技术技巧—AdamsCar 2013在商用车钢板弹簧悬架建模中的应用
基于Adamscar板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.029基于Adams/car板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真刘君程1，姜家如2，宋绍文2，罗传东2，王涛2（1.安徽江淮汽车股份有限公司国际公司，安徽合肥230601；2.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：文章主要基于某车后悬架结构模型，提取建立悬架模型所需参数，利用美国MDI公司开发的Adams/car软件所嵌入的leafspring子模块进行钢板弹簧悬架模型建立，并且详细描述了板簧模型建立过程，进而完成板簧垂向刚度变化对比，形成与该车相对应的板簧悬架动力学模型。
在文章最后，对后悬架板簧模型与该车后悬架同向轮跳试验测得各参数变化趋势进行对比，吻合度达到95%以上。
关键词：钢板弹簧；垂向刚度；同向轮跳中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-95-03The foundation and simulation of leafspring by Adams/carLiu Juncheng1, Jiang Jiaru2, Song Shaowen2, Luo Chuandong2, Wang Tao2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601;2.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd, Anhui Hefei 230601）Abstract:This text mainly according to the back of the some car hang a structure pattern, withdraw to create to hang the parameter that a pattern needs, make use of the leafspring son mold mass progress steel plate spring imbeding in the Adams/car software that the United States' MDI company develops to hang a pattern establishment; And vs board Huang pattern create the process carry on detailed present, complete board Huang just the degree changed contrast and forminged the car's contra thus should of the board Huang hangs a kinetics pattern. In this text end, vs behind hang a board Huang pattern and the car behind hang a stand to together jump toward the wheel test to measure each parameter change the trend carry on contrast and fit together a degree to hit above 95%.Keywords: Leaf spring; Vertical stiffness; Same direction wheel jumpCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-95-03引言随着市场对车辆产品设计制造快速多变，同时又要保证性能要求，基于多体动力学的虚拟样机仿真技术在汽车行业得到广泛的应用。
ADAMS_CAR模块实例(悬架分析篇)
10悬架分析 (225)10.1悬架模型参数调整 (225)10.2悬架参数设定 (229)10.3悬架仿真 (231)10.4查看后处理结果 (233)附例 (234)224《悬架分析篇》10悬架分析在ADAMS/Car下可进行的悬架分析包括：（1）车轮同向运动（Parallel wheel analysis）（2）车轮反向运动（Oppositel wheel analysis）（3）侧倾和垂直力分析（Roll and vertical forces）-悬架的侧倾角变化，同时保持作用于悬架的总垂直力不变，因此作用于左右车轮的垂直力会变化，导致左右轮心的位置改变。
（4）单轮运动（Single wheel travel）-一个车轮固定，另一个车轮运动。
转向（Steering）-在给定轮心高度下，在转向盘或转向机上施加运动。
（5）静态分析（Static load）-可以在轮心或轮胎印迹上施加载荷，如纵向力、侧向力、垂直力。
（6）外部文件分析（External file）-利用外部文件来驱动仿真。
1）载荷分析（Loadcase），文件中包含的输入可以是轮心位移、转向盘转角，或者是作用力；2）车轮包络分析（wheel envelope），车轮同向运动的同时，车轮发生转到，主要是与CAD软件结合检查悬架、转向系等与车身的干涉。
10.1悬架模型参数调整在前面第8章已经完成前悬架模块的装配，在子系统或装配体中质量、硬点、衬套、弹簧和减振器特性是可以修该的，以满足用户实际情况。
1）修改质量特性在部件附近右击鼠标，在出现的清单里找到所要修改的部件，选择Modify。
出现如下窗口：225226在该对话框里可以修改质量和转动惯量特性。
2） 修改硬点从菜单选择Ajust>Hardpoint>Table ，选择Table 可以同时编辑所有硬点。
而如果选择Modify 则一次只能修改一个硬点。
在上面的表里可以修改硬点坐标数值。
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化摘要：汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。
为了提高汽车悬架系统的性能，本文基于ADAMS软件对汽车悬架系统进行建模和优化。
首先，介绍了汽车悬架系统的组成和原理，然后利用ADAMS软件对其进行动力学建模，并进行了参数化设计。
然后，通过ADAMS的优化模块建立了优化模型，并设定了优化目标和约束条件。
最后，利用ADAMS进行参数优化，评估了优化后的悬架系统的性能和稳定性。
1.引言汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。
随着汽车工业的发展和人们对行驶安全和乘坐舒适度要求的增加，对汽车悬架系统的性能和稳定性提出了更高的要求。
因此，对汽车悬架系统进行建模和优化具有重要的理论和实际意义。
2.汽车悬架系统建模汽车悬架系统主要由弹簧、减震器和悬挂结构组成。
弹簧用于支撑车身和车轮之间的重量，减震器则用于减少由于路面不平而产生的振动。
悬挂结构起到连接车轮和车身的作用，并提供运动约束。
为了对汽车悬架系统进行建模，本文选用ADAMS软件进行动力学仿真。
首先，建立汽车悬架系统的三维模型，并设置合适的运动约束和连接关系。
然后，对系统进行刚体化处理，即将弹簧和减震器视为刚体，并通过刚体连接建立弹簧和减震器与车身和车轮的连接关系。
最后，通过添加合适的约束条件和初始条件，完成悬架系统的建模。
3.参数化设计为了对汽车悬架系统进行优化，需要对其相关参数进行设计和优化。
本文利用ADAMS的参数化设计功能对悬架系统的参数进行建模，并设置了相应的参数范围和步长。
通过参数化设计，可以根据实际需求快速调整和优化悬架系统的参数。
4.悬架系统优化在悬架系统优化中，本文设定了性能指标和约束条件，以最小化车身加速度和最大化车轮垂直位移为优化目标，同时考虑到车身重心的稳定性和悬架系统的刚度。
通过ADAMS的优化模块，对悬架系统的参数进行优化，并得到了最优解。
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化.doc
本科毕业论文（设计）题目汽车悬架系统建模与优化学院工程技术学院专业车辆工程年级2011学号姓名指导教师成绩2015年 5 月31 日目录摘要 (3)Abstract (5)0 文献综述 (5)0.1 前言 (3)0.1.1 悬架组成元件和分类 (3)0.2 国内外有关汽车悬架的研究情况 (4)0.2.1 国外研究情况 (4)0.2.2 国内研究情况 (4)1 引言 (5)2 双横臂式前独立悬架模型的创建 (6)2.1 创建新的模型 (7)2.2 工作环境的设置 (7)2.3 设计点（Point）的创建 (7)2.4 主销的创建 (8)2.5 上横臂的创建 (9)2.6 下横臂的创建 (9)2.7 拉臂的创建 (10)2.8 转向拉杆的创建 (10)2.9 转向节的创建 (10)2.10 车轮的创建 (10)2.11 测试平台的创建 (11)2.12 弹簧的创建 (12)2.13 球副的创建 (13)2.14 固定副的创建 (13)2.15 旋转副的创建和修改 (14)2.16 移动副的创建 (15)2.17 点-面约束副的创建 (15)2.18 模型的保存 (16)2.19 模型的验证 (16)3 前悬架模型的仿真分析 (16)3.1 添加驱动 (17)3.2 主销内倾角的测量 (17)3.3 主销后倾角的测量 (19)3.4 前轮外倾角的测量 (20)3.5 前轮前束角的测量 (22)3.6 车轮接地点侧向滑移量的测量 (23)3.7 车轮跳动量的测量 (25)3.8 前悬架特性曲线的创建 (26)3.8.1 主销内倾角-车轮跳动量相对变化曲线 (26)3.8.2 主销后倾角-车轮跳动量相对变化曲线 (28)3.8.3 前轮外倾角-车轮跳动量相对变化曲线 (29)3.8.4 前轮前束角-车轮跳动量相对变化曲线 (29)3.8.5 车轮接地点侧向滑移量-车轮跳动量相对变化曲线 (30)3.9 保存测试成功的前悬架模型 (31)4 前悬架模型的细化（将前悬架模型参数化） (31)4.1 设计变量的创建 (32)4.2 设计点的参数化 (35)4.3 物体的参数化 (38)5 前悬架模型的优化 (40)5.1 定义目标函数 (40)5.2 参数的优化 (41)6 结论 (46)7根据已有参数结合优化结果画出悬架的装配图 (46)致谢 (48)汽车悬架系统建模与优化摘要：本设计以某轿车的双横臂式前独立悬架为研究对象,以降低汽车轮胎的磨损量为研究目标,对前悬架模型的几何参数进行优化设计。
应用ADAMSCAR对轿车悬架系统进行建模仿真
应用ADAMS/CAR对轿车悬架系统进行建模仿真周俊龙 吴 铭上海汇众汽车制造有限公司研究开发中心摘 要：汽车悬架系统为一多体系统，部件之间的运动关系十分复杂，传统的人工计算很难将悬架的各种特性表述清楚。
本文以某轿车为例，应用多体运动学与动力学仿真软件ADAMS中的CAR模块方便地建立了悬架系统的仿真模型，并进行了计算。
关键词：多体系统 悬架 仿真1. 引言在工程应用领域，机械系统的计算机仿真技术变得日益重要。
这种应用在于仿真软件能够使用计算机代码和方程准确的模拟真实的机械系统，避免了传统的产品开发过程中零部件和样机的反复制造、试验等过程，同时硬件建设成本的降低节省了大量的时间和财力，为产品迅速占领市场赢得了更多的机会。
鉴于仿真软件带来的上述优点，其应用正在变得越来越广泛。
在众多的软件中，汽车工业中广泛应用的ADAMS则是非常具有代表性的一个运动学与动力学仿真软件。
2. 悬架的仿真模型原理CAR模块是ADAMS软件包中的一个专业化模块，主要用于对轿车(包括整车及各个总成)的动态仿真与分析。
对于悬架系统来说，ADAMS/CAR在仿真结束后，可自动计算出38种悬架特性，根据这些常规的悬架特性，用户又可定义出更多的悬架特性，产品设计人员完全可以通过这些特性曲线来对悬架进行综合性能的评价和分析。
应用ADAMS/CAR对悬架系统进行建模原理相对比较简单，模型原理与实际的系统相一致。
考虑到汽车基本上为一纵向对称系统，软件模块已预先对建模过程进行了处理，产品设计人员只需建立左边或右边的1/2悬架模型，另一半将会根据对称性自动生成，当然设计人员也可建立非对称的分析模型。
在建立分析总成的模型过程中，ADAMS/CAR的建模顺序是自下而上的，所有的分析模型都是建立在子总成基础之上，而子总成又是建立在模版的基础上，模版是整个模型中最基本的模块。
然而模版又是整个建模过程中最重要的部分，分析总成的绝大部分建模工作都是在模版阶段完成的。
基于AdamsCar的钢板弹簧建模及仿真应用研究
基于Adams/Car的钢板弹簧建模及仿真应用研究马天飞，佐安康吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，长春 130022【摘要】：简单介绍了利用铁木辛柯梁模拟钢板弹簧的基本理论，使用MSC Adams/Car软件建立了不考虑片间摩擦作用的钢板弹簧参数化模型。
进行平行轮跳试验仿真。
将所建立的钢板弹簧悬架系统应用于某商用车整车模型，进行平顺性仿真分析并利用道路试验验证了钢板弹簧模型的正确性。
通过修改关键参数迅速重新构建钢板弹簧模型以改善整车平顺性，为改进钢板弹簧设计方案提供了依据。
【关键词】汽车，钢板弹簧，参数化建模，仿真，MSC Adams/CarThe Model And Application Research 0f Leaf-spring With MSC Adams/CarMa Tianfei, Zuo AnkangState Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation, Changchun 130022 Abstract: The common theory of building leaf-spring model with beam method is introduced simply. The leaf-spring model with various stiffness values is built by using MSC Adams/Car without considering the friction between the leaves. The simulation of parallel wheel travel is carried out. The full vehiclemulti-body dynamics model is created in Adams/Car. The simulation of ride performance is carried out, and its results are conformable to that of vehicle test on proving ground. Therefore, it proves that virtual prototype model is correct and believable. The stiffness value used in the simulation of ride performance can be got through adjusting the key parameters of the beam, the analysis can provide evidence in designing leaf-spring.Key words: vehicle，leaf-spring model，parametric_modeling，simulation，MSC Adams/Car1 引言随着计算机技术的发展，多体动力学方法在汽车仿真领域应用的越来越广泛。
ADAMS／car／Insight在悬架设计中的应用
ＡＤＡＭＳ／ｃａｒ／Ｉｎｓｉｇｈｔ在悬架设计中的应用应用多体动力学仿真分析软件ADAMS/CAR建立某车辆的麦弗逊前悬架多体系统模型,分析了悬架系统的相应的车轮定位参数,然后利用ADAMS/Insight 模块对该车辆悬架的定位参数进行优化仿真,通过对优化后的结果进行分析,改善了悬架的运动学性能。
标签：麦弗逊式悬架车轮定位运动学优化0 引言汽车悬架运动学及弹性运动学特性的设计成为汽车开发中的一项重要任务。
悬架运动学分析的主要内容是研究车轮定位参数与车轮跳动量的关系。
从中可以得到基本的车轮定位及变化特性信息。
以悬架操纵稳定性、平顺性、汽车工作效率、安全可靠性为主要评价目标,受到车身造型的制约及总布置的协调,在不同底盘调教风格下,悬架在与之关系密切、性能日新月异的相关功能子系统,如转向、轮胎、动力、制动相互作用下,可以确定自身相对最佳的性能指标。
本文在参考悬架设计相关知识的基礎上,以一般设计要求作为悬架运动学的优化目标。
1 仿真模型建立1.1 某型轿车前悬架在MSC.ADAMS/Car中建立仿真模型。
如图11.2 将悬架模型与测试平台装配,按上下跳动量为-50至-50mm进行平行跳动工况仿真。
1.3 调用MSC.ADAMS/Solver解算,得到相关定位参数及特性曲线,参见优化效果比较部分。
2 悬架运动特性优化2.1 悬架运动优化运用MSC.ADAMS/Insight,通过对模型的硬点坐标、弹性参数进行多次修改迭代,可以对模型的某项或是多项性能指标进行优化。
从而改善悬架的运动学性能。
选取设计变量较多, DOE设计矩阵复杂,运算量庞大,为此,优化分析先针对轮距、后倾,后针对前束进行。
把摆臂前点(lca _front)、后点(lca_ rear)、球头销(lca_ outer)硬点的9 个坐标值(每个点有X、Y、Z 三个方向坐标)作为设计变量,设定变动范围在-8mm至8mm。
以仿真过程中轮距的标准差(Standard Deviation)、后倾平均(average value)值为设计目标。
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，它直接影响着汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和操控性能。
为了改善悬架系统的性能，提高汽车的行驶安全性和乘坐舒适性，深入研究汽车悬架系统的建模与优化是非常重要的。
而ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款专业的多体动力学仿真软件，能够对汽车悬架系统进行精确的建模和运动仿真分析，进而进行性能优化。
首先，对汽车悬架系统进行建模是汽车悬架系统优化的基础。
利用ADAMS软件，可以根据实际的汽车悬架系统设计，将其通过建模工具进行几何建模。
在建模过程中，需要考虑到悬架系统的主要部件，如悬架臂、悬架弹簧、悬架减振器等，以及与其他系统之间的连接等。
接下来，通过ADAMS软件对汽车悬架系统进行仿真分析。
在分析过程中，可以通过建立相应的动力学模型，包括质量、惯性、弹簧、减振等参数，模拟汽车在不同路况下的行驶情况，分析悬架系统在不同激励下的动力学响应和性能指标。
例如，通过调整悬架臂的长度、弹簧的刚度和减振器的阻尼等参数，可以研究悬架系统的行进过程中的振动情况，并评估悬架系统的乘坐舒适性、行驶稳定性等性能。
最后，基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化，可以进行性能优化。
通过对悬架系统的建模和仿真分析，可以得到悬架系统在不同参数下的性能曲线，然后通过优化算法，寻找到使性能最优化的参数组合。
在优化过程中，可以利用ADAMS软件的优化工具，如遗传算法、粒子群优化等，对悬架系统的不同参数进行变化，以优化悬架系统的性能指标（如乘坐舒适性、操控性能等）。
综上所述，基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化是一项重要的研究工作。
通过建立悬架系统的数学模型，利用ADAMS软件进行仿真分析和优化计算，可以得到优化后的悬架系统参数，提升汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。
这项工作对于汽车制造商和研发人员来说，具有重要的意义，可以为汽车悬架系统的设计和调试提供参考和指导。
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技术技巧——Adams/Car 2013在商用车钢板弹簧悬架建模中的应用
一、钢板弹簧悬架建模的常用方法
钢板弹簧仿真建模的处理方法一般有3种:
a)作为柔性体:用有限元的方法计算钢板弹簧的模态,然后将计算的模态结果通过数据转换,变成ADAMS可以
读取的MNF文件。
b)在ADAMS中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。
对
于钢板弹簧之间的接触用ADAMS中提供的接触力来定义。
简化方法:三连杆理论建钢板弹簧，用衬套bushing将三段梁连接起来,然后在中间梁与轴连接处添加固定副,在前后梁与车架连接处添加衬套连接,以此模拟钢板弹簧最典型的工作状况。
之前利用Chassis模块中的板簧建模功能，首先，需要编辑ltf文件，对板簧各参数修改好，运行生成adm文件；
然后，利用VIEW模块，import之前生成的adm文件，删除其中所有的request、bushing、sforce、sensor等，输出为cmd
文件；然后修改cmd文件中的语法格式，然后打开Car模块，建立leafspring模板，import修改后的cmd文件，然后添
加bushing、通讯器等。
整个建模过程流程比较长，在不同模块界面之间切换，费时费力，效率相对比较低。
工程师浪费太多的时间在板
簧建模的前处理工作中。
在MSC ADAMS2013 版本中，整个建模流程基于Car模块同一用户界面，在Car模块下就可以完成板簧建模，快速高效，为工程师把更多的时间和精力投入到研究设计方案是否合理的工作中。
一、Adams/Car2013板簧建模流程
首先，打开Adams/Car2013模板界面，菜单栏build-leafspring，如下图所示，
图二模板界面中进入菜单
然后，点选new新建板簧对话框，出现如下图板簧建模对话框，输入板簧名称，点选共享文件中的一个ltf文件（具体板簧片数等参数可在后续修改），选择Leaf to Frame和Shackle to Frame的坐标位置，以及选择Leaf to Frame、Leaf to Shackle和Shackle to Frame 的衬套参数属性文件。
图三板簧建模界面
然后，单击界面中创建板簧标签，出现如下图所示，板簧详细参数输入界面，依据界面左边标签General、Leaves、Axle、Shackle、Geometry、Eyehooks、Bushings、Clips，依次点击即可输入对应标签内容的板簧详细参数。
在General标签内容栏中，输入具体的板簧片数，界面下方对应的板簧片数Leaf#也会相应发生变化，即可输入每一片板簧中性面的位置坐标值以及板簧的厚度，从而勾勒出板簧的弧形。
在Leaves标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括板簧前后部分的弧长，要离散的单元数量，簧片间隙，偏移距离等等。
在Axle标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括轴心位置距离第一片簧上表面的距离、轴心位置在设计状态的高度、轴相对板簧的安装位置等。
在Shackle标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括吊耳的长度、质量、惯量、吊耳
的位置等参数。
在Geometry标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括前卷耳、吊耳与车架的连接位置。
在Eyehooks标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括前后卷耳的直径及卷耳的类型参数。
在Bushings标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括板簧和轴连接处bushing衬套的线性刚度阻尼、扭转刚度阻尼参数。
在Clips标签内容栏中，输入如下图所示板簧参数，包括卡钳的定位、横向与垂向间隙、卡钳卡住的板簧片数等。
输入以上所有板簧参数信息后，菜单栏Run-Generate Leaf，即可生成如下图所示所需要的
板簧模型，进行后续的悬架K&C、整车操纵稳定性、平顺性分析、耐久性分析。