ADAMS在汽车制动分析中的应用研究

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基于adams的汽车操纵稳定性仿真分析

基于adams的汽车操纵稳定性仿真分析

摘要随着汽车技术的发展,用户对汽车性能的要求越来越高,汽车行业的竞争逐渐加剧。

在产品开发中采用虚拟样机分析的开发策略,已成为各大汽车公司缩短产品开发周期、减少产品开发费用、提高产品开发质量,从而提高竞争能力的主要做法。

以多体动力学为理论基础的ADAMS软件是由美国MDI公司开发的一种机械系统动力学分析软件。

目前己成为世界各主要汽车公司及其零部件供应商的主要动力学仿真软件。

利用ADAMS/Car软件,建立了包括前后悬架、转向、车身、动力总成、轮胎、路面等系统在内的整车多体动力学模型。

应用该模型进行了稳态回转、转向回正性、转向盘角阶跃输入、转向盘角脉冲输入、蛇行等仿真分析,同时还以操纵稳定性中的角阶跃试验为例,分别分析了汽车的质心高度、前后位置、前后悬架弹簧刚度和整车载荷等参数对操纵稳定性的影响。

仿真结果表明,该车具有良好的操纵稳定性,从分析来看质心略微前移汽车的操纵稳定性得到改善;而适当的降低质心高度、增加前后悬架弹簧刚度、和减少载荷,有利于整车的操纵稳定性。

关键词:ADAMS;仿真;操纵稳定性Simulation Analysis of Vehicle Handling Stability of Santana2000 Based on ADAMS/CarABSTRACTWith the development of the vehicle technology,and concerning about the car performance,the competition of the car industry becomes more and more intense.In the exploitation of the production,one of the main methods is to use the virtual prototyping technology to exploit the production of car,which may deeply shorter the competition ability,lessen the expenses,improve the quantity,and enhance the competition ability.Based on the multi-body dynamics theory exploited by Mechanical Dynamics,Inc,the ADAMS is a type of software of dynamic analysis of mechanical system.At present,many main car corporation and their accessory suppliers use the ADAMS an their main software of dynamic analysis of mechanical system.The article builds a whole vehicle model that contains suspension,stabilize bar, steering,body,powertrain,tires and road etc by using ADAMS/Car.Appling the full vehicle model,have performed Steady static circular test simulation,returnability test simulation,Steering wheel angle step input simulation,Steerwheel angle pulse input simulation,Pylon course slalom test simulation,and through triangular bump pulse input simulation test,several main factors are discussed in order to study the rule of vehicle parameters affecting on handing stability, including mass gravity center height, the location of center of mass, leaf spring stiffness and the load.The simulation results show that handing stability of the vehicle is good. From the analysis of the test, the centroid slightly forward is beneficial to handing stability. And suitably reducing the height of mass center, increasing front and rear leaf spring stiffness and load reduction can be improved handling stability performance.Key Words: ADMAS;Simulation;Handling Stability目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 (1)1 绪言 (2)1.1 课题的研究背景 (2)1.2 课题研究的历史及发展现状 (3)1.2.1 车辆操纵稳定性研究历史及现状 (3)1.2.2 车辆动力学仿真技术发展及现状 (4)1.3 小结 (6)2 基于ADAMS/Car 的车辆建模 (7)2.1 ADAMS/Car 建模基本原理 (7)2.2 车辆仿真模型的相关参数 (8)2.3 前悬架模型的建立 (8)2.4 后悬架建立 (10)2.5 转向系模型的建立 (12)2.6 轮胎模型的建立 (13)2.7 车身模型 (15)2.8 动力模型的建立 (15)2.9 整车模型装配 (16)2.10 小结 (16)3 汽车操纵稳定性仿真试验及影响因素分析 (17)3.1 汽车操纵稳定性概述 (17)3.2 转向盘转角阶跃输入仿真试验 (18)3.2.1 车速为105km/h下的转向盘角阶跃输入仿真试验 (18)3.2.2 不同速度下转向盘角阶跃输入仿真试验 (20)3.2.3 不同弹簧刚度下转向盘角阶跃输入仿真试验 (21)3.2.4 不同质心高度转向盘角阶跃输入仿真试验 (24)3.2.5 质心前后位置转向盘角阶跃输入仿真试验 (25)3.2.6 满载与空载转向盘角阶跃输入仿真试验 (27)3.3 转向盘转角脉冲输入仿真实验 (28)3.3.1 汽车在105km/h下的转向盘转角脉冲试验 (28)3.3.2 不同速度下转向盘转角脉冲试验 (29)3.4 转向回正仿真试验 (31)3.5 稳态回转仿真实验 (32)3.6 蛇形仿真实验 (33)3.7 小结 (36)全文总结 (37)参考文献 (38)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。

ADAMS在汽车制动仿真方面的应用

ADAMS在汽车制动仿真方面的应用

ADAMS在汽车制动仿真方面的应用作者:合肥工业大学马恒永贾杨成摘要:本文阐述了ADAMS 在汽车制动仿真中的应用,探讨了ADAMS 在制动仿真的几个扩展研究方向,重点研究了具有制动力调节装置的制动仿真分析问题。

关键词:ADAMS 制动仿真1 前言机械系统动力学分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)以其强大的功能正迅速应用于各行各业,其中ADAMS/CAR 模块在汽车操纵稳定性和平顺性等性能仿真分析方面显示了突出的特点,已为广大汽车工程技术人员广泛应用。

但在制动性能仿真方面略嫌不足,如制动器只有钳盘式模型,且未引入制动力调节或ABS 等控制系统。

本文即以制动仿真为例,对ADAMS/CAR 仿真方面的应用扩展进行一些探讨,并重点研究具有制动力调节装置的制动仿真问题。

2 ADAMS/CAR 制动仿真2.1 ADAMS 简介ADAMS 集建模、求解和可视化于一体的数字化虚拟样机技术,可以有效地将三维实体模型及应用有限元分析软件描述的零部件模型有机地结合起来,准确地进行机械系统的各种模拟,以分析和评估系统的性能,从而为物理样机的设计和制造提供依据。

ADAMS 功能日益完善,所提供的ADAMS/Car、ADAMS/Engine、ADAMS/Chassis、ADAMS/Driveline、ADAMS/Driver、ADAMS/Tire、Suspension Design等汽车专业模块,能够帮助汽车工程师快速创建高精度的参数化数字样机和汽车的运动学和动力学仿真模型,进行汽车的操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安全性等整车性能仿真分析。

2.2 ADAMS/CAR 的制动仿真功能ADAMS/CAR 模块的整车制动仿真中包括直线制动和转弯制动,直线制动仿真时需输入开始时间、初始速度、路面条件和档位等参数,转弯制动仿真时还需输入转弯半径、制动减速度、侧向加速度等参数。

MSC Adams在整车制动分析中的应用

MSC Adams在整车制动分析中的应用

29 0
2 整 车直 线制动 性 能分析
21 试 验及 评 价 方 法 .
表2制 减 度 制 稳 性 要 动 速 和 动 定 的 求
按 照 G 2 8 2 0 B7 5- 0 4规定 , 车制动性 能的 行 试验应在平坦 、干燥和清洁 的硬路 面 ( 轮胎与路
面之问 的附着 系数不应 小 于 07 . )上进 行.被测
作者简介 :陈
伟 (17 - ,男,四川蓬溪人 ,硕士,工程 师,研 究方向为多体 系统动力 学、汽车动力 学,( - i e en i 2 .o 98 ) Emal h rwe@16t m )
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干 i 】
陈 伟, M C dm 在整车制动分析中的应用 等: S A as
车制动的性能进行分析并评价 .
1 整 车模 型 的建 立
针对研发中的某车型 ,根据汽车各 系统 的设
计参数 , MS dms a 模块 中建 立包含前后 在 CA a / r C
图 l 整 车仿 真模 型
收 稿 日期 :2 0。2 1 ;修 回 日期 :2 0 。 12 0 51-9 0 60 。0
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第 l 卷 增刊 5
20 0 6年 9月
文 章 编 号 : 10 .8 12 0 ) 100 -3 0 60 7 (0 6S -2 80
计 算 机 辅 助 工 程
COM P ER DE E UT AI D NG1 E N ERI NG
中图分类号 :U 6 .; P 9 . 41 T 31 6 9 文献标 志码 :A
Ap lc to fM S A d m si a i nay i p i a i n o C a n Br k ngA l ss

汽车工程专业毕业设计(论文)-基于adams的制动系统优化设计[管理资料]

汽车工程专业毕业设计(论文)-基于adams的制动系统优化设计[管理资料]

摘要随着汽车的普及,交通事故也日趋频繁,人们对汽车安全性的要求也越来越高。

对于这些要求,只有通过对汽车系统动力学的深入研究才能实现。

在多体系统动力学分析软件中,ADAMS 是车辆动力学中应用最广,最为著名的一个软件。

本文基于多刚体动力学ADAMS 软件对汽车制动系统参数进行优化设计。

在ADAMS/Car 模块中构建整车动力学模型,进行直线制动仿真,分析了影响制动性能的关键因素;基于响应面法利用ADAMS/Insight 模块对制动系统前、后制动轮缸活塞面积,前、后制动器的摩擦系数和前后制动管路压强分配系数进行优化,得到制动距离最短的制动系统优化参数;并对优化前后的制动性能进行对比分析。

结果表明:经过优化后的汽车制动性能得到较大改善。

关键词:盘式制动器;仿真;响应面法;参数优化AbstractWith the popularization of automobile, Traffic accident becomes more and more. More powerful technology and methods meet them, and they all based on betterly studing system dynamics of automobile. The software ADAMS, which developed with multi-body system dynamics, is the most fashionable and authoritative software in the field of mechanical dynamics design for automotive brake system parameters is discussed in this paper based on multi-body dynamic software ADAMS. In ADAMS/Car module, the vehicle dynamic model is built and straight brake simulation is performed, the optimal ranges of main factors are determined after analyzing the factors effecting brake performance. By using response surface methodology a group of optimal parameters is obtained with shortest brake distance in ADAMS/Insight module. The results of simulation are compared with that of the primary is enhanced after optimal design.Keywords: disc brake; simulation; response surface methodology; parameter optimization目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)本课题来源及意义 (1)国内外研究现状及发展趋势 (1)本课题研究的主要内容 (3)2 制动系的主要参数及选择 (4)制动力与制动力分配系数 (4)同步附着系数 (7)制动器最大制动力矩 (9)3 ADAMS软件简介 (11)ADAMS软件概述 (11)ADAMS软件基本模块 (13)用户界面模块(ADAMS/View) (13)求解器模块(ADAMS/Solver) (14)后处理模块(ADAMS/PostProcessor) (15)轿车模块(ADAMS/Car) (16)4 基于ADAMS 的汽车建模 (17)主要系统模型 (17)前悬架系统 (17)后悬架系统 (18)转向系统 (19)制动系统 (19)整车模型的建立 (20)原车直线制动仿真 (21)仿真标准 (21)仿真条件 (22)仿真方法 (22)5 制动系统参数优化设计 (24)优化目标和设计参数 (24)优化方法与结果 (25)创建设计矩阵 (25)更改设计因素 (26)提出并更改响应 (28)运行试验 (29)参数优化前后制动性能对比分析 (31)6 结论与展望 (34)论文主要研究重点及结论 (34)展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论本课题来源及意义课题《基于ADAMS的制动系统优化设计》来源于湖北汽车工业学院汽车工程系科研课题。

ADAMS在汽车动力学仿真中的应用研究

ADAMS在汽车动力学仿真中的应用研究

ADAMS在汽车动⼒学仿真中的应⽤研究ADAMS在汽车动⼒学仿真中的应⽤研究newmaker⼀、引⾔数字化虚拟样机技术是缩短车辆研发周期、降低开发成本、提⾼产品设计和制造质量的重要途径。

随着虚拟产品开发、虚拟制造技术的逐渐成熟,计算机仿真技术得到⼤量应⽤。

系统动⼒学仿真是数字化虚拟样机的核⼼、关键技术。

对汽车⽽⾔,车辆动⼒学性能尤为重要。

为了降低产品开发风险,在样车制造出之前,利⽤数字化样机对车辆的动⼒学性能进⾏计算机仿真,并优化其参数就显得⼗分必要了。

对操纵稳定性的研究常采⽤仿真分析⽅法和试验⽅法来进⾏。

仿真分析是在计算机上建⽴简化到⼀定程度的模型,输⼊驾驶员对汽车的各种操纵信号,解算出系统的时域响应和频域响应,以此来表征汽车的操纵稳定性能。

因为仿真分析花费时间短,可在计算机上重复进⾏,对各种设计⽅案进⾏快速优化对⽐,并且可实现试验条件下不能进⾏的严酷⼯况分析,因此该⽅法⽇益被⼈们采⽤。

建⽴整车仿真模型常有多种⽅法,笔者应⽤机械系统运动学、动⼒学仿真分析软件ADAMS,来建⽴仿真模型,并对不同⽅向盘转⾓下的操纵稳定性进⾏了动⼒学仿真。

⼆、数字化分析模型的准备(⼀)仿真分析模型所需要的参数类型建⽴多体系统动⼒学分析模型,参数需要量⼤,精度要求⾼,参数准备⼯作量⼤。

所需的参数主要可划分为四类:尺⼨(⼏何定位)参数、质量特性参数(质量、质⼼与转动惯量等)、⼒学特性参数(刚度、阻尼等特性)与外界参数(道路谱等)。

其中的尺⼨参数和⼤部分的质量特性参数可以通过建⽴三维数字模型得到,其他参数尚需要别的参数获得⼿段来获取。

总的来说,参数的获得⽅法主要有以下⼏种:图纸查阅法、试验法、计算法、CAD建模法等。

可根据具体实际情况采⽤。

(⼆)数字模型间的数据传递基于CAD/CAM软件建⽴三维数字模型是建⽴数字化分析模型的基础。

使⽤CAD/CAM软件建⽴系统的三维实体数字模型,并以各个运动部件的形式先将零部件合并,装配好;将模型存为ADAMS软件可调⽤的特定格式的数据⽂件;然后利⽤CAD/CAM软件与ADAMS 软件之间的数据接⼝⽂件将三维模型传递到ADAMS软件中去;之后输⼊各运动部件的密度等必要参数,就可以直接得到各运动部件的质量、质⼼与转动惯量等质量参数。

基于ADAMS的盘式制动器振动分析

基于ADAMS的盘式制动器振动分析

基于ADAMS的盘式制动器振动分析盘式制动器是一种常见的制动装置,广泛应用于汽车、摩托车等机动车辆中。

在制动过程中,由于制动器产生的摩擦力和摩擦产生的振动力,会导致制动器的振动,进而影响制动效果和驾驶安全。

因此,对盘式制动器的振动进行分析和优化是非常重要的。

为了对盘式制动器的振动进行分析,可以使用ADAMS(Advanced Dynamic Analysis System)这个动力学仿真软件。

ADAMS是一种基于多体动力学的仿真软件,可以模拟和分析机械系统的动力学行为,包括刚体运动、受力分析等。

以下是一种基于ADAMS的盘式制动器振动分析的步骤。

首先,建立盘式制动器的三维模型。

使用ADAMS的绘图工具,可以建立一个盘式制动器的三维模型,包括刹车盘、刹车片、刹车卡钳等零件。

在建立模型时,需要考虑到实际制动器的几何形状、质量和刚度等参数。

然后,定义盘式制动器的材料属性。

在ADAMS中,可以为盘式制动器的每一个零件定义材料属性,包括材料的密度、弹性模量和泊松比等参数。

这些参数将影响盘式制动器的振动特性。

接下来,定义盘式制动器的运动学约束。

在ADAMS中,可以为盘式制动器的各个零件之间建立运动学约束,例如轴向约束、径向约束等。

这些约束可以使盘式制动器的模型遵循实际运动规律,并减少模型的自由度。

然后,定义盘式制动器的边界条件。

在ADAMS中,可以定义盘式制动器受力的边界条件。

例如,可以定义刹车盘受到的制动力大小和方向。

这些边界条件将影响盘式制动器的动力学响应。

接着,进行盘式制动器的动力学仿真。

在ADAMS中,可以对盘式制动器的模型进行动力学仿真。

通过施加边界条件和运动学约束,可以模拟盘式制动器在制动过程中的振动响应。

仿真结果可以包括盘式制动器的位移、速度和加速度等信息。

最后,分析盘式制动器的振动响应。

根据仿真结果,可以对盘式制动器的振动进行分析。

例如,可以计算刹车盘的最大位移和振动频率,评估盘式制动器的振动稳定性和制动效果。

概述ADAMS软件在汽车理论教改中的应用

概述ADAMS软件在汽车理论教改中的应用

概述ADAMS软件在汽车理论教改中的应用普通高校的教学改革必须与当前的行业发展现状保持一致,这样才能培育出适合行业发展需求的人才。

现代汽车行业中,仿真技术被广泛采用,不仅提高了汽车的设计速度,汽车设计的精确也日益提高。

汽车仿真技术大大降低了汽车设计工作人员的劳动强度,这就是目前汽车行业的发展现状[1]。

但普通高校汽车机械专业的课程仍落后于行业发展现状,两者之间的矛盾也必须通过教改实现,且ADAMS软件是主要的教改手段。

一、ADAMS软件概述在汽车行业使用的众多模拟仿真软件中,ADAMS软件应用范围最广,汽车理论课程中最常用的也是ADAMS软件。

该软件由美国MSC公司开发,包括五个基本模块,用户可以使用基本通用模块对机械系统进行仿真处理,还可以使用专用模块对特定领域的特定机械系统进行仿真处理[2]。

软件系统的动画荷载云图显示速度较快,仿真的可视化效果更好,是当前被广泛采用的一种仿真模拟软件。

随着ADAMS软件性能的不断改进,广泛地被各大汽车厂采用,并用于汽车性能的分析,成为汽车研发中不可获取的环节。

二、ADAMS软件在汽车理论教改中的应用1.在汽车动力性能分析中的应用ADAMS软件拥有特定的汽车仿真模块,可以建立数字化样车,并实现对样车动力性能的评价,以这种方式建立的数字化样车还包括众多子系统,如控制系统、路面、底盘等。

ADAMS软件还可以实现对样车加速功能的检测,通过对加速功能的评价可完全呈现真车加速功能的检测过程,保证动力试验的准确性,且仿真的分析结果以动画及曲线形式呈现,直观、准确。

通过对仿真结果的分析,可以充分了解汽车动力性能涉及的概念、评价指标及影响因素,动力性能的评价指标如加速时间、最高车速等。

在仿真结果的提取中,可将性能评价指标的内涵介绍给学生,便于学生理解和掌握汽车动力性能具体的评价方法、评价过程,为后期的教学过程奠定基础。

另一方面,在探讨汽车路面摩擦系数与汽车附着力关系时,通过ADAMS软件相关模块的分析,可以有效解释各相关概念及其相互作用的关系,并以动态图像的形式展示研究结果,便于学生了解掌握。

ADAMSView在驻车制动系统设计中的应用

ADAMSView在驻车制动系统设计中的应用

ADAMS/View在驻车制动系统设计中的应用本文结合公司新产品的开发,在产品开发的早期,应用ADAMS软件的宏命令功能,快速建立驻车制动系统中的拉线,对驻车制动系统进行运动校核分析。

1 引言在新车型的开发过程中,驻车制动系统为新开发部件,为确保其使用性能,在样件未生产前,利用虚拟仿真分析技术,可对其性能进行仿真分析。

利用ADAMS软件建立驻车制动系统的仿真分析模型,用ADAMS中的宏命令快速建立驻车制动系统中的拉线,拉线采用离散化的处理方法,段与段间用旋转副连接,每一小段与滑轮间施加碰撞力,对其进行分析,检测图1中拉杆与地板的间隙,缩短产品的开发周期。

2 驻车制动系统设计模型驻车制动系统设计模型如图1所示。

点击图片查看大图图1 驻车制动系统设计模型3 建立仿真分析模型3.1 驻车制动系统中的手柄、拉杆、平衡块、地板通过.xt格式的文件导入adams中。

3.2 宏命令是将一个命令添加到ADAM S/View命令语言中作为一个命令对象,它用于执行一组ADAMS/View命令。

通过运用宏命令可以实现以下功能:1、自动完成重复性操作;2、与ADAM S/View模型自动交换数据;3、自动完成全部模型的建立;4、自动快速地创建模型所需变量。

拉线通过宏命令建立,部分宏命令如下。

3.2.1 圆柱的复制与平移点击图片查看大图3.2.2 圆柱的旋转可以用adams vlew中的旋转命令进行集体旋转,得到想要的结果。

3.2.3 旋转副的施加点击图片查看大图3.2.4 碰撞力的施加点击图片查看大图3.3 建立的仿真分析模型如图2所示。

点击图片查看大图图2 驻车制动系统仿真分析模型4 仿真分析及结果4.1 仿真分析条件及检测内容驻车制动手柄的最大旋转角度为45度,分析手柄在此转角范围内转动时,拉杆与地板的间隙。

4.2 拉杆的运动轨迹如图3所示。

点击图片查看大图图3 拉杆运动轨迹图通过图3可以得到驻车制动手柄在正常旋转范围内工作时,拉杆与地板的最小间隙,此间隙如不满足设计值,可通过调整地板或驻车制动系统中的平衡块使其满足要求。

基于ADAMS的某车型制动仿真研究

基于ADAMS的某车型制动仿真研究

!"/01'!!& 型 公 交 车 简 介
图" 为 Cb(*""0 型 公 交 车 的 实 体 图#其 相 关 参 数 见 表 "#结 构 配 置 见 表 .$
图 !"/01'!!& 型 公 交 车 实 体
参数名称 总 长,55 总 宽,55 总 高,55 轴 距,55 前 轮 距,55
表 !"/01'!!& 型 公 交 车 的 基 本 参 数
"""""4;""""""""#$%&'() F *+,-.-,#/0*112#3',#-4)""""""总第",.期"
基于 ,-,./的某车型制动仿真研究
许 津 宋 年 秀 张 敬 辉 刘 鹏 胡 韶 文
青岛理工大学 汽车与交通学院山东 青岛".**0.#
关 键 词 汽 车 鼓 式 制 动 器 盘 式 制 动 器 制 动 性 能 公 交 车 中 图 分 类 号 )!*3+0"" " " " " " " 文 献 标 志 码 %" " " " " " " 文 章 编 号 "*,"-.**/.#"*#"-##"!-#3
""公交车的制动 性 能 是 行 车 安 全 的 重 要 保 障#而 制动器与制动性能 息 息 相 关#不 同 的 制 动 器 其 制 动 性 能 也 不 同$ 该 文 以 Cb(*""0 型 公 交 车 为 例#研 究鼓式制动器和盘式制动器的制动性能$

基于ADAMS的自动变速器驻车制动速度研究

基于ADAMS的自动变速器驻车制动速度研究

【 关键词 】 驻车机构
锁止速度
仿真
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 7 - 4 5 5 4 . 2 0 1 6 . 1 2 . 0 7
美 国汽车 工程 师学 会 ( S A E) 自动 变 速器 驻 车标 准
0 引言
随着 我 国对 自动 档 汽 车需 求 的 不 断 提 升 , 自 动 变速 器研 发 已越来 越 受 到 重视 。汽 车 制动 系统
行 车制 动系 统和 汽车 驻 车 制动 系 统 … 。汽 车 驻 车
制动系统需要使 汽车可靠地在原地停驻 , 其主要
分 为 车 轮 制 动 与 变 速 器 制 动 两 种 。车 轮 制 动 如 “ 手刹” 或 电子驻 车制 动 系统 , 变 速器 制动 ( 主要 是
自动变 速器 , 如D C T、 A T等 ) 主要 靠 驻 车机 构 进 行 制动 , 即变 速器挂 入 P档 。 驻 车机 构 作 为 自动 变 速 器 内 唯 一 的 安 全 件 ,
i c s s o twa f r e ADAMS,t h e p a r k i ng l o c k s p e e d i s s i mul a t e d a n d a n a l y z e d.Th e v e h i c l e t e s t d a t a i s i n g o o d c o h e r e n t wi t h t h e me a s u r e d r e s u l t s .
s t r u c t u r e,c o mp o s i t i o n a n d f u n c t i o n o f p a r k i n g me c h a n i s m i s d i s c u s s o d y d y n a m—

基于ADAMS的电动轮制动性能研究

基于ADAMS的电动轮制动性能研究

第1期2021年2月No.1February,2021近年来,随着车用电机技术的飞速发展,电动轮汽车日益受到汽车界的重视。

由于轮毂空间尺寸的限制,当前电动轮汽车的制动形式普遍采用单一的摩擦制动器,但是摩擦制动器制动时不仅存在制动迟滞性问题,还会造成制动噪声、粉尘等问题,于是本研究提出了一种电动轮摩擦-电磁复合制动结构[1],能够克服上述摩擦制动的缺点,具有制动响应快、制动性能好、结构紧凑等优点。

1 仿真模型的建立机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems ,ADAMS )软件是美国MDI 公司开发的一款动力学仿真软件,能够创建完全参数化的机械系统几何模型,使用交互式图形环境[2]。

ADAMS 软件中的求解器采用的是拉格朗日方程方法建立系统动力学方程。

在ADAMS 软件中建立的电动轮摩擦-电磁复合制动结构如图1所示[3]。

图1 电动轮摩擦-电磁复合制动结构示意2 仿真结果分析在ADAMS 软件中,对所建立的几何模型添加必要的连接副、约束以及驱动,设置电机初始转速为60 r/s ,相应的仿真时间为6 s ,通过制动力曲线、输出速度曲线,研究摩擦-电磁复合制动模型的制动性能。

2.1 纯摩擦制动时的制动性能当电动轮采用纯摩擦制动时,仿真结果如图2所示。

图2(a )为制动盘的转速随制动时间的变化曲线。

由图2可知,制动盘转速在摩擦制动力的作用下于6 s 内降至0。

图2(b )为摩擦制动力随制动时间的变化曲线,摩擦制动力基金项目:江西省教育厅科学技术研究项目青年项目“电动轮摩擦-电磁复合制动装置设计与研究”(GJJ191282);江西省教育科学“十三五”规划2018年度重点课题(18ZD091)作者简介:张瑞军(1989— ),男,江西宜春人,讲师,硕士;研究方向:机电一体化技术。

基于ADAMS的电动轮制动性能研究张瑞军(九江职业技术学院,江西 九江 332007)摘 要:针对目前电动轮采用单一摩擦制动器制动造成的噪声、粉尘等问题,提出一种电动轮摩擦-电磁复合制动结构。

ADAMS在整车制动分析中的应用

ADAMS在整车制动分析中的应用

ADAMS在整车制动分析中的应用Application of MSC Adams in Braking Analysis of Full Vehicle(申请学位)专业:汽车制造与装配学生:赵强指导教师:丛彦波副教授-I-长春汽车工业高等专科学校二零零九年九月独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得长春汽车工业高等专科学校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书-II-本论文作者完全了解长春汽车工业高等专科学校有关保留、使用论文的规定。

特授权长春汽车工业高等专科学校可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

(保密的论文在解密后适用本授权说明)论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日致谢虽然工作后一直在参加各种类型的的学习和培训,但是能加入长春汽车工业高等专科学校,有幸能成为其中的一员,却是从前没有奢望过的。

因此一得到这样的机会,就倍感珍贵。

因为工作的原因,我学习的时间并不对,不断地克服着一个又一个困难,不断地在求知的路上艰难跋涉。

有老师们的关怀,有同学们的鼓励,有家人殷切的希望,有自己坚定的信念,终于迎来了这收获的时刻。

我要感谢长春汽车工业高等专科学校给予我这次难得的学习机会,使我能够收获如此多的、如此精彩的知识和感受。

因此,在学士学位论文即将完成之际,我想向曾经给了我许许多多帮助和支持的人们表示由衷的感谢。

-III-首先要感谢我的导师丛彦波教授。

在整个学习和论文指导过程中,他充分体谅我们这些工作任务及其繁重的学生,总是牺牲个人的休息时间为我们作指导。

ADAMS在汽车制动分析中的应用研究

ADAMS在汽车制动分析中的应用研究

#$ # 转弯制动仿真分析
本研究主要进行的是在滑动摩擦系数为 +$ <: , 初始车速为 制动踏板力为 +$ >=- 的转弯制动分析。其中给后轮施 %3./ 0 1, 加的力矩为: 2 %?3+++ ! 4567 ) 58/69 +$ :9 +9 +$ ?9 % * ; %?3+++ ! 4567 ) 58/69
2 33 2
(: ) )3*
力学分析中采用的是 !" 轮胎模型。同时路面文件采用的是水 平路面文件形式, 路面文件中定义了路面摩擦系数。 调用 !" 轮 胎模型和路面谱后的整车模型如图 # 。
施加在转向盘的旋转驱动为: 4567 ) 58/69 ,9 +9 :9 %%#@ *
# 整车制动分析
车辆的制动性能是车辆主动安全性能中最重要的性能之 一。制动性直接关系到交通安全,重大交通事故往往与制动距 离太长、 紧急制动时发生侧滑和失去转向能力等情况有关, 因此 汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。本论文主要讨论 虚拟样车的直线制动和转弯制动分析。
4444444444444445 4444444444444444444444444444444444444444444444444444444445 4444444444444445
【摘要】 为了提高 D 型带传动设计效率, 采用 DBG=A9 F H H 编程进行计算机辅助设计。 结果表明, 大 大简化了设计过程。具有一定的应用价值。 关键词:D 型带;DBG=A9 F H H ;计算机辅助设计 【!"#$%&’$】 23 4%5*%64 ’47&8%&%8 4--&6&4%69 3- / : ;4<=+ =5&7 >*>4, ,4*<&.47 63?>@=4, *&’ ’47&8% A&=5 /&B 7@*< F C C D 254 ,47@<=7 753A7 &= &7 7&?><&-&4’ =5*= =54 ’47&8%&%8 63@,74 3- / : ;4<=D 254,4 &7 *>><&4’ (*<@4 &% =5&7 >,38,*?D ()* +,%-#. / 0 ")1$;/2 3 3 ;2!4 中图分类号: *)4!" ,’ 文献标识码分析中的应用研究

ADAMS软件及其在汽车动力学仿真分析中的应用

ADAMS软件及其在汽车动力学仿真分析中的应用

[2 ]
2 ADAMS 软件的理论基础与计算方

2. 1 ADAMS 仿真软件介绍 ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 即为机械系统动力学分析软件 , 美国 MDI 公
[3 ]
收稿日期 :2003210225 ;修订日期 :2003212204 作者简介 : 马玉坤 (1978 - ) ,男 ,山东日照人 ,硕士生 ,从事车辆系统动力学研究 . © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
重 庆 交 通 学 院 学 报 第 23 卷 11 2 程得到 : T T T [ 9</ 9q ] λ = { - d/ d t ・ [ 9 T/ 9q ] + [ 9 T/ 9q ] ( 11) + Q} 2. 2. 4 动力学分析 应用 ADAMS 软件建立的多体模型 ,其动力学方 程一般为隐式 、 非线性的微分 - 代数混合方程 ( Dif2 ferential and Algebraic Equations ,DAES) . ADAMS 软件 采用如图 1 所示的求解方法 .
t n 时刻速度 、 加速度可由约束方程求一阶 、 二阶
时间导数求得 : [ 9</ 9q ] q = 9</ 9t
n n k i
( 9)
2
k =1 l =1
[ 9</ 9q ] ¨ q = - { 9 </ 9t +

ADAMS软件在汽车制动仿真方面应用

ADAMS软件在汽车制动仿真方面应用

ADAMS软件在汽车制动仿真方面应用1 前言机械系统动力学分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)以其强大的功能正迅速应用于各行各业,其中ADAMS/CAR 模块在汽车操纵稳定性和平顺性等性能仿真分析方面显示了突出的特点,已为广大汽车工程技术人员广泛应用。

但在制动性能仿真方面略嫌不足,如制动器只有钳盘式模型,且未引入制动力调节或ABS 等控制系统。

本文即以制动仿真为例,对ADAMS/CAR 仿真方面的应用扩展进行一些探讨,并重点研究具有制动力调节装置的制动仿真问题。

2 ADAMS/CAR 制动仿真2.1 ADAMS 简介ADAMS 集建模、求解和可视化于一体的数字化虚拟样机技术,可以有效地将三维实体模型及应用有限元分析软件描述的零部件模型有机地结合起来,准确地进行机械系统的各种模拟,以分析和评估系统的性能,从而为物理样机的设计和制造提供依据。

ADAMS 功能日益完善,所提供的ADAMS/Car、ADAMS/Engine、ADAMS/Chassis、ADAMS/Driveline、ADAMS/Driver、ADAMS/Tire、Suspension Design等汽车专业模块,能够帮助汽车工程师快速创建高精度的参数化数字样机和汽车的运动学和动力学仿真模型,进行汽车的操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安全性等整车性能仿真分析。

2.2 ADAMS/CAR 的制动仿真功能ADAMS/CAR 模块的整车制动仿真中包括直线制动和转弯制动,直线制动仿真时需输入开始时间、初始速度、路面条件和档位等参数,转弯制动仿真时还需输入转弯半径、制动减速度、侧向加速度等参数。

制动仿真结果,可以通过结果的数据文件查看,也可以进入后处理窗口(Postprocessing Window)查看各种数据曲线[ ] 1 ,包括制动过程中的制动管路压力、制动力矩、制动距离、车速、减速度、轮速等制动性能参数以及整车和其他部件参数的变化曲线。

ADAMS Driveline在汽车传动系统及整车动力学分析中的应用

ADAMS Driveline在汽车传动系统及整车动力学分析中的应用

主题ADAMS/Driveline在汽车传动系统及整车动力学分析中的应用用途Adams/Driveline提供给工程师和分析专家进行传动系统部件建模和仿真的专用工具,可以用来研究整个传动系在各种不同的工作条件下的动力学性能。

利用Adams/Driveline模块,可以快速创建完整的、参数化的传动系统,如变速器、分动器、驱动轴、和差速器的模型,利用该模块建立包含传动系统的功能化数字样机可集成到Adams/Car中研究整车(如前轮驱动、后轮驱动以及全轮驱动)的动力学性能分析。

软件信息ADAMS/Driveline内容介绍●Adams/Driveline的功能概述●Adams/Driveline的传动系统建模介绍●Adams/Driveline的整车装配及各工况分析●总结QA 20130722一、Adams/Driveline的功能概述MSC Adams/Driveline提供给工程师和分析专家进行传动系统部件建模和仿真的专用工具,可以用来研究整个传动系在各种不同的工作条件下的动力学性能。

利用MSC Adams/Driveline模块,可以快速创建完整的、参数化的传动系统,利用该模块建立包含传动系统的功能化数字样机可集成到MSC Adams/Car中分析研究整车(如前轮驱动、后轮驱动以及全轮驱动)的动力学性能分析。

带详细传动系统的整车模型后轮驱动模型及台架试验台传动系模块提供了应用范围很广的强有力的工具。

支持操稳分析中的前轮驱动,后轮驱动及四轮驱动,力矩转移、分配、陀螺效应和平衡效应、轴承动力学和弹性、以及部件级的噪声和振动激励。

用户只需输入参数,差速器、驱动轴、分动器和变速器的模型将自动创建。

齿轮力、自由行程、粘性联轴器和防滑差速器则来自于详尽的单元库。

部件可以很容易地激活或失效以研究其对整个系统行为的影响。

同时提供了丰富的标准试验,用户也可以高效地创建自己的试验。

变速箱及差速器总成模型二、Adams/Driveline的传动系统建模介绍➢Engine及Flywheel建模发动机体、曲轴、飞轮以带有质量、惯量的part代替,可以带入详细的CAD几何渲染,发动机与车架通过bushing衬套,柔性连接。

基于ADAMS的汽车制动性能的仿真研究

基于ADAMS的汽车制动性能的仿真研究

基于ADAMS 的汽车制动性能的仿真研究罗文水,谷正气,海贵春(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082)Simulation Research on Braking Stability of Vehicle on ADAMSL U O Wen 2shui ,GU Zheng 2qi ,HAI G ui 2chun(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body ,Hunan University ,Changsha 410082,China ) 摘要:在CA TIA 数模的基础上,应用机械系统分析软件ADAMS ,在A/CAR 模块里建立了整车动力学仿真模型,并根据标准要求的实车试验方法设置了仿真条件,以不同的制动强度进行了直线制动和转弯制动仿真试验,对该车的制动性能进行了预测和评价,为该车的制动性能分析提供了参考.关键词:ADAMS ;制动性能;仿真;分析中图分类号:T H135文献标识码:A文章编号:100122257(2007)0420017204收稿日期:2006209225Abstract :A f ull vehicle multi 2body model was established in ADAMS/CA R by using t he mechan 2ical system simulation software ADAMS.And sim 2ulation conditions basing on t he vehicle test ways of standard request was set up.Then t he simula 2tion of braking in line and t he simulation of bra 2king in t urn were carried t hrough.The braking quality of t he vehicle can be estimated and forecas 2ted well t hrough t he result s of simulating analysis ,and it provided some reference to t he analysis of vehicle ’s braking stability.K ey w ords :ADAMS ;braking stability ;simula 2tion ;analysis0 引言汽车的制动性是汽车的主要性能之一,它直接关系到交通安全,对车辆的操纵控制有重要影响,而制动稳定性实车试验十分危险,所以对制动稳定性的计算机仿真研究尤其关注,已成为车辆制动稳定性理论研究与样车性能预测的重要手段[1].制动稳定性本身是一个十分复杂的问题,较为简单的模型只能用于理论的定性分析,很难指导具体的产品设计与开发,产品的设计与开发需要更加精确的模型,适合采用虚拟样机的仿真试验进行研究.笔者在某跑车的设计过程中,运用虚拟样机分析软件ADAMS 中的A/CA R 模块,针对该跑车的结构特点,建立了整车动力学模型,对其制动性能进行了仿真分析[2].1 整车模型的建立1.1 前悬架系统该车的前悬架为双横臂独立悬架,简化后的前悬架系统模型由上横臂、下横臂、立柱、动力输出轴、驱动轴、前横向稳定杆、连杆、转向横拉杆、减震器支座、轮心轴、前副车架以及减震器的上、下端组成.减震器上端与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器的上、下端由圆柱副和弹簧、阻尼器力元相连;上横臂与车身由2个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,上横臂与立柱由球铰相连;连杆和减震器支座由球铰相连;转向横拉杆与转向齿条由恒速副相连,转向横拉杆与立柱由球铰相连;轮心轴与立柱由转动铰链相连;下横臂与立柱由球铰相连;轮心轴与驱动轴由恒速副相连;驱动轴和发动机动力输出轴由恒速副相连;下横臂与前副车架由2个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连;前副车架与车身由6个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连;动力输出轴与驱动轴由恒速副相连;减震器支座与下横臂由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器支座与减震器下端由固定副相连.前横向稳定杆分成左、右对称的2个部分,2部分之间由1个旋转副和1个扭转弹簧2阻尼器相连,以该扭转弹簧2阻尼器的扭转刚度和阻尼来模拟实际横向稳定杆的扭转刚度和阻尼.横向稳定杆与连杆由恒速副相连,横向稳定杆与前副车架由2个弹性衬套相连,如图1所示.图1 前悬架系统1.2 后悬架系统该车的后悬架系统为多连杆独立悬架,简化后的后悬架模型由上摆臂、下摆臂、立柱、纵向推力杆、轮心轴、后横向稳定杆、连杆、后副车架、稳定杆以及减震器的上、下端组成,如图2所示.图2 后悬架系统上摆臂与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,上摆臂与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连;下摆臂与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为转动铰链)相连,下摆臂与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连,下摆臂与车身由弹簧相连;稳定杆与副车架由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连,稳定杆与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为球铰链)相连;纵向推力杆与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,纵向推力杆与立柱由固定铰链相连;减震器下端与立柱由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器上端与车身由弹性衬套(不考虑弹性衬套时为万向节铰链)相连,减震器的上、下端由圆柱副和阻尼器力元相连;轮心轴与立柱由转动铰链相连;后副车架与车身由4个弹性衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连.后横向稳定杆分成左、右对称的2个部分,2部分之间由1个旋转副和1个扭转弹簧2阻尼器相连,以该扭转弹簧2阻尼器的扭转刚度和阻尼来模拟实际横向稳定杆的扭转刚度和阻尼.横向稳定杆与连杆由球铰相连,连杆与立柱由球铰相连,横向稳定杆与后副车架由2个弹性衬套相连.1.3 转向系统该车的转向系统是一个齿轮2齿条式液压助力转向系统,简化后的转向系统由方向盘、转向轴、转向传动轴、转向输出轴、转向齿轮、转向齿条以及转向齿条套组成.当转向齿轮转过一个角度时,液压动力活塞上会产生压强差,从而产生帮助转向的助力.该液压系统输出的动力是通过编辑特性文件来实现的.方向盘与转向轴间为旋转副,转向轴与车身间为旋转副,这2个旋转副之间为复合铰链;转向传动轴与转向轴之间为万向节铰链,转向输出轴与转向传动轴之间为万向节铰链;转向输出轴与转向齿条套间为旋转副,转向齿轮与转向齿条套间为旋转副,这2个旋转副之间为复合铰链;转向齿条与转向齿条套间为滑动副,该约束副和转向齿轮与转向齿条套间为旋转副之间为复合铰链;转向齿轮与转向输出轴由弹性衬套相连,转向齿条套与车身之间由2个衬套(不考虑弹性衬套时为固定铰链)相连;转向齿条与转向横拉杆之间为球副.1.4 发动机系统由于发动机模块仅用于控制车速,这里采用了ADAMS/CA R 数据库中内置的发动机模块,动力传递系统进行相应简化,只考虑传动半轴以后的动力传递,即驱动力矩直接加在等速万向节处.而发动机简化成一个具有相应的质量特征参数的六自由度刚体,并通过4个非线性橡胶衬套分别连接到车身和副车架[3].1.5 车身系统车身简化成一刚体,其质量参数为簧载部分的质量,其转动惯量通过如下公式估算得到[4]:I y =m 1a 2+m 2b 2(1)I z ≈I y(2)I x ≈2(BL)I y(3)其中,L 为汽车外形总长度;B 为汽车的车辙宽度,取前后轴的最大轮距;a ,b 分别为汽车质心至前、后轴的距离;m 1,m 2分别为前、后轴上的轴载质量.1.6 轮胎系统ADAMS 软件提供了4种用于动力学仿真计算的轮胎模型,即默认的Fiala 模型、UA 模型、Smit h 2ers 模型和DEL ET 模型,此外还可由用户自定义模型.UA 模型是由Arizona 大学的Nikravesh 和G im 等人研制开发的,其特点是各方向的力和力矩由耦合的侧偏角、滑移率、外倾角及垂直方向变形等参数形式表达,因而准确、全面,轮胎建模时只需输入相应的参数即可.该整车模型中采用的是UA 轮胎模型[5].1.7 制动系统该车前、后轮制动器都是盘式制动器,在这将它简化成制动钳和制动盘2部分,其中制动钳和悬架的立柱固定连接,制动盘和轮胎固定连接.制动系统产生的制动力矩由如下公式计算得到:T =2A P μR (4)P =F Dηλ(5)其中,A 为制动面积;P 为制动压强;μ为摩擦系数;R 为有效制动半径;F D 为输入的踏板力;η为制动力分配系数;λ为踏板力到制动压强的转换系数.整车的各个子系统建立后,对其进行装配,即可完成整车模型的建立,如图3所示.图3 整车模型整车建模时,根据实车轮胎、弹簧、减震器和衬套的试验参数和国家标准规定试验路面的特性参数,编制了ADAMS/CAR 中相应的轮胎特性、变刚度弹簧力2位移曲线、减震器速度2力特性曲线、衬套力(力矩)2变形曲线和仿真路面特性文件.2 制动性能的评价标准及仿真条件的设置 制动稳定性的仿真试验研究方法,主要包括直线制动仿真试验和转弯制动仿真试验[6].2.1 直线制动仿真试验试验方法:在进行直线制动时,脱开发动机制动,制动初速度为80km/h ;从减速度1.5m/s 2起,以级差1±0.2m/s 2的间距逐次做制动试验,直到测出汽车的极限制动性能为止.绘制“制动距离2踏板力"关系曲线图.MFDD =v 2b -v 2c25.92(S c -S b )(6)其中,v 为试验车制动初速度;v b 为0.8v 试验车速;v c 为0.1v 试验车速;S b 为试验车速从v 到v b 行驶的距离;S c 为试验车速从v 到v c 行驶的距离.评价标准:G B1267621999.标准要求:制动距离S max =50.7m ,充分发出的平均减速度M FDD min =5.8m/s 2,最大控制力F max =500N ,不偏出3.7m 的通道.仿真条件:踏板力以阶跃的形式输入,输入的踏板力从30N 起,以级差30N 的间距逐次做制动仿真分析,直到前轮达到抱死状态为止;汽车先以80km/h 的车速匀速行驶,第1s 开始制动.路面的峰值摩擦系数为0.85,滑动摩擦系数为0.68.2.2 转弯制动仿真试验试验方法:车速以约40km/h 初始车速,在半径为42m 的圆周上稳态回转,这时车辆获得0.3g 左右的侧向加速度,然后保持转向盘不动,踏下离合器后迅速制动,测得车辆制动过程的运动参数变化过程.评价标准:目前主要参考ISO/TC22CS9标准.仿真条件:汽车先以40km/h 的车速匀速直线行驶50m ,然后给一个转向盘角阶跃输入,并保持车速不变,一段时间后汽车在半径为42m 的弯道上处于稳态回转状态,保持方向盘转角不变,第40s 时开始制动;以阶跃的形式施加踏板力,分别对不同的踏板力进行仿真计算,先施加30N 的踏板力,然后以级差30N 逐次增大,直至前轮抱死为止,得到不同制动强度下汽车响应的重要参数仿真结果.路面的峰值摩擦系数为0.85,滑动摩擦系数为0.68.3 仿真结果及评价3.1 直线制动仿真结果当踏板力从30N 开始,以级差30N 的间距逐次做制动仿真分析,可拟合出制动距离2踏板力关系曲线(见图4).图4 制动距离2踏板力曲线从图4可以看出,当踏板力为148N 时,该车的制动距离即满足了国标“最大制动距离为50.7m"的要求;当踏板力等于209N 时,制动距离达到最小值38.7m.汽车在脱开发动机直线制动时,产生了较小的侧偏,当踏板力较小时,左偏的量较大,并有随着踏板力的增大而减小的趋势.综上所述,可知该车的直线制动性能是符合国标要求的.3.2 转弯制动仿真结果通过对该车转变制动性能的仿真分析,由图5和图6可知:当踏板力小于205N ,前轮未发生抱死时,该车在转弯制动时具有少量的过度转向量.这是因为:汽车在正常圆周行驶情况下,后轮具有不足图5 横摆角速度响应曲线图6 侧向加速度响应曲线转向倾向的设计,在转弯制动时反而有过度转向倾向;后悬的变形在制动时与正常圆周行驶时不同,制动时由于车身前倾使后悬架大幅度伸张,致使前轮轮荷增大、后轮轮荷减小,当侧向加速度不变(即前后轮侧向力不变)的情况下,使得前轮侧偏角减小,后轮侧偏角增大,因而有减小不足转向的倾向.当踏板力大于205N 时,前轮发生抱死,该车失去转向能力,但是仍具有较好的维持圆周行驶的能力,具有很小的不足转向量.所以,该车具有较好的转弯制动性能.4 结束语针对该跑车的结构特点,建立了包含悬架、车身、制动等7个子系统的整车动力学模型,根据实车的试验方法设置了仿真条件,以不同的制动强度进行了直线制动仿真和转弯制动仿真.从仿真结果可以知道,该车具有较好的行车制动性能.研究表明,利用虚拟样机技术可以快速准确地对车辆的制动性能进行仿真,从而对其性能做出预测和评估,为汽车的设计和改进提供了重要的借鉴和指导作用.它可以减少开发费用,缩短设计周期,提高产品竞争力,具有重要的现实和工程意义.但是,这个整车模型将汽车的所有零部件都设置为刚体,没有考虑到某些部件本身的弹性特性,若进一步考虑到更多的影响因素,建立更为精确的模型,进行整车的制动性能的仿真研究,从而更为全面地对车辆的制动性能进行预测和评价.参考文献:[1] 余志生.汽车理论[M ].北京:机械工业出版社,2004.[2] 陈立平,张云清,任卫群,等.机械系统动力学分析及ADAMS 应用教程[M ].北京:清华大学出版社,2005.[3] 周 均,徐 进,李芹英.ADAMS 在汽车制动分析中的应用研究[J ].轻型汽车技术,2005,(6):15-17.[4] 郭正康.汽车整车转动惯量的计算与选取[J ].汽车研究与开发,1993,(6):42-44.[5] 王 晶,吕 浩.运用虚拟技术对夏利TJ 7101U 轿车进行制动分析[J ].天津汽车,2002,(2):11-14.[6] Using ADAMS/Car ,Mechanical Dynamics ,1nc.[Z].2002.作者简介:罗文水 (1981-),男,湖南邵阳人,硕士研究生,研究方向为汽车的操纵稳定性和制动性能.。

基于ADAMS的汽车ABS整车控制技术研究的开题报告

基于ADAMS的汽车ABS整车控制技术研究的开题报告

基于ADAMS的汽车ABS整车控制技术研究的开题
报告
一、选题背景
随着汽车行业的发展和人们对安全性能的要求越来越高,车辆安全技术得到了广泛的关注和研究。

其中,防抱死系统(ABS)是车辆安全技术中的一项重要内容,它能够有效地防止车轮抱死现象的发生,提高车辆的制动安全性能。

所以,ABS技术已经成为车辆制动系统的一个必备的组成部分。

因此,研究基于ADAMS的汽车ABS整车控制技术,对提高汽车行驶安全性能具有重要的现实意义。

二、研究目的
本次研究的主要目的是基于ADAMS模拟工具,探究汽车ABS整车控制技术在行驶过程中对车辆汽车性能的影响,并优化ABS控制策略,提高汽车制动性能和行驶稳定性。

三、研究内容和方法
1.研究现有ABS系统的工作原理,并构建基于ADAMS的汽车ABS系统模型;
2.分析ABS控制策略,包括滑移率控制、防抱死控制、牵引力控制等,研究其对车辆制动性能和行驶稳定性的影响;
3.对不同路面状态的影响进行仿真研究,并优化ABS控制策略,提高汽车制动性能和行驶稳定性;
4.建立整车动力学模型,研究ABS系统对整车动态性能的影响。

四、预期成果
通过本次研究,将探究ABS系统对整车动态性能的影响,优化控制策略,提高汽车制动性能和行驶稳定性,提供参考和指导,为汽车行驶安全性
能的进一步提高提供理论和技术支持。

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ADAMS在汽车制动分析中的应用研究
作者:重庆交通学院周均徐进李芹英
一、概述
虚拟样机技术综合了多种先进方法和技术,因其在缩短产品的研发周期、降低成本以及提高企业效率等方面起到了明显推动作用而得到快速发展。

从我国目前的情况来看,虚拟样机技术主要在汽车制造业和武器装备制造业中应用较为广泛,但也只停留在初步应用阶段。

在其他的行业应用较少,主要是在专业研究机构和高校研究机构中应用。

虚拟样机技术在一些较发达国家,如美国、德国和日本等已得到广泛应用,应用于汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、通用机械到人机工程学、生物力学、医学以及工程咨询等很多领域。

涉及的产品从庞大的卡车到照相机的快门,从上天的火箭到轮船的锚链。

在各个领域里,针对各种产品,虚拟样机技术都为用户节约了开支和时间并提供了令人满意的设计方案。

而作为虚拟样机分析软件的杰出代表,机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis MechanicaI Systems)已经被世界各行业许多主要制造商采用,占据了机械系统动态仿真软件51%的市场份额。

在汽车设计制造业中,ADAMS广泛应用于汽车零部件设计与优化、整车性能分析评价与预测、新技术开发以及制造。

本文首先在ADAMS 中建立了汽车整车模型,然后对其进行了制动性能的分析研究。

二、建立模型
整车模型可通过ADAMS/View直接建立,也可先在CAD软件(UG、CATIA和
Pro/ENGINEER等)中建立。

通过ADAMS与CAD软件间的接口将文件输入到
ADAMS/View中,然后再根据各部件间的实际运动情况定义相应的约束关系。

但是在CAD 模型与ADAMS/View之间进行图形数据交换时,要注意它们之间的图形交换格式。

在本文中,我们直接在View中建立整车模型。

需要说明的是,由于汽车是一个极为复杂的系统,为了建立整车模型并进行分析,需要做一些假设和简化。

在建立整车动力学模型时,根据需要,做了以下假设和简化。

(1) 将悬挂假设成一个刚体,并将质量集中于重心处。

(2) 在机构的连接中没有考虑实际的弹性元件,把这些连接假设为各类运动副,忽略了摩
擦和阻尼的影响。

(3) 动力传递系统进行相应简化,只考虑在车轮上的动力传递,即驱动力矩直接加在车轮和车桥连接的旋转副上。

该整车模型主要包括汽车底盘模型、双横臂式前独立悬架模型、转向机构模型以及斜置臂式后悬架模型等几大部分。

在建立这几部分的模型后进行验证,以排除建模过程中隐含的错误,保证仿真分析顺利进行。

利用模型自检工具,可以检查不恰当的连接和约束、没有约束的构件、无质量构件以及样机的自由度。

经过检验模型正确,如图1所示。

图1 模型自检信息表
要进行整车动力学分析,首先要输入轮胎文件和路面文件。

ADAMS/View提供了5种轮胎模型可供选择,即Delft、Fiala、Smither、UA和User Defined(用户自定义)轮胎模型。

在文本的动力学分析中采用的是UA轮胎模型,路面文件采用的是水平路面文件形式,并在路面文件中定义了路面摩擦系数。

调用UA轮胎模型和路面谱后的整车模型,如图2所示。

图2 整车模型
三、整车制动分析
车辆的制动性能是车辆主动安全性能中最重要的性能之一。

制动性直接关系到交通安全,重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑和失去转向能力等情况有关,因此汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。

本文主要讨论虚拟样车的直线制动和转弯制动分析。

1.直线制动仿真分析
该直线制动分析选取了制动距离、制动减速度和制动速度来反映虚拟样车的直线制动效能。

这里的制动距离一般指从驾驶员开始踩制动踏板到完全停车的距离。

仿真中根据实际制动过程中驾驶员反应时间和制动器的作用时间设置,从开始制动到最大制动力矩的时间为1.2s,利用ADMAS提供的阶跃函数描述整个运动过程中的受力(力矩)特性。

(1)制动初始条件是车辆直线行驶,制动器起作用时的最大制动强度为0.3g,开始制动时的速度为30km/h。

制动仿真中,给后轮施加的力矩,如式(1)所示。

-531000*step(time,0.4,0,1.0,1)+
531000*step(time,5.5,0,5.7,1)-48000*step(time,5.7,0,5.9,1)
+925000*step(time,6.8,0,8,1) (1)
该种工况下的直线制动仿真曲线图,如图3所示。

图3 初速度30km/h时,直线制动加速度、速度、位移曲线
由该图可知,在初始车速为30km/h,最大制动强度为0.3g时的制动位移约为10m,符合国标的要求。

(2)进行初始车速为60km/h的制动分析,且虚拟样车前后制动力之比为8:3,如式(2)、(3)所示。

左后轮:-1062000*step(time, 0.4,0,1.0,1)+1062000*step(time,5.5,0, 5.7,1)
-45000*step(time,5.70,5.9,1)+ 450000*step (time,6.8,0,8,1)(2)
左前轮:1200000*step (time,6.8,0,8,1) (3)
研究中按此制动力分配比在附着系数较小的路面上进行制动仿真,从仿真动画中能够较明显得看到有制动跑偏的发生,因此我们测取了左前轮和左后轮的轮速,如图4所示。

图4 60km/h制动仿真分析中左前、后轮加速度图
从图中可以得出,前轮先于后轮抱死。

2.转弯制动仿真分析
本研究主要进行的是在滑动摩擦系数为0.74,初始车速为15km/h,制动踏板力为0.98g 的转弯制动分析。

其中给后轮施加的力矩,如式(4)所示。

-165000*step(time,0.4,0,0.6,1)+ 165000*step(time,100,0,100.2,1)+
32500*step(time,101,0,101.2,1) (4)
施加在转向盘的旋转驱动,如式(5)所示。

step(time,3,0,4,112d) (5)
转弯制动稳定性仿真分析输出结果,如图5~图7所示。

图5 汽车质心运动轨迹
图6 汽车的横向加速度和转弯半径曲线图
图7 各车轮加速度曲线
由仿真结果看出,前后轮基本上是同时抱死的,车辆基本保持稳定。

四、总结
(1)ADAMS软件是分析机械动态性能的优秀软件、尤其适合汽车这类复杂的多体系统。

(2)利用ADAMS软件在图纸设计阶段对整车动力学性能作出较为全面的预测和评价,对于改善整车动力学性能和关键零部件设计起到了重要的指导作用。

(3)由于ADMAS/View模块具有极强的用户化设计功能,我们可以根据需要定制特殊的用户界面以及设计具有一定功能的应用程序来模拟设计环境和自动完成设计分析过程。

例如,可以开发一个专门用于制动仿真的模块,以实现制动性能的自动仿真,同时可以实现对后处理结果的管理。

开发出这个专用模块之后,用户可以通过一些对话框或菜单直接调用该模块,从而减少工作量,提高工作效率,降低对使用者的要求,缩短开发周期,降低开发成本。

(end)。

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