一种整车弹簧预载调整方法与流程

本发明属于汽车产品开发，具体涉及一种整车弹簧预载准确的调整方法。

背景技术：

1、汽车产品开发过程中，基于整车多体动力学整车模型仿真应用范围十分广泛，涉及操作稳定性、平顺性、动态耐久性、准静态载荷分解及虚拟试验场(vpg)等众多仿真应用场景。

2、以上各类应用场景中想要得到准确的仿真结果，首先需要建立准确的多体动力学模型，也就是通常所说的准确的虚拟样机模型，想要建立准确的虚拟样机模型，首先需要设置准确的弹簧预载，因为弹簧预载设置直接关系到整车的状态。例如，当整车处于满载状态时的弹簧预载一定比处于设计状态时的弹簧预载大，设计状态时的弹簧预载一定比悬架下跳时弹簧预载大。然而，目前在建立整车虚拟样机仿真模型时，根据设计部门提供的整车设计参数表信息，直接输入弹簧预载等参数信息，弹簧预载实际上是整车设计时初始预估值，并不能准确体现实车真实的预载值。

3、综上，整车项目开发前期，试验样车制造出来之前，可以通过仿真预测整车性能，指导整车设计；试验样车制造出来之后，可以通过上述仿真应用，解决试验过程中出现的质量问题，从而完善多体动力学仿真模型，为后续产品开发提供技术支撑。但是，如果多体动力学仿真模型建立的不够准确，无论是项目前期还是后期，都不能准确有效支撑产品开发，甚至有可能误导产品设计及优化。整车不同状态下弹簧预载的设置是否准确直接影响仿真结果，目前建立整车多体动力学仿真模型时，弹簧预载设置直接根据整车参数表，然而参数表中的弹簧预载值不能体现真实准确的弹簧预载，需要进行有效调整。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于提供一种整车虚拟样机弹簧预载调整方法，以解决提高虚拟样机模型精度和提高虚拟样机仿真精度的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种整车弹簧预载调整方法，包括以下步骤：

4、a、建立多体动力学整车装配体模型；

5、b、根据当前车型整车参数表中的硬点坐标信息、零部件的质量、转动惯量及质心信息，调整相应的子系统参数；

6、c、根据当前车型整车参数表中的衬套刚度及弹簧刚度信息，调整相应子系统中的参数；

7、d、根据当前车型整车参数表中的弹簧刚度信息，调整相应子系统中的参数；

8、e、根据当前车型整车参数表信息，先设置初始的弹簧预载，需要进行调整；

9、f、准确调整整车弹簧预载前，首先需要准确调整簧下质量；

10、g、整车簧下质量调整准确后，固定车身，在整车多体动力学仿真模型轮心位置施加竖直向上的设计轮荷；

11、h、检查轮心垂向位移是否接近0mm：读取轮心的垂向位移，如果轮心垂向位移接近0mm，说明此时的弹簧预载准确，如果轮心垂向位移大于0mm，说明此时的弹簧预载设置偏小，需要增加弹簧预载，再次读取轮心位移，直至轮心位移为0mm。

12、进一步地，步骤a，所述多体动力学整车装配体模型包括前悬架子系统、前稳定杆子系统、前转向子系统、后悬架子系统、后稳定杆子系统、车身子系统和前后车轮子系统。

13、进一步地，步骤f，固定车身、约束车轮，将初始弹簧刚度及预载设置为0，静平衡仿真，让悬架系统在重力作用下自然下垂，读取转向节与车轮之间连接铰链的垂直反力，进而得到仿真模型中不算车轮的簧下质量。

14、更进一步地，反力除以9.8得到仿真模型中不算车轮的簧下质量。

15、更进一步地，仿真簧下质量与整车参数表中不算车轮的簧下质量信息作对比，如果仿真簧下质量偏小，增加转向节质量，再次静平衡，直至仿真簧下质量与参数表中一致。

16、进一步地，步骤g，具体为：整车簧下质量调整完毕后，开始调整设计状态下弹簧预载，首先将弹簧刚度和弹簧预载恢复到初始值，固定车身，即约束车身1-6自由度，放开车轮所有约束，在车轮位置施加竖直向上的设计轮荷。

17、进一步地，步骤h，读取轮心的垂向位移，如果轮心位移为正值，说明整车仿真模型中弹簧初始预载给小了，增加弹簧预载，再次进行仿真，迭代几次后，直至轮心位移为0，说明轮心设计载荷与设计状态下弹簧预载相匹配。

18、更进一步地，调整弹簧预载时调整的大小根据弹簧的杠杆比确定，第一次仿真得到的轮心位移乘以弹簧杠杆比得到弹簧下点的垂向位移，弹簧下点垂向位移乘以弹簧刚度得到弹簧通道应该增加或者减小的载荷，将此载荷添加到弹簧预载上，以减少弹簧预载迭代次数。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明提出一种整车弹簧预载准确的调整方法，能够提高虚拟样机模型精度，提高虚拟样机仿真精度，更准确的指导产品设计。

技术特征：

1.一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：步骤a，所述多体动力学整车装配体模型包括前悬架子系统、前稳定杆子系统、前转向子系统、后悬架子系统、后稳定杆子系统、车身子系统和前后车轮子系统。

3.根据权利要求1所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：步骤f，固定车身、约束车轮，将初始弹簧刚度及预载设置为0，静平衡仿真，让悬架系统在重力作用下自然下垂，读取转向节与车轮之间连接铰链的垂直反力，进而得到仿真模型中不算车轮的簧下质量。

4.根据权利要求3所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：反力除以9.8得到仿真模型中不算车轮的簧下质量。

5.根据权利要求4所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：仿真簧下质量与整车参数表中不算车轮的簧下质量信息作对比，如果仿真簧下质量偏小，增加转向节质量，再次静平衡，直至仿真簧下质量与参数表中一致。

6.根据权利要求1所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于，步骤g，具体为：整车簧下质量调整完毕后，开始调整设计状态下弹簧预载，首先将弹簧刚度和弹簧预载恢复到初始值，固定车身，即约束车身1-6自由度，放开车轮所有约束，在车轮位置施加竖直向上的设计轮荷。

7.根据权利要求1所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：步骤h，读取轮心的垂向位移，如果轮心位移为正值，说明整车仿真模型中弹簧初始预载给小了，增加弹簧预载，再次进行仿真，迭代几次后，直至轮心位移为0，说明轮心设计载荷与设计状态下弹簧预载相匹配。

8.根据权利要求7所述的一种整车弹簧预载调整方法，其特征在于：调整弹簧预载时调整的大小根据弹簧的杠杆比确定，第一次仿真得到的轮心位移乘以弹簧杠杆比得到弹簧下点的垂向位移，弹簧下点垂向位移乘以弹簧刚度得到弹簧通道应该增加或者减小的载荷，将此载荷添加到弹簧预载上，以减少弹簧预载迭代次数。

技术总结
本发明涉及一种整车弹簧预载调整方法，包括建立多体动力学整车装配体模型；根据当前车型整车参数表中的硬点坐标信息、零部件的质量、转动惯量及质心信息，调整相应的子系统参数；根据当前车型整车参数表中的衬套刚度及弹簧刚度信息，调整相应子系统中的参数；根据当前车型整车参数表中的弹簧刚度信息，调整相应子系统中的参数；根据当前车型整车参数表信息，先设置初始的弹簧预载；准确调整簧下质量；整车簧下质量调整准确后，固定车身，在整车多体动力学仿真模型轮心位置施加竖直向上的设计轮荷；检查轮心垂向位移是否接近0mm。本发明提出一种整车弹簧预载准确的调整方法，能提高虚拟样机模型精度和虚拟样机仿真精度，更准确的指导产品设计。

技术研发人员：王涛,赵星明,孙佳兴,常进云,高闯,胡峰
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15