ADAMSCar仿真解析
基于ADAMS-Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究共3篇
基于ADAMS-Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究共3篇基于ADAMS/Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究1随着现代汽车技术的日新月异，悬架系统作为整车动力系统的重要组成部分，越来越受到了汽车制造商和消费者的关注。
悬架系统不仅影响着汽车的行驶舒适性和稳定性，还直接影响着汽车的操纵性能。
因此，对悬架系统的研究和探讨变得异常重要。
本文基于ADAMS/Car软件平台对悬架系统对操纵稳定性的影响进行了仿真试验研究。
首先，通过对悬架系统的结构和工作原理进行分析，构建了悬架系统的计算模型。
然后，设定了不同路面条件下的仿真试验方案，对悬架系统在不同路面情况下的操纵稳定性表现进行了仿真分析。
最后，通过对仿真结果进行深入分析，总结出了悬架系统对操纵稳定性影响的规律和相关因素。
首先，本文从悬架系统的结构和工作原理入手，对悬架系统的重要组成部分进行了介绍和分析。
悬架系统由弹簧、减震器、连杆等组件组成，其中弹簧具有缓冲起伏的作用，减震器则能为车辆提供稳定的支撑力，使车辆行驶更稳定。
在分析悬架系统工作原理的基础上，本文建立了悬架系统的计算模型。
其次，本文设定了不同路面条件下的仿真试验方案。
通过ADAMS/Car软件平台，设置了标准路面、凸凹路面和颠簸路面三种不同路面条件下的仿真试验方案，并分别对其进行仿真分析。
在仿真试验过程中，本文重点观察了车辆加速、刹车和转向等操作时的操纵稳定性表现，并对仿真数据及车辆动态图像进行了记录和分析。
最后，本文通过对仿真结果进行深入分析，总结出了悬架系统对操纵稳定性影响的规律和相关因素。
通过对不同路面条件下的仿真试验数据进行统计和分析，可以看出悬架系统对车辆操纵稳定性具有显著的影响。
同时，弹簧的刚度、减震器的阻尼、连杆的长度等因素也会影响到悬架系统的性能表现。
综上所述，本文基于ADAMS/Car软件平台对悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究，对深入探讨悬架系统的影响因素和控制方法具有一定的参考价值。
利用ADAMS_car对双横臂悬架的动态仿真与分析
利用ADA M S/car对双横臂悬架的动态仿真与分析黄杰文,黄菊花(南昌大学机电工程学院,南昌330031)摘要:利用ADAMS/car软件对样车建立双横臂悬架仿真模型,并对后倾拖距、磨胎半径、侧倾中心、四个定位角和车轮跳动量进行动态仿真。
通过对仿真结果与样车悬架相应参数进行比较,验证了仿真模型的动特性与样车悬架动特性的一致性。
其结论对汽车悬架的设计与开发具有一定的参考价值。
关键词:ADAM S/car软件;双横臂;动态仿真中图分类号:TP39119 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2010)03—0127—05D ynam i c si m ul a ti on and ana lysis of double w ishbone ba sed on ADA M S/carHUANG J ie2wen,HUANG Ju2hua(Electrical and Mechanical Engineering College,Nanchang University,Nanchang330031,China) Abstract:The si m ulati on model of double wishbone sus pensi on of sa mp le vehicle was established using ADAMS/car s oft w are,and dyna m ic si m ulati ons of sus pensi on trail,scrub radius,r oll center,f our orientati on angles and wheel ju mp ing was done.The si m ula2 ti on result was compared with the corres ponding para meters of sa mp le vehicle sus pensi on,and it was als o verified that dyna m ic characteristics of si m ulati on model and samp le vehicle sus pensi on are consistent.The conclusi on has certain reference value for the design and devel opment of vehicle sus pensi on.Key words:ADAMS/car;double wishbone;dyna m ic si m ulati ons0 引言悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来,主要功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,并且缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击载荷,削弱由此引起的承载系统的振动,以保证汽车平顺地行驶[6]。
ADAMSCAR环境下的麦弗逊悬架建模与仿真
目录前言 (1)1 ADAMS/CAR软件介绍 (2)1.1 ADAMS/CAR简介 (3)1.2 ADAMS/CAR软件相关模块 (6)1.2.1 悬架设计软件包SD (6)1.2.2 概念化悬架模块CSM (7)1.2.3 经济动力学模型EDM (7)1.2.4 驾驶员模块Driver (7)1.2.5 动力传动模块Driveline (7)1.2.6 三维路面模块3D Road (7)1.2.7 Solver模块 (7)1.2.8Controls模块 (9)1.2.9用性分析模块Durability (9)1.2.10Enigine Powered by FEV工具包 (9)1.2.11 图形接口模块Exchange (9)1.2.12 Pro/E接口模块MECHANISM/Pro (9)1.3 ADAMS/CAR的优点 (9)2 汽车悬架概述 (11)2.1 悬架的作用 (11)2.2 悬架的分类 (11)2.3 悬架的组成 (11)2.4麦弗逊悬架的特点 (13)2.5麦弗逊悬架结构分析 (13)3 模型的建立 (16)3.1 物理模型的简化 (16)3.1.1 模型分析 (16)3.1.2 系统坐标系的确立 (17)3.1.3 模型关键点的坐标 (17)3.1.4 建立仿真模型 (18)4 仿真分析 (20)4.1 ADAMS仿真分析步骤 (20)4.2 外倾角 (22)4.3 前束角 (22)4.4 主销内倾角 (23)24.5 主销后倾角 (24)4.6 轮距 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)摘要本文介绍了adams系统的特点、发展及其应用，此基础上提出数字化样机的概念，并由此引入机械系统动力学分析与仿真，概述了机械系统动力学分析与仿真在数字化功能样机中的重要作用，阐述了机械系统动力学分析与仿真的发展方向及前沿。
并以某车型为例，介绍了基于ADAMS的麦弗逊悬架的运动仿真。
基于ADAMS／CAR的FSC赛车悬架仿真与分析
基于ADAMS／CAR的FSC赛车悬架仿真与分析摘要本文在多体系统动力学相关理论的基础上，运用笛卡尔方法建模的有关知识，主要采用ADAMS/CAR建立FSC赛车悬架的动力学仿真模型，然后将该仿真模型与其他子系统一起组装形成虚拟样机，并与试验台连接进行仿真分析，然后分析车轮定位参数随车轮跳动量的变化情况，以车轮定位参数的变化量反映悬架的运动学性能。
这些为FSC赛车悬架的设计制造提供了可观的依据，为赛车悬架的性能优化指明了一定的方向。
关键词多体系统动力学；FSC；悬架；仿真模型；车轮定位参数本文运用多体系统动力学相关理论，采用ADAMS/CAR建立FSC赛车前后悬架的动力学仿真模型，然后调用其他子系统与前后悬架仿真模型共同组装成虚拟样车即整车动力学模型进行仿真分析，以车轮定位参数随车轮跳动量的变化情况反映悬架的运动学性能，并提出车轮定位参数的改进意见，为今后FSC赛车悬架仿真模型的建立积累了经验，并为整车模型的进一步优化奠定了基础。
一、多体系统动力学基本理论多体系统是指由多个物体通过运动副连接的复杂机械系统。
任何一个复杂的机械系统进行动力学分析和计算时，首要的任务就是将这个系统进行合理的简化，建立一个由多个刚体（或刚柔体）组成的系统替代模型。
大部分常规的机械系统都可以描述成刚体和柔性多体系统模型。
目前在机械领域所采用的建模方法主要是20世纪80年代Chace和Haug提出的笛卡尔方法，而Garcia和Bayo于1994在笛卡尔方法的基础上又提出了完全笛卡尔方法。
目前国际上最著名的两个动力学分析商业软件ADAMS和DADS都是采用笛卡尔方法建模。
机械领域形成的笛卡尔方法是一种绝对坐标方法，以系统中每一个物体为单元，建立固结在刚体上的坐标系，刚体的位置相对于一个公共参考基进行定义，其位置坐标（也可称为广义坐标）统一为刚体坐标系基点的笛卡尔坐标与坐标系的方位坐标，方位坐标可以选用欧拉角或欧拉参数。
单个物体位置坐标在二维系统中为3个，三维系统中为6个（如果采用欧拉参数为7个）。
基于ADAMSCAR前悬架仿真讲解
摘要操纵稳定性是汽车的重要使用性能之一,它不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度,而且也是决定高速汽车行驶安全的一个重要性能,被称为“高速车辆的生命线”。
因此操纵稳定性日益受到人们的重视。
但是传统的研究分析方法已无法满足现代汽车的研究要求,现在虚拟样机技术作为一项新的产业技术,己经开始应用到各个领域。
本文正是利用动力学仿真软件ADAMS研究探讨悬架系统对操纵稳定性的影响。
本文以汽车的前悬架系统为研究对象,应用ADAMS软件对汽车做仿真优化分析。
第二章和第三章详细的介绍了汽车操纵稳定性在国内外发展状况及研究成果及ADAMS软件。
然后利用ADAMS/Car模块建立汽车的前悬架系统并对该系统进行模拟仿真分析。
关键字 ADAMS/CAR 汽车操纵稳定前悬架运动学仿真AbstractHandling and stability is one of the important performance of the car, it not only affects the ease of manipulation of motorists, but also determine the performance of an important high-speed cars with security, known as "high-speed vehicles lifeline." Therefore, increasing handling stability people's attention. But the traditional analysis methods have been unable to meet the research requirements of modern car, and now virtual prototype technology as a new industrial technology, had begun applied to various fields. This article is the use of dynamic simulation software ADAMS study investigated the effect of steering stability of the suspension system.In this paper, the car's front suspension system for the study, application software ADAMS simulation and optimization analysis of automobile do. The second and third chapters detailed description of the vehicle handling and stability at home and abroad and the research and development of ADAMS software. Then use ADAMS / Car module builds the front suspension system of the vehicle and the system simulation analysis.Keywords ADAMS / CAR car front suspension kinematics simulation steering stability目录摘要............................................................... Abstract...........................................................1 绪论............................................................1.1 课题研究背景...............................................1.2 课题的研究意义与内容.......................................2 汽车操纵稳定性的介绍............................................2.1 汽车操纵稳定的基本概念...................................2.1 汽车操纵稳定的研究历史与现状.............................3 ADAMS 软件介绍.................................................3.1 软件简介...................................................3.2 ADAMS 模块简介.............................................4 基于ADAMS/Car 汽车前悬架系统模型的建立.........................4.1 ADAMS/Car 建模原理..........................................4.2 悬架系统介绍...............................................4.2.1 双臂独立式悬架.......................................4.2.2 麦佛逊式独立悬架.....................................4.3 前悬架系统模型的建立.......................................4.4 本章小结...................................................5 前悬架系统的仿真................................................5.1 运动学仿真目的.............................................5.2 前悬架系统的运动学仿真.....................................5.2.15.3 本章小结...................................................6 总结与展望...................................................... 参考文献............................................................ 致谢................................................................1 绪论1.1 课题研究背景当今世界汽车工业迅猛发展,汽车已经成为人们日常生活和工农业生产中不可缺少的重要交通运输工具。
Car仿真.
统的功能，如悬架、转向等，次要任务：子系统的位置， 如前后
模板与子系统
编辑模板可修改模型的拓扑结构，子系统只 能修改局部信息
向盘转过一定角度，使汽车进入转弯运动状态。
重点考查的参数
横摆角速度、车身侧倾角、侧向加速度等
频域响应
用以表征车辆频域瞬态响应特性。 转向系统输入为正弦单脉冲的力、力矩、角
度或位移 重点考查的参数有：时域与频域内的横摆角
速度、侧向加速度等
转向正弦扫频输入
Swept-Sine Steer 用以衡量车辆的频率响应特性。 为评估车辆的瞬态特性，幅频及相频特性提
式以及试验结束的条件(如行驶距离)等信息。
打开文件具体介绍
驾驶员控制数据文件(Driver Control Data file，*.dcd)
该文件包含了驾驶员控制文件所需的数据。 如在*.dcf中使用轨迹控制车辆的运动，那么 *.dcd文件的主要内容是设定车辆行驶轨迹的 坐标数据。
驾驶员控制数据文件( *.dcd)必须与驾驶员控 制文件( *.dcf)配合使用
Car Ride包括了在汽车平顺性频域分析方面建模、试验及 后处理所需要的单元、模型及事件的定义，一旦系统中所 有部件详细的参数指定，就可以基于一个扩展的试验平台， 完成一系列预定义的平顺性和舒适性研究过程，使用户可 以进行系统级NVH（Noise噪音、Vibration振动、 Harshness啸鸣）性能的评估，也可以对其他系统中的模型 单元进行单独分析。我们一般大致将车辆振动频率在150 Hz以下时划分为振动，超过150 Hz的就是噪音和le,*.din)
基于ADAMS_Car对车架动载荷的仿真分析_宁士翔
转动惯量 lxx = 2. 853 8 × 109 ，lyy = 1. 253 2 × 1010 ，lzz = 1. 137 × 1010
等参 数 来 模 拟 车 身 模 型［4］，如图 9 所示。
图 9 简化车身模型
1． 6 整车装配
在标准模式下将
上述 所 建 好 的 各 子 系
统模 型 与 四 柱 试 验 台
值约为 339 N / mm，其刚度值基本符合原车型的后 钢板弹簧要求［3］。
1． 3 转向系
转向系模型选用
MDI FＲONT STEEＲING，
通过修改转向参数获
得，如图 7 所示。
图 7 转向系模型
1． 4 轮胎
轮胎模型选用
PAC2002 － Front － Tires 以及 Ｒear － Tires 模型， 如图 8 所示。
后悬架本文研究客车的后悬为非独立钢板弹前扭杆弹簧刚度曲线如图adams程中没有考虑空气动力学的因素即忽略空气对车辆表面的作用因此对车辆外形简化通过输入车身质量020kg质37601210简化车身模型10101010非独立钢板弹簧后悬架钢板弹簧通过型螺栓固定于后轴上其前端与前支架总成成固定铰链连接后端通过吊耳总成及后支架总成与车架相连形成摆动支承端由钢板弹簧总成传递各向力和力矩
Gs 速度功率谱密度 Ga 加速度功率谱密度
/ （ m3 ·cycle － 1 ）
/ （ m3 ·cycle － 1 ）
6 × 10 － 6
0
12 × 10 － 6
0. 17 × 10 － 6
20 × 10 － 6
0. 2 × 10 － 6
1 × 10 － 6
0
20 × 10 － 6
0. 25 × 10 － 6
基于ADAMS_CAR对SUV整车的操纵稳定性仿真分析
·基于 ADAMS/CAR 对 SUV 整车的操纵稳定性仿真分析·
程度。
图 8 转向轻便性试验转向盘转矩时间响应
图 10 横摆角速度时间响应
图 9 转向轻便性试验转向盘转角时间响应
图 11 转向盘转角时间响应
北
从图 8 可知：转向盘最大转矩为 8.7 N·m， 3 结 论
参考 GB／ T 6323.5-94 《汽车操纵稳定性试验方
减振器阻力参数和螺旋弹簧参数由图纸得到。整
车 ADAMS/CAR 模型如图 1 所示，包括前后悬架
汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车执行驾
车
驶员指令的准确程度，还影响汽车在受到路面
模型、转向系统模型、前后轮胎模型及车身模型。
凸凹不平或侧向力干扰时恢复自身的稳定性及
直线行驶的能力。由于汽车是一个复杂多体系
稳定性。
向盘感到过轻，会感觉“发飘”而失去“路感”难于 控制汽车的方向，从分析可知：转向盘最大作用 力和转向盘平均摩擦力都较合理，不会出现操纵 转向盘过重或过轻的感觉。
2 . 6 转向盘转角脉冲试验 主要用来评价汽车对转向输入响应的失真
程度。一般要求幅频特性曲线能平些，共振频率 较高以接近 1 Hz 为佳（必须大于 0.6 Hz），通频带 宽些，谐振峰水平（必须小于 5）较小，以保证不同 工况下失真度较小，从而获得满意的操纵性能， 同时要求相位差 （相位滞后角必须小于 80°）小 些，以保证汽车有快速灵活的反应。
特别是左转时幅频特性没有明显的峰值，这
参考文献
［1］余志生. 汽车理论［M］.北京:机械工业出版社，2001. ［2］石博强，等. ADAMS 基础与工程范例教程［M］. 北京：中 国铁道出版社，2007. ［3］GB/T 6323.1-94，汽车操纵稳定性试验方法 蛇行试验. ［4］GB/T 6323.2-94 ，汽车操纵稳定性试验方法 转向盘转 角阶跃输入. ［5］GB/T 6323.3-94 ，汽车操纵稳定性试验方法 转向盘转 角脉冲输入. ［6］GB/T 6323.4-94 ，汽车操纵稳定性试验方法 转向回正 性能试验. ［7］GB/T 6323.5-94 ，汽车操纵稳定性试验方法 转向轻便 性试验. ［8］GB/T 6323.6-94 ，汽车操纵稳定性试验方法 稳态回转 试验. ［9］QC/T 480-1999 ，汽车操纵稳定性指标限值与评价方法.
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转向(steering)
? 用户可以根据汽车的构造来选择合适的模板，如悬架系统，轮胎系统，转 向系统等;
? 专家:expert
? 可以建立和修改模版，适于有经验的高级用户
? 若无合适的模板，使用模板建模器，根据具体结构来生成所需的模板
? 如何设置：
文件：.acar.cfg:
! Desired user mode (standard/expert)
? 分析时间由数月减少为数日 ? 降低工程制造和测试费用 ? 在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设
计方案 ? 在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量 ? 当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚
拟样机进行分析和仿真 ? 缩短产品的开发周期
Adams/CAR仿真
?步骤： 4步
? 利用模板，可快速建立自己的参数化模型。并可通过修改 参数使之与实际系统一致
? 模板是一个系统的拓扑结构的代表，它定义了该系统中各 个部件之间是如何组成系统，另外还定义了与其他模板之 间联系的通讯信息（Communication） 。
? 必须在专家模式下进行
模板
? 模板是参数化的模型，定义了缺省的几何数据和 模型的拓扑结构。部件都是参数化的，因此可以 用一个模板代表很多个子系统。
? 整车试验仿真主要包括：
? 方向盘阶跃、脉冲和斜坡输入试验、漂移试验、稳态转向试验、单 移线试验等典型的开环控制试验
? 加速试验、制动试验等直线性能试验， ? 转向制动、定圆转向、转向回正等联合工况性能仿真分析 ? 主要考查：横摆角速度、侧倾角、侧向加速度、侧偏角等
优点
相对传统的汽车设计开发，使用ADAMS及其CAR模块，可以在如 下方面收到明显效果：
? 设计数据：如车轮半径、前束角、硬点 ? 包含设计数据的减振器、弹簧等的属性文件 ? 包含子系统结构的模板，各个部件之间如何连接等 ? 每个子系统都有主要任务和次要任务：主要任务：子系
统的功能，如悬架、转向等，次要任务：子系统的位置， 如前后
模板与子系统
?编辑模板可修改模型的拓扑结构，子系统只 能修改局部信息
Adams/CAR仿真
Build
Test
Simulate &Review
PostProcessor
分析流程
?建立子系统
? 使用系统带的模板 ?自己创建模板
?建立装配 ?设置参数 ?进行特定仿真 ?绘制曲线、分析数据
模式：标准
? 标准:standard
? 用于设计人员和检测人员，在这个环境下进行建立子系统、装配和 仿真
ADAMS/Car介绍
ADAMS/CAR软件介绍
? ADAMS/CAR是MSC公司与Audi、BMW、Renault和Volvo 等公司合作开发的整车设计软件包，集成了它们在汽车设 计、开发等方面的经验。
? ADAMS/Car是一种基于模板的建模和仿真工具，大大加速 和简化了建模的步骤。用户只需在模板中输入必要的数据， 就可以快速建造包括车身、悬架、传动系统、发动机、转 向机构、制动系统等在内的高精度的整车虚拟样机，并进 行仿真。
总成
?最后选择合适 的子系统与试 验台，装配成 总成
?在仿真之前， 需要设置一些 基本参数
设置参数
?悬架分析参数
?轮胎模型、轮距、簧载质量、驱动力、制动力分 配、质心高度
?整车分析参数
?转向比、转向齿条比 -方向盘与齿条（只在输入 力矩或位移的时候有效）、最大的前后制动力矩、 前后制动力分配
悬架仿真内容
?模板的设计参数： 如HARDPOINTS ，参数变量， 属性文件等可以在子系统中进行修改
?HARDPOINTS ：定义了几何体、 attachment, construction frames 的位置。
? 属性文件定义了部件的特性
子系统
?在标准界面下使用，是基于模板的，允许普通用户 进行修改参数。子系统主要包含如下内容：
? 通过高速动画直观地显示在各种试验工况下整车动力学响 应，并输出标志操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安全 性的特征参数，从而减少对物理样机的依赖。
ADAMS/CAR 模块界面
仿真内容
? 悬架试验主要包括：
? 单轮跳动试验、双轮同相跳动平行试验、双轮反相跳动试验、转向 试验和静载试验等。
? 主要考查前束、外顷、内顷，轮距变化、悬架刚度等的分析
?子系统可直接生成总成，但模板不可以 ?二者存在的格式也有所区别
属性文件
?包含建模中部件的数据：如bushing, damper， spring, tire.等等
?格式：
?PROPFILE bushing <shared>/bushings.tbl/mdi_0001.bus
试验台
?目前在car中可用的试验台
?_MDI_SUSPENSION_TESTRIG ?__MDI_SDI_TESTRIG ?__MDI_DRIVER_TESTRIG ?__ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG ?__ADM2NAS_TESTRIG
建模过程
? ADAMS/CAR的建模顺序是自下而上的(模板一子系统一整 车)，模板是最基本的模块。
? 模板建立：该阶段，正确建立零部件间的连接关系和信号 器是至关重要的，这些数据在以后的子系统和总成阶段无 法修改。零部件位置和特征参数在后续过程中可以更改。
? 子系统建立：在子系统的级别上，可对己创建的零部件进 行部分数据的修改。
? 总成建立：选择合适的子系统和试验台，产品设计人员可 根据实际需要，将不同的子系统组合成为完整的分析模型。 为了对整车进行仿真分析，还需要设置试验台，装配完整 车。
ENVIRONMENT MDI_ACAR_USERMODE
standard
模型结构
?模型组成
?总成（ Assembly) ?子系统 (Subsystem) ?试验台 (Test rig) ?模板( Template) ?属性文件( )
模板介绍
? 基于模板的产பைடு நூலகம்：
? ADAMS/Car, ADAMS/Engine, ADAMS/Rail