文档介绍：汽车整车模型的仿真及悬架系统性能分析
王霞,肖亚翠
甘肃农业大学,甘肃兰州(730070)
E-mail:******@.
摘要:用 ADAMS 对汽车系统进行仿真和优化,通过分析汽车前悬架部分参数,结合
ADAMS 底盘动力学模型,使汽车的稳定性得到较好的改善。
关键词:汽车底盘,仿真,前悬架,性能分析
中图分类号:

ADAMS 是目前国际上使用最为普遍的一种汽车动力学仿真软件,它可以对汽车进行静
力学、运动学和动力学分析。借助此软件,可以建立复杂机械系统的“虚拟样机”模型,模拟
现实工作条件下所有运动情况,并且快速减少昂贵物理样机的制造数量,提高产品设计水平,
大幅度缩短产品开发周期和降低开发成本[1]。所以在这里主要讨论 ADAMS 的基本理论、悬
架的数学模型并用该软件分析汽车悬架的实例等。

不同的系统仿真模型,需要采用不同求解器求得数值解。ADAMS 软件的常用求解器有
多个,可以针对模型的不同,选择相应的求解器。
在概念设计阶段,研究设计人员通过多体分析软件能够迅速建立整个研究对象的虚拟样
机。在 ADAMS 软件中,使用 ADAMS/View 软件提供的部件库与布尔运算器,可以方便的
在 ADAMS/View 界面产生各种形状的零部件。在模型的物体之间,通过连接件库、运动发
生器以及广义力和力矩施加约束,建立系统的动力学研究模型[2]。
同时可以为研究人员提供各种动力学分析专用模块,如 ADAMS/Car 提供轿车动力学分
析模块,ADAMS/Android 提供人体模型,ADAMS/Tire 提供轮胎模型,ADAMS/Vehicle 提
供悬架模型,ADAMS/Engine 提供发动机建模模块,ADAMS/ Hydraulic 提供液压传动系统
建模模块等等,极大的方便了汽车设计阶段的建模与汽车动态仿真分析。
3. ADAMS软件的理论基础
广义坐标选择
动力学方程的求解速度很大程度上取决于广义坐标选择。ADAMS 用刚体的质心笛卡尔
T
坐标和反映刚体方位的欧拉角作为广义坐标 T T T ,即每
qi = [x, y, z,ψ,θ,ϕ]i , q = [q1 ,L, qn ]
个刚体用六个广义坐标描述。
系统动力学方程的建立
ADAMS 程序采用拉格朗日乘子法建立系统运动方程:
-1-

T T
⎧ d ⎛∂T ⎞⎛∂T ⎞
⎪⎜⎟−⎜⎟+ φ T p +θ T µ − Q = 0
dt ⎜∂q ⎟⎜∂q ⎟ q q&
⎪⎝& ⎠⎝⎠
⎨φ()q,t = 0完整约束
⎪θ()q,q,t = 0非完整约束
⎪&
⎪
⎩
1
T = []M ⋅ v ⋅ v + w ⋅ I ⋅ w
式中:T ——系统能量, 2 。φ(q,t) = 0 为完整约束方程:θ()q,q&,t = 0
为非完整约束方程; q ——广义坐标列阵;Q ——广义力矩阵; p ——对应于完整约束的
拉氏乘子列阵; µ ——对应于非完整约束的拉氏乘子列阵; M ——质量列阵; v ——广义
速度列阵; I ——转动惯量列阵;