Adams Car路面譜模型建立以及整車載荷提取

利用MSC Adams虛擬樣機技術，建立準確的路面模型、輪胎模型以及整車動力學模型，模擬試驗場各種工況的分析，測量底盤關鍵部件的載荷譜，可以為改進結構設計的有限元強度、剛度分析提供邊界元載荷條件，以及實現車輛開發過中車身與底盤關鍵零部件的疲勞壽命預測。

MSC Adams虛擬樣機技術方法，最終實現在車輛前期設計階段，根據用戶使用工況來確定關鍵部件疲勞壽命預測的虛擬試驗，并利用準確的部件載荷譜，快速做出零部件可靠性的分析判斷；降低開發費用，縮短開發周期，使汽車的設計真正符合用戶的使用情況，大大提高汽車設計開發水平以及企業核心競爭力。

一、建立2D路面模型

Adams中二維路面的接觸采用 point-follower 的方法，只用XZ平面上的點定義形成二維曲線，可以建立各種不同的路面類型：

 

汽車主機廠通常會進行整車跨越三角形凸起路面工況，確認車輛行駛跨越突起路面時的前/后懸架系統、轉向系統及車身受沖擊受力（上下入力）強度的試驗，此時就可以用二維路面描述建立路面模型。

各種不同形狀的路面，通過在路面文件中定義各數據塊參數完成定義，具體不同路面參數，如下圖所示：

二、3D等效容積路面建立

3D 等效體積模型為三維的輪胎-路面接觸模型，用來計算路面和輪胎之間交叉的體積。路面是用一系列離散的三角形片來表示，而輪胎則用一系列的圓柱表示。采用此路面模型，你可以模擬車輛在運動過程中碰到路邊臺階、凹坑或在粗糙路面或不規則路面上運動的情形。

3D 等效體積路面模型為一般的三維表面，并用一系列的三角形片表示。右側的圖表示一個由編號為 1 到 6 的六個節點構成的路表面。六個節點共構成四個三角形的面單元，分別表示為 A、B、 C 和 D。每個三角形單元的向外的單位法向矢量如圖所示。與有限元中網格的定義習慣非常相似，ADAMS/Tire 在定義路面時需要你首先指定每個節點在路面的參考坐標系下的坐標，然后再按照順序指定由三個節點構成的三角形單元，對應每個單元，你可以指定不同的摩擦系數。

3D等效容積路面能較具體的反映復雜三維路面的微觀形狀，能充分利用所采集的道路不平度的高程數據。

三、3D spline樣條路面建立

3D樣條道路是由道路的中心線，根據道路寬度和橫斷面傾角等展開的整個路面。 借助于3D樣條道路可使汽車模型適用于許多種類的三維平滑路面（道路的曲率遠遠小于輪胎的曲率），如停車場和賽道等。

3D spline樣條路面模型，可以通過編輯rdf路面文件來生成，如下圖所示，

rdf格式的3D樣條路面數據

3D spline樣條路面模型，也可以通過Car模塊標準界面中Road Builder來建立XML格式的路面模型文件。分別如下圖所示，

Road Builder 路面屬性obstacle參數設置

Roof圖塊路面參數對應項

Road Builder 路面屬性全局參數設置

左右同為plank路面模型

四、整車底盤部件載荷提取的方法

建立整車多體模型，在相應的路面，按規定的試驗工況行駛，包括直線加速工、轉彎制動工況、轉型輕便性試驗等各種極限工況，獲取底盤與車身連接的硬點的載荷分布，為后續有限元強度、剛度分析、疲勞耐久分析提供載荷條件。

此種方法建立的路面譜模型，可以提供給后續其它車型進行載荷提取分析路面模型，通用性更強，但是每次需要詳細的輪胎參數建立輪胎動力學模型。

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