加速度響應(yīng)傳遞給乘客是低于31.44及以下的恒定速度，脈沖對(duì)人的

16、健康有沒(méi)有危害。3.2。隨機(jī)路面乘坐的舒適性分析3.2.1。B級(jí)隨機(jī)路面文件代參考文獻(xiàn)6中根據(jù)隨機(jī)路面模型要求在ADAMS / CAR模擬中不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，先用下面的公式來(lái)解決道路空間位移功率譜密度：􀀆􀀃在上面的計(jì)算公式為 ： 是道路空間位移功率譜密度; 道路粗糙度系數(shù); n為空間頻率，n 0 是的空間基準(zhǔn)頻率; =0.1米-1;w是頻率指數(shù)，w = 2。接下來(lái)，使用的偽高斯白噪聲的功率譜密度的道路空間速度信號(hào)，以獲得信號(hào) 􀀁􀀁􀀁􀀁􀀂􀀇𙦙

17、9;最后，使用 ADAMS /Car中的功率譜逆變換功能INVSPD產(chǎn)生隨機(jī)道路數(shù)據(jù)。􀀁􀀁􀀂􀀉􀀃 在上面的計(jì)算公式：N是被包括在偽 隨機(jī) 的頻率的數(shù)量信號(hào); 是偽隨機(jī)信號(hào)的頻率; x是兩維的垂直位置道路;是由隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生的相位角，取值范圍為0; 是相應(yīng)的幅度對(duì)應(yīng)的頻率; 分鐘 的下限頻率的偽 隨機(jī)信號(hào); 是一個(gè)偽隨機(jī)信號(hào)的頻率上限。3.2.2。B級(jí)公路舒適性仿真分析根據(jù)在文獻(xiàn)7中車(chē)輛乘坐的舒適性測(cè)試方法乘坐的舒適性提到任意激勵(lì)仿真系統(tǒng)仿真分析系統(tǒng)提供了兩種，即：虛擬模擬隨機(jī)路面乘坐的舒適性分析系統(tǒng)，四柱試

18、驗(yàn)臺(tái)模擬隨機(jī)激勵(lì)的分析乘坐的舒適性。使用隨機(jī)路面乘坐的舒適性分析系統(tǒng)的虛擬仿真分析WX1和WX2乘坐舒適。得到的3軸加速度功率譜駕駛員座椅WX2和WX1。根據(jù)文獻(xiàn)8我們可以知道，最靈敏的駕駛席縱軸頻率加權(quán)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍為412.5Hz，和水平響起的標(biāo)準(zhǔn)是0.52HZ。因此，在垂直方向上的加速度功率譜峰應(yīng)該避開(kāi)的敏感范圍為412.5Hz，應(yīng)引導(dǎo)和水平峰值清晰的敏感范圍為0.52HZ。從上述三個(gè)圖片中，我們可以看到，三個(gè)軸WX2和WX1的駕駛員座椅加速度功率譜峰值避免其靈敏度范圍 的加權(quán)加速度的根均方值可以計(jì)算為：W（f）是頻率的加權(quán)函數(shù)。水平振動(dòng)頻率的加權(quán)函數(shù)可以表示為： 􀀁􀀂􀀋􀀃豎向振動(dòng)頻