Dynamic Analysis of Car Suspension Using ADAMSCar for Development of a Software Interface for 翻译.docx

1、Dynamic Analysis of Car Suspension Using ADAMSCar for Development of a Software Interface for 翻译 外文翻译 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 外文资料名称：Dynamic Analysis of Car Suspension Using ADAMS/Car for Development of a Software Interface for Optimization外文资料出处：International Workshop on Automobile,

2、 Power and Energy Engineering附 件： 1.外文资料翻译译文 2.外文原文 指导教师评语： 签名： 年 月 日使用ADAMS / CAR软件界面开发汽车悬架的优化及动态分析宁晓斌 赵翠宁 沈继生赵添译 摘要汽车悬架的设计是一个多自由度机制的设计，设计难度比较大。 本文主要侧重于应用ADAMS系统进行动学和动力学分析。用ADAMS 的一个特定的模块，分析悬架对于不同底盘平台的适应性以及车辆乘坐的舒适性。这项工作的目的是利用ADAMS使模型参数化，然后将其载入到一个工程中，以方便设计人员能够快速地进行循环设计，以减少开发时间。这款基于知识的工程软件是使用被称为“对象定义

3、语言”的语言。对象定义语言是基于Visual C + +软件语言编写的。该模块不仅可以通过输入参数对底盘的前部和后部的悬挂系统和其他子系统快速的建模，而且还可以对影响乘坐的舒适性的重要因素进行分析和优化。该软件模块提供了两种测试类型，车辆虚拟仿真测试和四柱测试。最后，该模块被应用来分析两种车底盘模型：前部和后部的频率确定，以及脉冲的模拟。结果表明，进行测试的的2种汽车的底盘平台满足乘坐舒适性的要求。关键词：底盘，悬挂，仿真，乘坐的舒适性1。前言汽车底盘技术是目前世界主要汽车制造商的优势技术。他们进行市场分析然后以底盘平台为基础，在具体的车型上进行视图的分割，进行局部调整，从而开发各种类型的车辆

4、。术语解释：前部车身的固有频率后部车身的固有频率 前悬架刚度 后悬架的刚度 前悬架弹簧的质量 后悬架弹簧的质量 道路空间位移功率谱密度 路面不平度系数 空间频率 空间参考频率; 频率指数，w=2N 伪随机信号中包含的数量的频率 频率的伪随机信号 二维道路垂直位置 随机函数的相位角，其范围是0 相应幅度的对应频率 伪随机信号的频率下限 伪随机信号的频率上限以满足现有底盘适应不同的市场需求，使他们可以快速抢占市场，赢得更大的利润。同时通过多类型的底盘平台的开发，你所掌握的关键技术，形成具有自主知识产权的核心技术产品，这对于汽车零部件行业有非常重要的战略意义，可以提升和完善自身的竞争力。汽车产品开发

5、具有成本高，周期长，成功率低，风险高的特点。通过开发平台 multi-types 底盘悬架设计分析平台，您可以首先进行虚拟仿真设计，直到其各项指标满足要求，然后转到物理设计，从而节省大量的汽车设计步骤、 时间和金钱。悬挂系统必须保证汽车具有良好的驾驶舒适性。因此，有必要建立一个仿真模型来分析车乘坐的舒适性。本文基于多体动力学分析软件ADAMS / CAR和VC + +来开发和研制一套用于分析驾乘舒适性的多类型悬挂的底盘平台分析的特定模块。此模块可以实现车辆模型与其子系统的参数化自动建模，并能分析各种影响车辆乘坐舒适性的因素，以及进行的模拟结果数据的后处理。2. 底盘悬架平顺性分析平台模块该系统

6、是基于ADAMS / Car与VC + +作为平台所开发。该系统的主要功能包括：（1）前部和后部悬架的参数化自动建模功能系统，转向系统，前部和后部防侧倾杆系统，车身系统，前，后轮系统，它是用于在车辆装配中创建和修改子系统。（2）自动化的装配车辆模型、 模型中装配的相关子系统中使用的功能。（3）前后频率自动测量功能，用来衡量和判断车是否前部和后部的频率满足驾乘舒适性的要求。（4）自动仿真分析功能，进入国家标准测试条件下的数据自动进行仿真分析。（5）数据后处理功能，可根据车评估标准用于重建工作状态的动画和仿真数据的提取。（6）优化功能，修改相关车辆模型参数，以满足驾乘舒适性的要求。所有ADAMS

7、/ CAR的功能模块传输均通过VC + +来完成。2.1 每个子系统的参数化功能模块功能模块前部和后部悬架模型的建立。传输子系统建模通过VC + +的菜单界面，然后选择“悬吊系统模型菜单的选择前面悬挂式驱动模式，那么系统会自动转出前悬架相应的悬浮液的类型和驱动模式的建模界面。模型可以通过投入完成模型接口的输入对话框中的相关参数。这里通过机箱平台模型 (WX1 作为代码名称） 作为示例进行解释。WX1前悬架是麦弗逊悬架，驱动方式前置前驱，当在VC + +菜单界面选择了这样的条件后，系统就会调出的前轮驱动型的模式菜单根据条件自动选择麦弗逊式悬架。图1输入参数建立的模型前悬架。然后输入开放路径模式菜

8、单中相应的悬挂系统属性文件后，输入对应的硬点的悬架系统模型接口 ，如螺旋弹簧的刚度，减震器的阻尼，前束角，外倾角，等等。然后单击“确定”，根据所选择的属性文件和输入，系统会自动创建悬架模型参数当模型完成后，您可以通过ADAMS / CAR接口查看所建立的模型。，然后单击“保存并退出，系统将自动存储在模型前悬架到达指定地点时被调用的汽车组装并退出，如图1示。以下步骤建立后悬架模型的前悬架的是相同的，只是输入接口参数是略有不同的。建立车身模型的功能模块。在本文中，建立车辆车身已经考虑到影响驾驶员，乘客，行李和其他质量分布影响下的乘坐舒适性1。在汽车车身上建立一个简化的座椅人模型，并进行二次开发。当

9、车体建模，通过VC + +转移相关的命令后输入建模界面中的相关参数，车体模型就可以完成。建立其他子系统模型的功能模块。转向系统的建模方法，发动机系统中，前部和后部的抗侧倾杆系统，前部和后轮是类似于前悬架建模，通过VC + +接口转换相关的建模造型菜单界面，通过输入相关的参数建模界面就完成了系统建模。2.2。整车造型功能模块车辆建模分析系统提供了两种试验台（MDI_SDI_TESTRIG，ARIDE_FOUR_ POST_ TESTRIG）。当它来的虚拟车辆仿真分析，系统会通过VC + +自动输出汽车装配接口传输的车辆组装订单并自动调用MDI_SDI_TESTRIG，测试台组装与各子系统。当它进

10、行四柱试验台仿真分析时，系统会自动选择ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG各子系统的测试平台组件。每个子系统完成选择后单击“确定”完成整车装配，最后单击“保存并退出，拼装车模型将被保存在指定的位置，等待下一步分析。建立一个底盘平台需要进行多次检验，以便它可以被应用到不同的模型中。在此文件中，同时考虑两种类型的车辆 WX1 和 WX2 的实例，以共享底盘，通过修改轨道、 轴距、 重心的位置、 车辆质量、 轮胎和其他参数的底盘平台，然后建立车辆模型，图 2 中所示的为两个不同的参数。图2的仿真模型WX1和WX2。主要技术参数WX1 WX2完整的质量（kg）1607 1845前桥载荷（kg

11、）829.5849后轴载质量（kg）777.8996前轮距（毫米）14701420后轮距（mm）14701440前悬架的刚度N毫米-1）24.724.7后悬架的刚度（N毫米-1）15.5615.56质心高度（毫米）680595质心和前轴之间的距离（毫米）10421132质心和后桥之间的距离（毫米）15661563表1. 两车的主要参数对比。2.3. 平顺性仿真分析功能模块参照国家标准测试条件的要求，在平顺性仿真功能汽车虚拟仿真模块的基础以及平顺性仿真功能模块的基础上建立四柱试验台。该功能模块可以实现以下要求：测试前和后侧偏移的量的频率;优化车头在制动和加速时的摇动量优化的抗侧倾杆刚度下的平顺性

12、仿真分析和优化338 王晓斌宁等。/ Procedia工程16（2011）333 - 341凹凸脉冲和矩形脉冲激发在B和C类信道的平顺性仿真分析与优化因此，它可以通过调用相关命令通过 VC + + 界面，自动的通过用户输入接口输入乘坐舒适性仿真分析条件的相关的参数并调整。 有一个B级的道路乘坐的舒适性仿真分析和优化的界面。它可以自动进行仿真，视景仿真动画，并通过单击相应的按钮修改接口上的弹簧刚度和减振器阻尼。2.4。数据后处理功能模块的结果 对于每个仿真分析模块，都有一个相应的结果数据的后期处理模块，使用此模块，不仅以轻松读取各种数据位移，速度，加速度并从仿真结果中组件之间的相互作用力，而且还

13、可以得到进一步的车辆性能数据的信息，如每个轴向的车辆加速度功率谱 身体和座椅，以及各类车辆的评价指标数据的国家标准。在这种方式中，汽车设计人员可以很容易地，直观地得到所设计的车辆性能信息，从而提高其设计效率。模拟完成后，涉及到后处理功能模块。通过点击相应的按钮，您可以查看每个轴向加速度及驾驶座位的功率谱密度曲线3。汽车平顺性仿真分析3.1。前部和后部偏移频率确定在弹簧上的前后悬架和质量构成的振动系统的固有频率是影响车辆的乘坐舒适性的主要参数之一 。车体的前部和后部的自然频率通过n 1 和n 2 表示：􀀏􀀁􀀁􀀁⣵

14、77;􀀁􀀁􀀂􀀅􀀃上面的计算公式中：c 1 和c 2 是前部和后部悬架的刚度; m 1 和m 2 是前部和后部的悬架弹簧的质量。根据固有频率和阻尼比测定文献2中的汽车悬架系统和二次开发向ADAMS/Car上设立了两个测试系统，测试其通过的四柱或虚拟模拟前端和后端偏移的频率这是虚拟测试系统的测试前偏移的频率在使用这个虚拟模拟测试系统测试的前部和后部分别WX1和WX2偏移频率。与分别测定的前部和后部的频率偏移WX1 1.38Hz，1.20Hz; WX2分别为1.4赫兹，1.28赫兹。基于在文献3的部分的频率的要

15、求，我们可以看到，这两种类型所有型号的前部和后部偏移频率的满足 驾乘舒适性的要求。3.1。脉冲激励的模拟和分析4根据国家标准GB5902-86的要求，该模块已开发2种，脉冲输入脉冲激励（三角脉冲激励和矩形脉冲激励）。在与乘客座位的最大加速度响应 （绝对值） 的后处理界面中的评价标准，使用称为 ISO2631 作为评价方法的健康作为评价的基础上，新草案中 ISO2631 脉冲输入下的乘坐舒适性评价脉冲是： 通过椅子的最大加速度响应的乘客超过43.02会危害健康，而低于 31.44 将没有危害健康，在此范围之间 31.44 到 43.02 具有某种程度的对健康的危害。选择三角波的模拟仿真系统进行分

16、析。它可以是驾驶员的座椅加速时获得的最大的垂直加速度，分别表示为WX1，WX2。通过三角波路不同的模拟速度，从它可以被看作是最大加速度响应传递给乘客是低于31.44及以下的恒定速度，脉冲对人的健康有没有危害。3.2。随机路面乘坐的舒适性分析3.2.1。B级随机路面文件代参考文献6中根据随机路面模型要求在ADAMS / CAR模拟中不符合国家标准，先用下面的公式来解决道路空间位移功率谱密度：􀀆􀀃在上面的计算公式为 ： 是道路空间位移功率谱密度; 道路粗糙度系数; n为空间频率，n 0 是的空间基准频率; =0.1米-1;w是频率指数，w = 2。接下来，使用的

17、伪高斯白噪声的功率谱密度的道路空间速度信号，以获得信号 􀀁􀀁􀀁􀀁􀀂􀀇􀀃最后，使用 ADAMS /Car中的功率谱逆变换功能INVSPD产生随机道路数据。􀀁􀀁􀀂􀀉􀀃 在上面的计算公式：N是被包括在伪 随机 的频率的数量信号; 是伪随机信号的频率; x是两维的垂直位置道路;是由随机函数产生的相位角，取值范围为0; 是相应的幅度对应的频率; 分钟 的下限频率的伪 随机信号; 是一个伪随机

18、信号的频率上限。3.2.2。B级公路舒适性仿真分析根据在文献7中车辆乘坐的舒适性测试方法乘坐的舒适性提到任意激励仿真系统仿真分析系统提供了两种，即：虚拟模拟随机路面乘坐的舒适性分析系统，四柱试验台模拟随机激励的分析乘坐的舒适性。使用随机路面乘坐的舒适性分析系统的虚拟仿真分析WX1和WX2乘坐舒适。得到的3轴加速度功率谱驾驶员座椅WX2和WX1。根据文献8我们可以知道，最灵敏的驾驶席纵轴频率加权函数标准的频率范围为412.5Hz，和水平响起的标准是0.52HZ。因此，在垂直方向上的加速度功率谱峰应该避开的敏感范围为412.5Hz，应引导和水平峰值清晰的敏感范围为0.52HZ。从上述三个图片中，我

19、们可以看到，三个轴WX2和WX1的驾驶员座椅加速度功率谱峰值避免其灵敏度范围 的加权加速度的根均方值可以计算为：W（f）是频率的加权函数。水平振动频率的加权函数可以表示为： 􀀁􀀂􀀋􀀃竖向振动频率加权函数可写为：􀀌 总加权加速度RMS值可以计算为：􀀁􀀂􀀍根据司机座位引出加速度功率谱函数数据，然后使用MATLAB软件编程找出加速RMS值的权重如下： 􀀂􀀅􀀄􀀃根据文献4中的评价标准，WX

20、1和WX2满足乘坐的舒适性的要求。4.结论通过ADAMS / CAR的再发展， 这些子系统的参数化模式完成前后悬架子系统，前后防倾子系统，子系统转向，发动机子系统，前轮和后轮子系统，车体子系统建筑模式参数。在ADAMS /汽车平台，它内置了多类型的底盘平台的悬挂设计和仿真系统的基础上骑舒适，它提供了两个试验台：汽车虚拟仿真试验台，四柱试验台。运用这个仿真分析系统，我们可以分析各种因素影响车辆乘坐的舒适性。此外，该系统具有高度的通用性，它可以作为一个一般的平顺性仿真分析实验平台，因此具有非常重要的工程应用价值。通过使用该分析模块进行了测试前部和后部的偏移频率，脉冲激发仿真分析和类B区道路车辆模拟分析（WX1和WX2）。结果证明了使用这些模型进行涂装工艺仿真的适用性和可靠性。结果显示，两种类型的车辆使用共享的底盘满足驾乘舒适性的要求。鸣谢科学和技术部共同为这项研究提供了财政支持浙江省（批准No.2008C01002），浙江大学学报（批准No.20080174）。