平衡悬架钢板弹簧模型建立方法

文档序号:6489313阅读:1533来源:国知局
平衡悬架钢板弹簧模型建立方法
【专利摘要】本发明公开了一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,涉及车辆动力学【技术领域】,包括:S1:根据预设的钢板弹簧参数利用ADAMS/CAR工具生成钢板弹簧模型;S2:根据平衡悬架钢板弹簧的固有结构特征将所述钢板弹簧模型转换成平衡悬架钢板弹簧模型。本发明通过ADAMS/CAR工具先建立钢板弹簧模型,再对钢板弹簧模型进一步编辑以生成平衡悬架钢板弹簧模型,从而减少平衡悬架钢板弹簧建模时的自由度,提高建模速度和模型计算效率;减少平衡悬架钢板弹簧建模时所需数据;可以方便地将钢板弹簧与平衡悬架其它部分连接,组成平衡悬架的完整结构。
【专利说明】平衡悬架钢板弹簧模型建立方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆动力学【技术领域】,特别涉及一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法。
【背景技术】
[0002]平衡悬架钢板弹簧,是重型卡车悬架中应用最为广泛的一种弹性元件,其不同于一般钢板弹簧的结构型式和安装方式,使得其非线性,包括迟滞摩擦特性对车辆动力学的乘坐舒适性、制动性、操纵稳定性的影响尚不明确。因此,建立合理的平衡悬架钢板弹簧多体动力学模型具有重要的现实意义。
[0003]目前,国内外学者提出的钢板弹簧多体动力学建模方法主要有:有限元法和Beam梁法。
[0004]1、有限元模态法
[0005]这种建模方法是利用多体动力学软件与有限元软件之间的信息交换接口,在有限元软件中建立钢板弹簧的有限元模型并生成模态中性文件。然后,将该模态中性文件输入到ADAMS等多体动力学软件中,将柔性体与模型中的其它零件连接起来,或者将模型中已有的零件刚体模型替换为柔性体模型。
[0006]2、离散Beam单元建模方法
[0007]这种建模方法将每片钢板弹簧离散化为若干刚体,相邻刚体之间采用线性等截面的无质量Beam梁来连接,通过设置接触力Impact和摩擦系数反映钢板弹簧各片间的接触及摩擦特性,而钢板弹簧的材质、形状、阻尼、变形等可通过Beam的变量参数实现。
[0008]上述技术有如下缺陷:
[0009]1、采用有限元模态法时,如果在有限元软件中划分网格数量较多,会造成钢板弹簧模型自由度较大,在多体动力学软件中计算缓慢,使仿真效率受到影响。而且,不同软件间的模型信息交换,还可能会造成部分信息丢失现象;
[0010]2、对重型车采用离散Beam单元模型进行钢板弹簧建模,如果离散单元数量巨大,会导致模型自由度激增,造成计算困难,甚至有时无法收敛,仿真失败。另外,如果不采用参数化方法建立钢板弹簧刚体模块,Beam的添加,接触力的添加等步骤,手工建立将非常繁琐,出现错误时不便于修改。

【发明内容】

[0011](一)要解决的技术问题
[0012]本发明要解决的技术问题是:如何减少平衡悬架钢板弹簧建模时的自由度,从而减小计算复杂度,提高建模效率。
[0013](二)技术方案
[0014]为解决上述技术问题,本发明提供了一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,包括以下步骤:[0015]S1:根据预设的钢板弹簧参数利用ADAMS/CAR工具生成钢板弹簧模型;
[0016]S2:根据平衡悬架钢板弹簧的固有结构特征将所述钢板弹簧模型转换成平衡悬架钢板弹簧模型。
[0017]其中,所述步骤S2具体包括:
[0018]获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性;
[0019]根据所述不同的参数属性及所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型相同的参数属性建立所述平衡悬架钢板弹簧模型。
[0020]其中,所述获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性包括:接收用户界面输入的修改后的参数属性,或导入修改后的参数属性的配置文件,修改后的参数属性为不同的参数属性。
[0021]其中,修改参数属性包括:
[0022]删除钢板弹簧模型中的吊耳部件、前卷耳衬套和后卷耳衬套参数;
[0023]修改前后安装件名称,将前安装件改名为表示连接平衡悬架前轴的名称,将后安装件改名为表示连接平衡悬架后轴的名称;
[0024]修改前后卷耳部件的质量和转动惯量值,修改为取值范围内的最小值;
[0025]在所述前安装件和前卷耳部件之间以及后安装件和后卷耳部件之间分别建立移动副,所建立移动副的移动方向与全局坐标系X轴方向平行。
[0026]其中,所述钢板弹簧参数中吊耳部件和前后卷耳的参数设置为取值范围内的最小值。
[0027]其中,所述步骤S1中还包括配置ADAMS/CAR工具使其中Leafspring模块生效的步骤。
[0028]其中,所述步骤S2之后还包括:将所述平衡悬架钢板弹簧模型与平衡悬架模型进行匹配。
[0029](三)有益效果
[0030]本发明通过ADAMS/CAR工具先建立钢板弹簧模型,再对钢板弹簧模型进一步编辑以生成平衡悬架钢板弹簧模型,因此,减少平衡悬架钢板弹簧建模时的自由度,提高建模速度和模型计算效率;减少平衡悬架钢板弹簧建模时所需数据;可以方便地将钢板弹簧与平衡悬架其它部分连接,组成平衡悬架的完整结构,以及迅速建立平衡悬架虚拟仿真平台,进行平衡悬架运动学特性和弹性运动学特性的仿真。也可以将该平衡悬架系统直接添加到整车模型中,节省整车建模时的工作量。
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1是本发明实施例的一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法流程图;
[0032]图2是利用ADAMS/CAR Leafspring模块生成钢板弹簧多体动力学模型示意图;
[0033]图3是前移动副模型结构示意图;
[0034]图4是后移动副模型结构示意图;
[0035]图5是最终建立的平衡悬架钢板弹簧多体动力学模型示意图;
[0036]图6是图5中的平衡悬架钢板弹簧多体动力学模型与平衡悬架模型以及整车模型匹配示意图;[0037]图 7 是 ADAMS/CAR Leafspring 中 Impact 函数的图解表不;
[0038]图8是ADAMS/CAR Leafspring中Impact函数表示的接触力中的弹性力和阻尼力曲线。
[0039]附图标记说明:
[0040]1:前卷耳衬套,2:钢板弹簧柔性体,3:后卷耳衬套,4:吊耳部件,5:前移动副,6:iu安装件,7:如卷耳部件,8:后安装件,9:后移动副,10:后卷耳部件。其中如后安装件和iu后卷耳部件没有具体的结构形状,是四个虚拟部件,在ADAMS中虚拟部件是用一个类似于参照框(相当于局部坐标系)来表示。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0042]本实施例的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法流程如图1所示,包括:
[0043]步骤S100, ADAMS/Car 软件环境设置。Leafspring 是 MSC.Software 公司在ADAMS2003版本里额外加入到ADMAS/Auto Flex和ADAMS/Car中的试验模块,正常安装后的ADAMS并不会显示这个模块,要使其生效需要修改ADAMS/Car配置文件acar.cfg。
[0044]将!Enableaccess to A/View interface 的下两行语句修改为:
[0045]ENVIRONMENT MDI_ACAR_PLUS_AVIEff yes
[0046]ENVIRONMENT MDI_AVIEff_EXPERIMENTAL true
[0047]第一行语句的作用是使ADAMS/Car环境和ADAMS/View环境能够自由切换,第二行语句的作用是使ADAMS/Car Leafspring生效。
[0048]步骤S200,建模参数准备。建模采用的某平衡悬架钢板弹簧的具体结构参数如表I所示,表中数据是ADAMS/Car Leafspring生成钢板弹簧模型必须的数据,可以通过查阅平衡悬架钢板弹簧图纸得到。由于平衡悬架板簧没有前后卷耳和吊耳结构,所以设置卷耳的形式设置为Berlin内径为Imm,设置吊耳参数中长度为Imm,质量为Ikg,转动惯量为0.lkg.mm2,保证卷耳和吊耳的结构很小不会影响钢板弹簧整体的结构。
[0049]表I钢板弹簧的建模参数
【权利要求】
1.一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,包括以下步骤:51:根据预设的钢板弹簧参数利用ADAMS/CAR工具生成钢板弹簧模型;52:根据平衡悬架钢板弹簧的固有结构特征将所述钢板弹簧模型转换成平衡悬架钢板弹簧模型。
2.如权利要求1所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性;根据所述不同的参数属性及所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型相同的参数属性建立所述平衡悬架钢板弹簧模型。
3.如权利要求2所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,所述获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性包括:接收用户界面输入的修改后的参数属性,或导入修改后的参数属性的配置文件,修改后的参数属性为不同的参数属性。
4.如权利要求3所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,修改参数属性包括:删除钢板弹簧模型中的吊耳部件、前卷耳衬套和后卷耳衬套参数;修改前后安装件名称,将前安装件改名为表示连接平衡悬架前轴的名称,将后安装件改名为表示连接平衡悬架后轴的名称;修改前后卷耳部件的质量和转动惯量值,修改为取值范围内的最小值;在所述前安装件和前卷耳部件之间以及后安装件和后卷耳部件之间分别建立移动副,所建立移动副的移动方向与全局坐标系X轴方向平行。
5.如权利要求4所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,所述钢板弹簧参数中吊耳部件和前后卷耳的参数设置为取值范围内的最小值。
6.如权利要求1所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,所述步骤S1中还包括配置ADAMS/CAR工具使其中Leafspring模块生效的步骤。
7.如权利要求1飞中任一项所述的平衡悬架钢板弹簧模型建立方法,其特征在于,所述步骤S2之后还包括:将所述平衡悬架钢板弹簧模型与平衡悬架模型进行匹配。
【文档编号】G06F17/50GK103699703SQ201210365852
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】吴阳年, 章娟丽 申请人:简式国际汽车设计(北京)有限公司
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