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(shù)，建立準(zhǔn)確的路面模型、輪胎模型以及整車動力學(xué)模型，模擬試驗場各種工況的分析，測量底盤關(guān)鍵部件的載荷譜，可以為改進結(jié)構(gòu)設(shè)計的有限元強度、剛度分析提供邊界元載荷條件，以及實現(xiàn)車輛開發(fā)過中車身與底盤關(guān)鍵零部件的疲勞壽命預(yù)測。

MSC Adams虛擬樣機技術(shù)方法，最終實現(xiàn)在車輛前期設(shè)計階段，根據(jù)用戶使用工況來確定關(guān)鍵部件疲勞壽命預(yù)測的虛擬試驗，并利用準(zhǔn)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(fā)費用，縮短開發(fā)周期，使汽車的設(shè)計真正符合用戶的使用情況，大大提高汽車設(shè)計開發(fā)水平以及企業(yè)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(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(shù)據(jù)塊參數(shù)完成定義，具體不同路面參數(shù)，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(guī)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(cè)的圖表示一個由編號為 1 到 6 的六個節(jié)點構(gòu)成的路表面。六個節(jié)點共構(gòu)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(wǎng)格的定義習(xí)慣非常相似，ADAMS/Tire 在定義路面時需要你首先指定每個節(jié)點在路面的參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，然后再按照順序指定由三個節(jié)點構(gòu)成的三角形單元，對應(yīng)每個單元，你可以指定不同的摩擦系數(shù)。

3D等效容積路面能較具體的反映復(fù)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(shù)據(jù)。

三、3D spline樣條路面建立

3D樣條道路是由道路的中心線，根據(jù)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(shù)據(jù)

3D spline樣條路面模型，也可以通過Car模塊標(biāo)準(zhǔn)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(shù)設(shè)置

Roof圖塊路面參數(shù)對應(yīng)項

Road Builder 路面屬性全局參數(shù)設(shè)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(yīng)的路面，按規(guī)定的試驗工況行駛，包括直線加速工、轉(zhuǎn)彎制動工況、轉(zhuǎn)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(xù)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(xù)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(shù)建立輪胎動力學(xué)模型。

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