基于ADAMS对汽车前悬架的建模与仿真分析.doc

文档介绍：基于ADAMS对汽车前悬架的建模与仿真分析
本文将用ADAMS/View创建的汽车前悬架模型中包括主销(Kingpin)、上横臂(UCA)、下横臂(LCA)、拉臂(Pull_arm)、转向拉杆(Tie_rod)、转向节(Knuckle)、车轮(Wheel)以及测试平台(Test_Patch)等物体,如图1所示,并且将前悬架的主销长度、主销内倾角、主销后倾角、上横臂长度、上横臂在汽车横向平面的倾角、上横臂轴水平斜置角、下横臂长度、下横臂在汽车横向平面的倾角和下横臂轴水平斜置角等参数设置为设计变量,通过优化这些设计变量以达到优化前悬架的目的。通过该例的介绍,重点来学习ADAMS从创建模型、测试和验证
模型、到细化模型和迭代、以及优化设计模型的整个过程。
通过本文的学习,使读者能够掌握在ADAMS中如何对一个复杂的机构进行分析简化,以及如何利用ADAMS提供的强大仿真功能分析设计模型,从而在不断优化物理模型的过程中,找寻机构的最优解,进而加深对多体动力学分析软件ADAMS的认识。
图1 汽车前悬架模型
汽车前悬架模型参数
汽车前悬架模型的主销长度为330mm,主销内倾角为10°,°,上横臂长度350mm,上横臂在汽车横向平面的倾角为11°,上横臂轴水平斜置角为-5°,下横臂长500mm,°,下横臂轴水平斜置角为10°,°。
汽车前悬架模型创建
启动并设置工作环境
(1)开启
双击桌面上的ADAMS/View2010的快捷图标,打开ADAMS/View,出现新建图2对话框,在欢迎对话窗口中选择“Create a new model”,在模型名称(Model Name)栏中输入:FRONT_SUSP,此处也可更改文件保存目录,单位制及重力方向等,这里先采用系统默认设置,直接点OK,进入ADAMS2010主界面,如图3所示,图中的浮动条即是ADAMS的主工具箱。
图2 创建新文件图图3 ADAMS主界面
(2)设置工作环境。
在ADAMS/View的菜单栏中,选择Setting菜单中的Units命令,将模型的长度单位、质量单位、力单位、时间单位、角度单位和频率单位分别设置为毫米、千克、牛顿、秒、度和赫兹。单位设置如图4所示,然后点OK确定即可。
(3)设置工作网格。
在ADAMS/View的菜单栏中,选择Setting菜单中的Working Grid命令,将网格X方向和Y方向的大小分别设置为750和800,,其中Size表示网格的大小,以及Spacing表示网格的间距。

图4 设置单位命令图5 设置工作网格
创建机构杆件
(1)创建设计点
点击ADAMS/ View中零件库中的点(Point),选择“Add to Ground”和“Don’t Attach”,如图6所示,它们的名称和位置见表1,可以右键点击创建的点,光标移动到Point选项选择Rename,然后改变创建点名称。
如果创建的设计点位置不够准确,点击Point Table可以用列表编辑器修改它们的坐标位置,如图7所示。
图6 创建设计点
表1 设计点的位置和名称
设计点
X坐标
Y坐标
Z坐标
LCA_outer
0
0
0
UCA_outer



UCA_inner



LCA_inner


-
Tie_rod_outer
-
100
-
Tie_rod_inner


-
Knuckle_inner



Knuckle_outer
-


图7 列表编辑器
(2)创建主销
点击ADAMS/ View中零件库中的圆柱体(Cylinder),选择“New Part”,定义圆柱体的半径(Radius)为20,选择设计点“LCA_outer”和“UCA_outer”,创建主销,如图8所示,并将其重新命名为Kingpin。
图8 创建主销
(3)创建上横臂
点击ADAMS/ View中零件库中的圆柱体(Cylinder),选择“New Part”,定义圆柱体的半径(Radius)为20,选择设计点“UCA_outer”和“UCA_inner”,创建上横臂,将其重新命名为UCA。
点击ADAMS/ View中零件库中的球体(Sphere),选择“Add to Part”,定义球