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文檔簡介
1、 外文翻譯 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 班 級 學 號 指 導 教 師 外文資料名稱: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 指導教師評語: 簽名: 年 月 日使用ADAMS / CAR軟件界面開發(fā)汽車懸架的優(yōu)化及
2、動態(tài)分析寧曉斌 趙翠寧 沈繼生趙添譯 摘要汽車懸架的設計是一個多自由度機制的設計,設計難度比較大。 本文主要側重于應用ADAMS系統(tǒng)進行動學和動力學分析。用ADAMS 的一個特定的模塊,分析懸架對于不同底盤平臺的適應性以及車輛乘坐的舒適性。這項工作的目的是利用ADAMS使模型參數(shù)化,然后將其載入到一個工程中,以方便設計人員能夠快速地進行循環(huán)設計,以減少開發(fā)時間。這款基于知識的工程軟件是使用被稱為“對象定義語言”的語言。對象定義語言是基于Visual C + +軟件語言編寫的。該模塊不僅可以通過輸入?yún)?shù)對底盤的前部和后部的懸掛系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)快速的建模,而且還可以對影響乘坐的舒適性的重要因素進行
3、分析和優(yōu)化。該軟件模塊提供了兩種測試類型,車輛虛擬仿真測試和四柱測試。最后,該模塊被應用來分析兩種車底盤模型:前部和后部的頻率確定,以及脈沖的模擬。結果表明,進行測試的的2種汽車的底盤平臺滿足乘坐舒適性的要求。關鍵詞:底盤,懸掛,仿真,乘坐的舒適性1。前言汽車底盤技術是目前世界主要汽車制造商的優(yōu)勢技術。他們進行市場分析然后以底盤平臺為基礎,在具體的車型上進行視圖的分割,進行局部調整,從而開發(fā)各種類型的車輛。術語解釋:前部車身的固有頻率后部車身的固有頻率 前懸架剛度 后懸架的剛度 前懸架彈簧的質量 后懸架彈簧的質量 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 偽隨機信號中包含的數(shù)量的頻率 頻率的偽隨機信號 二維道路垂直位置 隨機函數(shù)的相位角,其范圍是0 相應幅度的對應頻率 偽隨機信號的頻率下限 偽隨機信號的頻率上限以滿足現(xiàn)有底盤適應不同的市場需求,使他們可以快速搶占市場,贏得更大的利潤。同時通過多類型的底盤平臺的開發(fā),你所掌握的關鍵技術,形成具有自主知識產權的核心技術產品,這對于汽車零部件行業(yè)有非常重要的戰(zhàn)略意義,可以提升和完善自身的競爭力。汽車產品開發(fā)具有成本高,周期長,成功率低,風險高的特點。通過開發(fā)平臺 multi-types 底盤懸架設計分析平臺,您可以首先進行虛擬仿真設計,直到其各項指標滿足要求,然后轉到物理設計,從而節(jié)省大量的汽車
5、設計步驟、 時間和金錢。懸掛系統(tǒng)必須保證汽車具有良好的駕駛舒適性。因此,有必要建立一個仿真模型來分析車乘坐的舒適性。本文基于多體動力學分析軟件ADAMS / CAR和VC + +來開發(fā)和研制一套用于分析駕乘舒適性的多類型懸掛的底盤平臺分析的特定模塊。此模塊可以實現(xiàn)車輛模型與其子系統(tǒng)的參數(shù)化自動建模,并能分析各種影響車輛乘坐舒適性的因素,以及進行的模擬結果數(shù)據(jù)的后處理。2. 底盤懸架平順性分析平臺模塊該系統(tǒng)是基于ADAMS / Car與VC + +作為平臺所開發(fā)。該系統(tǒng)的主要功能包括:(1)前部和后部懸架的參數(shù)化自動建模功能系統(tǒng),轉向系統(tǒng),前部和后部防側傾桿系統(tǒng),車身系統(tǒng),前,后輪系統(tǒng),它是用于
6、在車輛裝配中創(chuàng)建和修改子系統(tǒng)。(2)自動化的裝配車輛模型、 模型中裝配的相關子系統(tǒng)中使用的功能。(3)前后頻率自動測量功能,用來衡量和判斷車是否前部和后部的頻率滿足駕乘舒適性的要求。(4)自動仿真分析功能,進入國家標準測試條件下的數(shù)據(jù)自動進行仿真分析。(5)數(shù)據(jù)后處理功能,可根據(jù)車評估標準用于重建工作狀態(tài)的動畫和仿真數(shù)據(jù)的提取。(6)優(yōu)化功能,修改相關車輛模型參數(shù),以滿足駕乘舒適性的要求。所有ADAMS / CAR的功能模塊傳輸均通過VC + +來完成。2.1 每個子系統(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、前面懸掛式驅動模式,那么系統(tǒng)會自動轉出前懸架相應的懸浮液的類型和驅動模式的建模界面。模型可以通過投入完成模型接口的輸入對話框中的相關參數(shù)。這里通過機箱平臺模型 (WX1 作為代碼名稱) 作為示例進行解釋。WX1前懸架是麥弗遜懸架,驅動方式前置前驅,當在VC + +菜單界面選擇了這樣的條件后,系統(tǒng)就會調出的前輪驅動型的模式菜單根據(jù)條件自動選擇麥弗遜式懸架。圖1輸入?yún)?shù)建立的模型前懸架。然后輸入開放路徑模式菜單中相應的懸掛系統(tǒng)屬性文件后,輸入對應的硬點的懸架系統(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)會自動創(chuàng)建懸架模型參數(shù)
8、當模型完成后,您可以通過ADAMS / CAR接口查看所建立的模型。,然后單擊“保存并退出,系統(tǒng)將自動存儲在模型前懸架到達指定地點時被調用的汽車組裝并退出,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。建立車身模型的功能模塊。在本文中,建立車輛車身已經(jīng)考慮到影響駕駛員,乘客,行李和其他質量分布影響下的乘坐舒適性1。在汽車車身上建立一個簡化的座椅人模型,并進行二次開發(fā)。當車體建模,通過VC + +轉移相關的命令后輸入建模界面中的相關參數(shù),車體模型就可以完成。建立其他子系統(tǒng)模型的功能模塊。轉向系統(tǒng)的建模方法,發(fā)動機系統(tǒng)中,前部和后部的抗側傾桿系統(tǒng),前部和后輪是類
9、似于前懸架建模,通過VC + +接口轉換相關的建模造型菜單界面,通過輸入相關的參數(shù)建模界面就完成了系統(tǒng)建模。2.2。整車造型功能模塊車輛建模分析系統(tǒng)提供了兩種試驗臺(MDI_SDI_TESTRIG,ARIDE_FOUR_ POST_ TESTRIG)。當它來的虛擬車輛仿真分析,系統(tǒng)會通過VC + +自動輸出汽車裝配接口傳輸?shù)能囕v組裝訂單并自動調用MDI_SDI_TESTRIG,測試臺組裝與各子系統(tǒng)。當它進行四柱試驗臺仿真分析時,系統(tǒng)會自動選擇ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG各子系統(tǒng)的測試平臺組件。每個子系統(tǒng)完成選擇后單擊“確定”完成整車裝配,最后單擊“保存并退出,拼裝車模型將被保
10、存在指定的位置,等待下一步分析。建立一個底盤平臺需要進行多次檢驗,以便它可以被應用到不同的模型中。在此文件中,同時考慮兩種類型的車輛 WX1 和 WX2 的實例,以共享底盤,通過修改軌道、 軸距、 重心的位置、 車輛質量、 輪胎和其他參數(shù)的底盤平臺,然后建立車輛模型,圖 2 中所示的為兩個不同的參數(shù)。圖2的仿真模型WX1和WX2。主要技術參數(shù)WX1 WX2完整的質量(kg)1607 1845前橋載荷(kg)829.5849后軸載質量(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質心高度(毫米)680595質心和前軸之間的距離(毫米)10421132質心和后橋之間的距離(毫米)15661563表1. 兩車的主要參數(shù)對比。2.3. 平順性仿真分析功能模塊參照國家標準測試條件的要求,在平順性仿真功能汽車虛擬仿真模塊的基礎以及平順性仿真功能模塊的基礎上建立四柱試驗臺。該功能模塊可以實現(xiàn)以下要求:測試前和后側偏移的量的頻率;優(yōu)化車頭在制動和加速時的搖動量優(yōu)化的抗側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類信道的平順性仿真分析與優(yōu)化因此,它可以通過調用相關命令通過 VC +
12、 + 界面,自動的通過用戶輸入接口輸入乘坐舒適性仿真分析條件的相關的參數(shù)并調整。 有一個B級的道路乘坐的舒適性仿真分析和優(yōu)化的界面。它可以自動進行仿真,視景仿真動畫,并通過單擊相應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果 對于每個仿真分析模塊,都有一個相應的結果數(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,加速度并從仿真結果中組件之間的相互作用力,而且還可以得到進一步的車輛性能數(shù)據(jù)的信息,如每個軸向的車輛加速度功率譜 身體和座椅,以及各類車輛的評價指標數(shù)據(jù)的國家標準。在這種方式中,汽車設計人員可以很容易地,直觀地得到所設計的車輛性能信息,從而
13、提高其設計效率。模擬完成后,涉及到后處理功能模塊。通過點擊相應的按鈕,您可以查看每個軸向加速度及駕駛座位的功率譜密度曲線3。汽車平順性仿真分析3.1。前部和后部偏移頻率確定在彈簧上的前后懸架和質量構成的振動系統(tǒng)的固有頻率是影響車輛的乘坐舒適性的主要參數(shù)之一 。車體的前部和后部的自然頻率通過n 1 和n 2 表示:上面的計算公式中: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量。根據(jù)固有頻率和阻尼比測定文獻2中的汽車懸架系統(tǒng)和二次開發(fā)向ADAMS/Car上設立了兩個測試系統(tǒng),測試其通過的四柱或虛擬模擬前端和后端偏移的頻率這是虛擬測試系統(tǒng)的測試前偏移的頻率在使用這個虛擬模擬測試系統(tǒng)測試的前部和后部分別WX1和WX2偏移頻率。與分別測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I3的部分的頻率的要求,我們可以看到,這兩種類型所有型號的前部和后部偏移頻率的滿足 駕乘舒適性的要求。3.1。脈沖激勵的模擬和分析4根據(jù)國家標準GB5902-86的要求,該模塊已開發(fā)2種,脈沖輸入脈沖激勵(三角脈
15、沖激勵和矩形脈沖激勵)。在與乘客座位的最大加速度響應 (絕對值) 的后處理界面中的評價標準,使用稱為 ISO2631 作為評價方法的健康作為評價的基礎上,新草案中 ISO2631 脈沖輸入下的乘坐舒適性評價脈沖是: 通過椅子的最大加速度響應的乘客超過43.02會危害健康,而低于 31.44 將沒有危害健康,在此范圍之間 31.44 到 43.02 具有某種程度的對健康的危害。選擇三角波的模擬仿真系統(tǒng)進行分析。它可以是駕駛員的座椅加速時獲得的最大的垂直加速度,分別表示為WX1,WX2。通過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傳遞給乘客是低于31.44及以下的恒定速度,脈沖對人的
16、健康有沒有危害。3.2。隨機路面乘坐的舒適性分析3.2.1。B級隨機路面文件代參考文獻6中根據(jù)隨機路面模型要求在ADAMS / CAR模擬中不符合國家標準,先用下面的公式來解決道路空間位移功率譜密度:在上面的計算公式為 : 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 是的空間基準頻率; =0.1米-1;w是頻率指數(shù),w = 2。接下來,使用的偽高斯白噪聲的功率譜密度的道路空間速度信號,以獲得信號
17、9;最后,使用 ADAMS /Car中的功率譜逆變換功能INVSPD產生隨機道路數(shù)據(jù)。 在上面的計算公式:N是被包括在偽 隨機 的頻率的數(shù)量信號; 是偽隨機信號的頻率; x是兩維的垂直位置道路;是由隨機函數(shù)產生的相位角,取值范圍為0; 是相應的幅度對應的頻率; 分鐘 的下限頻率的偽 隨機信號; 是一個偽隨機信號的頻率上限。3.2.2。B級公路舒適性仿真分析根據(jù)在文獻7中車輛乘坐的舒適性測試方法乘坐的舒適性提到任意激勵仿真系統(tǒng)仿真分析系統(tǒng)提供了兩種,即:虛擬模擬隨機路面乘坐的舒適性分析系統(tǒng),四柱試
18、驗臺模擬隨機激勵的分析乘坐的舒適性。使用隨機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8我們可以知道,最靈敏的駕駛席縱軸頻率加權函數(shù)標準的頻率范圍為412.5Hz,和水平響起的標準是0.52HZ。因此,在垂直方向上的加速度功率譜峰應該避開的敏感范圍為412.5Hz,應引導和水平峰值清晰的敏感范圍為0.52HZ。從上述三個圖片中,我們可以看到,三個軸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 的加權加速度的根均方值可以計算為:W(f)是頻率的加權函數(shù)。水平振動頻率的加權函數(shù)可以表示為: 豎向振動頻
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