路面模型的案例
技術(shù)技巧 | Adams Car路面譜模型建立以及整車載荷提取
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，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，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。
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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 基于CAxWorks.VPG虛擬試驗場模塊的裝甲車耐久疲勞：壕溝、彈坑路、陡坡全場景覆蓋
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)試驗場路面的場景。
4虛擬道路試驗載荷生成流程
基于試驗場數(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 汽車充氣輪胎的路面滾動模擬(流固耦合)（附ANSYS命令流&模型文件）
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 
案例分享 | Adams轉(zhuǎn)鼓臺架2D_drum路面應(yīng)用
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。下方的紅球為路面附著的部件，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 ABAQUS瀝青路面結(jié)構(gòu)裂縫模擬與分析模型。 ￥78
abaqus路面結(jié)構(gòu)裂縫和動態(tài)響應(yīng)模型， 路面結(jié)構(gòu)裂縫和動態(tài)響應(yīng)問題的算例分析（含操作步驟文檔，CAE，inp，odb結(jié)果文件）。在下面層瀝青穩(wěn)定碎石 ATB 層底面已有一條長 3.0cm 的垂直裂縫。材料參數(shù)和文件目錄見照片。路面結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下裂縫的擴(kuò)展規(guī)律模擬。
付費(fèi)后即可獲取模型及教程下載鏈接。
ANSYS輪胎-路面模型建立步驟
1.建立輪胎模型，輪胎中點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)一起定義為一個剛體；2.加載
3.平動+滾動模擬車輪向前行駛。
4.分析
ABAQUS路面材料使用修正burgers模型時總是出現(xiàn)編譯錯誤
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
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION STATEV(NSTATV),COORDS(NCRDS)
C
DO K=1,NSTATV
STATEV(K)=0.0
END DO
C
RETURN
END
C 瞬態(tài)溫度場下修正Burgers模型UMAT子程序
C UMAT FOR MODIFIED BURGERS MODEL
C
SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD,RPL,DDSDDT,
1 DRPLDE,DRPLDT,STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,
2 CMNAME,NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,
3 PNEWDT,CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC)
C
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
CHARACTER*80 CMNAME
C
DIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),DDSDDE
展開 Abaqus瀝青路面結(jié)構(gòu)中的車轍模型，cae、inp ￥78
Abaqus瀝青路面結(jié)構(gòu)中的車轍模型（含操作步驟文檔，CAE，inp，odb結(jié)果文件）。在路面實(shí)際溫度場分析的基礎(chǔ)上，采用ABAQUS 軟件分析瀝青路面的溫度場，繼而計算瀝青路面的車轍。 各種材料的熱特性參數(shù)、彈性參數(shù)和蠕變參數(shù)，分別如圖所示。模擬該路面作用 50 萬次標(biāo)準(zhǔn)軸次后的路面車轍 。
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六軸12自由度車輛-路面不平順耦合模型
地面:剛性，粗糙(不平順) 車輛:12自由度，六軸寬軌 出售: 500RMB
利用Adams/view搭建整車動力學(xué)模型 附ADAMS-View創(chuàng)建車輛輪胎路面步驟下載
3.如果發(fā)現(xiàn)模型某一部分結(jié)構(gòu)需要調(diào)整時，不用重新導(dǎo)入整個模型，首先在adams的模型樹中將有問題的part刪除，然后新建一個新的part，把再CATIA中修改后的模型重新導(dǎo)入到新建的part位置上就OK。
第三步：狀態(tài)量的定義
前邊提到，Adams/View中狀態(tài)量的定義都是有參考坐標(biāo)系的，如果不設(shè)置默認(rèn)的都是大地坐標(biāo)系，而我們需要的是車輛坐標(biāo)系下的狀態(tài)量，此時需要把大地坐標(biāo)系的狀態(tài)量轉(zhuǎn)化到車輛坐標(biāo)系中去。以車速為例：
大地坐標(biāo)系下的車速和車輛坐標(biāo)系下的車速關(guān)系為
大地轉(zhuǎn)換到車輛上，就是
因此，車速定義不能簡單的取車身質(zhì)心的速度，而需要一個轉(zhuǎn)換。
該轉(zhuǎn)換的需要轉(zhuǎn)換，有些根本就沒法轉(zhuǎn)換，如側(cè)傾角，如果直接取質(zhì)心處的側(cè)傾角，實(shí)際得到的卻是車輛坐標(biāo)系下的側(cè)傾角在大地坐標(biāo)系的投影角。所以需要我們自己定義，如前，CATIA建模時左右側(cè)兩個點(diǎn)的作用，兩側(cè)點(diǎn)相對大地坐標(biāo)系的z坐標(biāo)插值除以兩個點(diǎn)的距離，然后求反正切，即可得到車身側(cè)傾角。
在定義狀態(tài)量時，不然會用到一些函數(shù)，特別是涉及到角度的，一定要注意，有些函數(shù)算的是弧度，有些是角度。
最后的說一下兩個函數(shù)的區(qū)別：ATAN2和ATAN。ATAN2是四象限反正切，而ATAN是二象限反正切。一般情況下，就用ATAN2。車輛側(cè)傾角和車身側(cè)傾角時會用到。
下載地址：ADAMS-View創(chuàng)建車輛輪胎路面步驟
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LMS Virtual.Lab Motion_教程3之如何在模型中添加輪胎力和路面單元
這次介紹的是如何在模型中添加輪胎力和路面單元，以及樣條曲線和襯套力單元的使用。無論你是汽車行業(yè)還是航空業(yè)基本都需要接觸到輪胎建模，希望對你有幫助，謝謝。
model.rar
finished.rar
LMS Virtual.Lab Motion綜合輪胎與路面接觸分析.pdf
技術(shù)鄰學(xué)院丨史上最全多體動力學(xué)主流仿真軟件學(xué)習(xí)資料，都在這兒了！——ADAMS、RecurDyn等
剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)約束的添加必須考慮各個零部件之間的連接和受力關(guān)系，更可能還原實(shí)際工況，從而使模型更真實(shí)還原。
基于ADAMS的機(jī)器人動力學(xué)分析及軌跡規(guī)劃
本文基于ADAMS的機(jī)器人動力學(xué)分析及軌跡規(guī)劃，對機(jī)器人模型的建立流程及模型的設(shè)置分析的過程做了詳細(xì)記錄，非常適合新人參閱學(xué)習(xí)。
案例分析：密蘇里大學(xué)-Adams 仿真幫助診斷膝蓋病
作為一種多體動力學(xué)仿真解決方案，也作為密蘇里大學(xué)運(yùn)動分析中心（MAC）的研究人員選定的軟件工具，ADAMS可提供正確的深入分析，有助于更加透徹地了解膝關(guān)節(jié)的內(nèi)部運(yùn)作。本文從醫(yī)學(xué)角度，闡述了ADAMS在更多領(lǐng)域里體現(xiàn)的價值。
技術(shù)技巧 | 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，可以提供給后續(xù)其它車型進(jìn)行載荷提取分析路面模型，通用性更強(qiáng)，對工程師有很好的參考價值。
ADAMS實(shí)用技巧及常見問題
為初學(xué)者量身定制，系統(tǒng)總結(jié)了一些常用的技巧、常見問題及解決辦法，能讓你輕松快速地掌握ADAMS，初學(xué)者們趕緊收藏吧。
基于SAMCEF的機(jī)械臂柔性機(jī)構(gòu)建模
此項目案例介紹了6軸機(jī)器人的建模方法，在SAMCEF平臺上通過添加控制機(jī)構(gòu)可以從仿真結(jié)果中明確看出控制對機(jī)構(gòu)動態(tài)特性的影響。
展開 求助路面建模過程中，種子生成網(wǎng)格出錯的問題，可有嘗
路面模型建立好以后，種子生成網(wǎng)格的過程中出錯，想請教一下解決辦法，可有嘗
專業(yè)非線性柔性多體動力學(xué)仿真軟件
輪胎和路面模型
為了實(shí)現(xiàn)整車、全路況模擬，F(xiàn)EDEM提供了豐富的輪胎和路面模型。目前，F(xiàn)EDEM支持Delft- Tyre (TNO Automotive)開發(fā)的MF-Tyre和SWIFT輪胎模型、COSIN公司開發(fā)的FTIR輪胎模型。FEDEM擁有SWIFT輪胎模型的標(biāo)準(zhǔn)輪胎接口(STI)和針對FTIRE輪胎模型的COSIN輪胎接口(CTI)。FEDEM的附加模塊提供了完整的Delft-Tyre輪胎庫。
快速構(gòu)造恢復(fù)技術(shù)
結(jié)構(gòu)的結(jié)果是在時間域求解的同時，通過一個集成的超單元恢復(fù)過程獲得。所有單元，及時間增量的分應(yīng)變和分應(yīng)力可以通過恢復(fù)操作獲得。另外，恢復(fù)操作可以是針對單獨(dú)的個體、甚至預(yù)定義的選定的時間增量單元組。時間歷程概要，如：最大/最小應(yīng)力，也可以通過恢復(fù)操作獲得。
結(jié)合nCode的耐久性預(yù)測
FEDEM提供了與nCode公司的產(chǎn)品FE-Fatigue無縫接口，幫助用戶實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的耐久性評估和預(yù)測。
對于選定的單元，a peak-valley extraction在應(yīng)力和應(yīng)變從非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)方案中恢復(fù)過來的同時獲得執(zhí)行。當(dāng)需要輸入到疲勞求解器時，這被用來計算一個rainflow matrix。在分析的過程中，分析結(jié)果可以像模型上面的輪廓圖一樣顯示在3維的圖形界面中。另外，虛擬應(yīng)變的估計測量也可以從模型中獲得。
復(fù)合事件工作循環(huán)分析
不同模擬過程的結(jié)果組合可以化合成復(fù)合事件工作循環(huán)分析。FEDEM直觀的用戶界面為結(jié)果組合和工作循環(huán)管理提供了清晰的示圖。
安裝平臺和操作系統(tǒng)要求
Fedem Simulation Software可以在Windows NT/2000/XP系統(tǒng)上運(yùn)行。
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