一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法
技术领域
1.本发明涉及汽车工程技术领域，具体为一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法。
背景技术：2.随着人们生活条件的日益提高，汽车在中国的家庭中变得愈发普及，人们越来越看重汽车的性能及品质。底盘作为汽车的重要组成部分，与汽车的行驶质感息息相关，而底盘中的悬架更是直接影响汽车的操稳平顺性。扭转梁悬架因其结构简单、制造成本低的优点广受各个主机厂的青睐，被广泛的应用在轿车、suv及轻卡的后悬架上。
3.扭转梁悬架为一种半独立悬架，其扭转梁是核心，扭转梁的刚度特性直接影响后悬架的侧倾稳定性及整车的操纵稳定性。扭转梁的刚度特性目标通常是车辆在前期设计阶段由后悬架的侧倾角刚度分解出来的，为在车辆前期设计阶段，利用已经确定的扭转梁悬架数模及参数信息来初步计算扭转梁的刚度进而优化车辆的操稳性能是非常必要的。
4.鉴于如此，本发明提出一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，adams，即机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems)。
技术实现要素：5.本发明提出了一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，在车辆设计前期对扭转梁刚度进行预测进而评估优化整车的操稳性能。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
7.一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，包括如下步骤：
8.步骤1：将三维的扭转梁模型导入有限元分析软件中，进行几何处理、网格划分及材料属性赋予，扭转梁的连接点处用rbe2刚性连接单元，通过nastran生成adams兼容的柔性体mnf文件；
9.步骤2：将步骤1生成的扭转梁mnf文件导入admas/view软件建立柔性体扭转梁，建立扭转梁多体动力学模型；
10.步骤3：对扭转梁进行约束加载，根据纵臂衬套硬点坐标，在纵臂衬套位置建立衬套连接纵臂与试验台，并赋予其动静刚度、阻尼属性，根据轮心的硬点坐标，用球铰副连接一侧轮心与试验台，另一侧施加载荷；
11.步骤4：对模型施加环境变量并进行仿真，并进行扭转梁线刚度、等效侧倾刚度的结果处理分析。
12.优选地，步骤2中扭转梁多体动力学模型包括扭转梁柔性体、纵臂硬点及材料属性、轮心坐标、一侧轮心处的球铰副、另一侧轮心处的载荷激励。
13.优选地，步骤1中网格大小为6mm，内角范围为30
°‑
150
°
，单元翘曲度小于15，雅克比大于0.6。
14.优选地，步骤4中扭转梁线刚度公式为：
[0015][0016]
式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm。
[0017]
优选地，步骤4中扭转梁等效侧倾刚度公式为：
[0018][0019]
式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm；l为车轮的轮距，单位为mm。
[0020]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果，
[0021]
1、试验获取扭转梁的刚度，不需要实车，在车辆的设计前期就能计算扭转梁的刚度，进而评估及优化整车的操稳性能，大大缩短了车辆的研发周期；
[0022]
2、试验获取扭转梁的刚度，不需要布置工装、传感器等复杂的工作，也不需要贵重的实验器材及维护费用，节省了大量的人力、物力及财力；
[0023]
3、相比用hypermesh有限软件进行扭转梁刚度仿真计算，基于adams的扭转梁模型因其模块专业的特性，对轴套建模及材料属性的赋予更简便、精确，进而大大提高了刚度计算的精度及速度。
附图说明
[0024]
图1是本发明的扭转梁多体动力学模型图。
[0025]
图2是本发明的仿真试验图。
[0026]
图3是本发明的分析结果曲线图。
具体实施方式
[0027]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0028]
如图1-3所示，本实施例提供一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，包括如下步骤：
[0029]
步骤1：将三维的扭转梁模型导入有限元分析软件中，进行几何处理、网格划分及材料属性赋予，扭转梁的连接点处用rbe2刚性连接单元，通过nastran生成adams兼容的柔性体mnf文件；
[0030]
步骤2：将步骤1生成的扭转梁mnf文件导入admas/view软件建立柔性体扭转梁，建立扭转梁多体动力学模型，如图1所示；
[0031]
步骤3：对扭转梁进行约束加载，根据纵臂衬套硬点坐标，在纵臂衬套位置建立衬套连接纵臂与试验台，并赋予其动静刚度、阻尼属性，根据轮心的硬点坐标，用球铰副连接一侧轮心与试验台，另一侧施加载荷；
[0032]
步骤3中，需要轮心及纵臂轴套的硬点坐标，需要纵臂轴套的动静刚度及阻尼特性。参照图2，在本实施例中，扭转梁的约束加载模拟现实的试验方法，即扭转梁纵臂用轴套
与试验台相连，轮心一处施加用球铰与试验台相连，另一侧施加位移或力载荷。
[0033]
步骤4：对模型施加环境变量并进行仿真，并进行扭转梁线刚度、等效侧倾刚度的结果处理分析，结果曲线如图3所示。
[0034]
在本实施例中，步骤1中网格大小为6mm，内角范围为30
°‑
150
°
，单元翘曲度小于15，雅克比大于0.6。步骤2中扭转梁多体动力学模型包括扭转梁柔性体、纵臂硬点及材料属性、轮心坐标、一侧轮心处的球铰副、另一侧轮心处的载荷激励。
[0035]
在本实施例中，步骤4中扭转梁线刚度公式为：
[0036][0037]
式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm。
[0038]
步骤4中扭转梁等效侧倾刚度公式为：
[0039][0040]
式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm；l为车轮的轮距，单位为mm。
[0041]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
技术特征：1.一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将三维的扭转梁模型导入有限元分析软件中，进行几何处理、网格划分及材料属性赋予，扭转梁的连接点处用rbe2刚性连接单元，通过nastran生成adams兼容的柔性体mnf文件；步骤2：将步骤1生成的扭转梁mnf文件导入admas/view软件建立柔性体扭转梁，建立扭转梁多体动力学模型；步骤3：对扭转梁进行约束加载，根据纵臂衬套硬点坐标，在纵臂衬套位置建立衬套连接纵臂与试验台，并赋予其动静刚度、阻尼属性，根据轮心的硬点坐标，用球铰副连接一侧轮心与试验台，另一侧施加载荷；步骤4：对模型施加环境变量并进行仿真，并进行扭转梁线刚度、等效侧倾刚度的结果处理分析。2.根据权利要求1所述的一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，其特征在于，步骤2中扭转梁多体动力学模型包括扭转梁柔性体、纵臂硬点及材料属性、轮心坐标、一侧轮心处的球铰副、另一侧轮心处的载荷激励。3.根据权利要求1所述的一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，其特征在于，步骤1中网格大小为6mm，内角范围为30
°‑
150
°
，单元翘曲度小于15，雅克比大于0.6。4.根据权利要求1所述的一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，其特征在于，步骤4中扭转梁线刚度公式为：式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm。5.根据权利要求1所述的一种基于adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，其特征在于，步骤4中扭转梁等效侧倾刚度公式为：式中f1、f2为选取点载荷力的大小，单位为n；x1、x2为选取点位移的大小，单位为mm；l为车轮的轮距，单位为mm。
技术总结本发明提供了一种基于Adams的汽车扭转梁刚度的仿真方法，包括如下步骤：步骤1：将三维的扭转梁模型导入有限元分析软件中，生成Adams兼容的柔性体mnf文件；步骤2：将步骤1生成的扭转梁mnf文件导入Admas/view软件建立柔性体扭转梁，建立扭转梁多体动力学模型；步骤3：对扭转梁进行约束加载，在纵臂衬套位置建立衬套连接纵臂与试验台，用球铰副连接一侧轮心与试验台，另一侧施加载荷；步骤4：对模型施加环境变量并进行仿真，并进行扭转梁线刚度、等效侧倾刚度的结果处理分析。本发明在车辆设计前期对扭转梁刚度进行预测进而评估优化整车的操稳性能。的操稳性能。的操稳性能。
技术研发人员：左剑 李占一 王经常 李健
受保护的技术使用者：河南德力新能源汽车有限公司
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/1
