路面模型
關(guān)注創(chuàng)建者：歡樂多??π 創(chuàng)建時間：2020-10-12
路面模型的視頻教程
Adams car整車加路面仿真
1、本視頻演示了Adams car整車結(jié)合路面的直線工況計算 2、所涉及整車模型為Adams car共享數(shù)據(jù)庫中的整車模型 3、模型中所用到的路面模型為自己制作的一個凸起路面，格式為RDF格式路面 4、第二章視頻是基于motionview軟件的整車動力學(xué)道路仿真效果演示 5、如果看到本視頻的朋友有需要制作Adams car軟件和motionview軟件可用的特定工況路面模型的，可以聯(lián)系交流
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adams_car_matlab_整車模型_平順性路面_聯(lián)合仿真_半主動控制力
本課程與一般論文里的半懸架聯(lián)合仿真不同，以B級路面勻速工況為例， 詳細(xì)教授了整車模型在勻速直線運(yùn)動時的減振器半主動控制力與matlab simulink的聯(lián)合仿真。并解決了直接使用仿真結(jié)果.m文件時 simulink里面output項(xiàng)包括testrig下默認(rèn)參數(shù)的30余項(xiàng)output接口，我們只需要保留使用懸架動撓度，車身垂向加速度，車身垂向速度，懸架兩端相對速度接口。
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二分之一車輛模型的微分方程數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)及Simulink建模和仿真分析視頻教程
本課程詳細(xì)介紹了二分之一車輛模型的微分方程數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)（此模型微分方程究竟是怎么推出來的...），以及對應(yīng)的Simulink動力學(xué)模型的搭建，另外，還包含了減速帶路面和A-G級路面的模型搭建及平順性仿真分析。（從頭操作到尾的實(shí)例教程，感興趣的可以跟著作者一塊做~） ? ?
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路面模型的實(shí)例教程
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(jī)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(yàn)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(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的有限元強(qiáng)度、剛度分析提供邊界元載荷條件，以及實(shí)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(jī)技術(shù)方法，最終實(shí)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(yàn)，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(fèi)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(diǎn)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(jī)廠通常會進(jìn)行整車跨越三角形凸起路面工況，確認(rèn)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(qiáng)度的試驗(yàn)，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(yùn)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(yùn)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(diǎn)構(gòu)成的路表面。六個節(jié)點(diǎn)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。
展開 abaqus瀝青路面結(jié)構(gòu)沉降分析模型。（含詳細(xì)操作步驟教程，CAE，inp，odb結(jié)果文件）。
路堤高 4m，采用 Drucker-Prager（D-P）本構(gòu)關(guān)系。兩層軟土分別為淤泥質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土，分別厚 11.5m 和 8m。粉質(zhì)粘土采用 Clay plasticity 模型。地下水位線為砂墊層以下 1.0m。模型底面寬度取 60m，模型表面（路面表面）為 28m，模型總厚度24.69m。路面和路堤按 1：1.5 放坡。得出路面結(jié)構(gòu)在15 年后的不均勻沉降（路肩與路中沉降差）。
展開 PART/2
路面建模、載荷生成與疲勞壽命評估
1路面建模方式與精度要求
路面是車輛所受載荷激勵的主要來源，其建模方式和精度直接關(guān)系到仿真結(jié)果能否真實(shí)反映實(shí)車的受載情況。數(shù)字化3D路面主要是對試車場實(shí)際路面建模，也可根據(jù)實(shí)際開發(fā)需要創(chuàng)建虛構(gòu)的路面模型，例如為評估整車操控和懸架減震器的平坦路面。
2精細(xì)化3D路面的作用
?
編輯
實(shí)現(xiàn)虛擬試驗(yàn)場技術(shù)，需要精細(xì)化的數(shù)字化3D路面模型，3D路面模型的作用是提供足夠詳細(xì)試驗(yàn)場路面，以使車輛經(jīng)過時實(shí)現(xiàn)與實(shí)際車輛相同的響應(yīng)。
3VPG路面建模方式分類
在CAxWorks.VPG中，路面建模主要依據(jù)數(shù)據(jù)來源與建模方法分為以下三類：
MGA標(biāo)準(zhǔn)化路面：支持導(dǎo)入MGA格式的標(biāo)準(zhǔn)化路面文件，適用于已有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場數(shù)據(jù)的快速調(diào)用，保證路面模型的規(guī)范性與可重復(fù)性。
參數(shù)化路面：VPG內(nèi)置11種可定制的參數(shù)化路面模型，用戶可根據(jù)分析需求（如耐久性、操控性等）快速定義路面特征，包括壕溝、彈坑路、陡坡、搓衣板路、魚鱗坑路等復(fù)雜地形，無需手動逐點(diǎn)建模。
點(diǎn)云掃描路面：通過對實(shí)際路面進(jìn)行激光掃描獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入VPG生成高精度3D路面模型，適用于需要精確復(fù)現(xiàn)真實(shí)試驗(yàn)場路面的場景。
4虛擬道路試驗(yàn)載荷生成流程
基于試驗(yàn)場數(shù)字模型（路面模型、輪胎模型、整車多體模型）開展整車道路試驗(yàn)仿真測試，選定路況并設(shè)置車速，生成所定義場景的車輛載荷文件，再對生成的載荷信號進(jìn)行檢查、截取及濾波。
?
展開 四、輪轂模型建立
輪轂模型為剛體構(gòu)件，因此采用多點(diǎn)約束模型對相應(yīng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行剛體約束建立，如圖將輪轂上的節(jié)點(diǎn)與輪胎中心點(diǎn)采用多點(diǎn)約束建立剛體約束。
五、輪胎與路面接觸模型建立
將輪胎外表面單元定義為CONTA174單元，將路面定義為TARGE170單元，建立面面接觸。
材料參數(shù)
材料定義主要涉及：輪胎的超彈性材料，氣體材料，輪胎內(nèi)加強(qiáng)纖維材料。
輪胎橡膠材料（Mooney-Rivlin超彈性材料）
氣體材料
輪胎纖維加強(qiáng)材料(鋼)
邊界&載荷條件
約束輪胎中心節(jié)點(diǎn)的所有自由，由于輪轂節(jié)點(diǎn)與輪胎中心節(jié)點(diǎn)為剛體約束，也就是說，輪轂被約束。
求解設(shè)置
/soluantype,trans
!solcontrol,on,on
pscontrol,all,off
nlgeom,on
trnopt,full, , , , ,HHT
tintp,0.15 !amplitude decay factor or numerical damping
本文載荷加載的關(guān)鍵在于對流體靜力學(xué)單元（HSFLD242）的理解，篇幅有限，關(guān)于HSFLD242單元這里不詳細(xì)展開，有興趣的朋友可以私信互相交流學(xué)習(xí)。
載荷步1（靜態(tài)）：模擬車輛重力，施加1噸重力，靜力學(xué)計算，關(guān)閉瞬態(tài)效應(yīng)。
這里進(jìn)行非線性計算需要用cnvto命令設(shè)置收斂值。
展開 針對轉(zhuǎn)鼓的模擬，Adams有多種手段進(jìn)行建模仿真，本文僅對專門提供的2D_drum路面模型進(jìn)行說明。
2D_drum路面模型是Adams提供的二維路面模型中的一種，用起來比較方便，這里基于Adams View進(jìn)行說明，使用輪胎力完成此應(yīng)用。所需的數(shù)據(jù)都來自于Adams安裝路徑下的自帶文件，分別是輪胎屬性文件和路面定義文件，如下所示：
D:\MSC.Software\Adams\2021_3_841263\atire\tires.tbl\uat.tir;
D:\MSC.Software\Adams\2021_3_841263\atire\roads.tbl\2d_drum.rdf;
通過Adams的輪胎力進(jìn)行具體定義，將質(zhì)量、慣量、空間位置和方位以及路面的附屬部件確定完畢即可，如下圖3和4所示：
圖3 輪胎路面力
圖4 完成的演示模型
為了方便，創(chuàng)建了兩個小球，綠色球體代表輪胎轉(zhuǎn)軸，創(chuàng)建的輪胎部件可繞其質(zhì)心轉(zhuǎn)動，同時綠球與大地定義了上下方向的滑移副，另外在綠球上施加了豎直向下的500牛頓力。下方的紅球?yàn)?em>路面附著的部件，紅球與大地可定義固定副。
對于上述的建模，有一定Adams使用經(jīng)驗(yàn)的人員可快速實(shí)現(xiàn)。由于所用的2D_drum路面文件沒有圖形參數(shù)，所以在所建立的模型中看不到路面的狀態(tài)，這個對于初次應(yīng)用這個路面模型的工程人員來說不太好掌握其參數(shù)，盡管幫助手冊中有2D_drum部分參數(shù)的說明。
展開 
路面模型的最新內(nèi)容
數(shù)字化3D路面主要是對試車場實(shí)際路面建模，也可根據(jù)實(shí)際開發(fā)需要創(chuàng)建虛構(gòu)的路面模型，例如為評估整車操控和懸架減震器的平坦路面。
2精細(xì)化3D路面的作用
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實(shí)現(xiàn)虛擬試驗(yàn)場技術(shù)，需要精細(xì)化的數(shù)字化3D路面模型，3D路面模型的作用是提供足夠詳細(xì)試驗(yàn)場路面，以使車輛經(jīng)過時實(shí)現(xiàn)與實(shí)際車輛相同的響應(yīng)。
三、行業(yè)革命：看不見的設(shè)計革命
- 汽車領(lǐng)域：某電動超跑團(tuán)隊通過Adams的輪胎-路面"魔方"模型，在數(shù)字沙盤中重現(xiàn)了黑冰路面下扭矩矢量控制的137種響應(yīng)模式
- 重工領(lǐng)域：港口起重機(jī)在Adams中完成20萬次虛擬裝卸循環(huán)，鋼結(jié)構(gòu)的疲勞薄弱點(diǎn)以彩色應(yīng)力波形式提前預(yù)警
- 軍工領(lǐng)域：導(dǎo)彈折疊翼展開過程的流固耦合仿真，將風(fēng)洞試驗(yàn)次數(shù)減少60%
四、哲思段落：仿真技術(shù)的"奧本海默時刻"
設(shè)置所有部件的速度屬性（包括輪胎）
6，使用不同路面調(diào)試模型（
設(shè)置0初始速度，試仿真，檢查報錯信息。
設(shè)置非零初始速度，試仿真，檢查報錯信息。
計算過程應(yīng)流暢，無異常報錯。
6建立懸上質(zhì)量與懸下質(zhì)量之間的行程限制器：限制車輪行程為-100～+100mm范圍內(nèi)。
地面:剛性，粗糙(不平順) 車輛:12自由度，六軸寬軌 出售: 500RMB
在ABAQUS中建模時，路面為XY平面，坐標(biāo)原點(diǎn)位于路面模型的頂點(diǎn)。本模型默認(rèn)整車位于路面的正中央，路面的長和寬分別為30mm和10mm，路面長的方向?yàn)閄方向，寬為Y方向。初始時刻車輪距路面邊緣的距離分別為xm和ym。
先定義車身參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)。
!車身參數(shù)
L1 = 6
L2 = 3
a = 0.5
!
針對轉(zhuǎn)鼓的模擬，Adams有多種手段進(jìn)行建模仿真，本文僅對專門提供的2D_drum路面模型進(jìn)行說明。
2D_drum路面模型是Adams提供的二維路面模型中的一種，用起來比較方便，這里基于Adams View進(jìn)行說明，使用輪胎力完成此應(yīng)用。
3D模型
基于隨機(jī)振動理論，在GRoad中建立3D路面的縱斷面
道路profile的峰度與貨物加速度累積疲勞的統(tǒng)計學(xué)分析
▎工具包
RecurDyn/Professional
RecurDyn/GTire
RecurDyn/ProcessNet
▎工程問題
Track_LM
(低速履帶+MFBD分析)
履帶工具包Track_LM/HM適用場景；
低速履帶的結(jié)構(gòu)組成與工作原理；
Track_LM工具包建模：驅(qū)動輪建模、支重輪建模、導(dǎo)向輪建模、托輪建模、履帶鏈節(jié)建模、履帶裝配；
履帶系統(tǒng)約束、驅(qū)動及接觸的定義；
路面模型的創(chuàng)建流程
三維數(shù)字路面建模
三維數(shù)字路面建模是虛擬試驗(yàn)場的基礎(chǔ)技術(shù)，它能夠在計算機(jī)中構(gòu)建高度精確的路面模型。這個模型可以包括路面的幾何形狀、摩擦系數(shù)、噪聲和震動等特征。在模擬試驗(yàn)中，汽車模型通過在數(shù)字路面上運(yùn)動，模擬真實(shí)道路上的運(yùn)動狀態(tài)。三維數(shù)字路面建模需要基于車輛運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型，考慮路面的各種特征，如平整度、垂直和橫向坡度、橫向橫坡和縱向垂坡等，實(shí)現(xiàn)高度真實(shí)的模擬效果。
C 瞬態(tài)溫度場下修正Burgers模型UMAT子程序源代碼
C
C 給狀態(tài)變量數(shù)組賦初值為零，調(diào)用ABAQUS子程序SDVINI
C GIVE STATEV THE INITIAL VALUE OF ZERO
C
SUBROUTINE SDVINI(STATEV,COORDS,NSTATV,NCRDS,NOEL,NPT,LAYER,KSPT)
C
