車輛動力學建模的案例
4.25開播 | Adams Car系列講座一：車輛動力學建模
Adams Car
Adam軟件通過支持早期的系統級設計驗證來提高工程效率并降低產品開發成本，Adams Car作為Adams產品組合中的垂直解決方案，專攻車輛總成和子系統的建模和仿真，模擬真實工況的車輛動力學設計與分析，現已成為車輛領域動力學分析的標桿軟件，其廣泛的應用在車輛行駛性能開發、耐久性能開發等方面。借助Adams Car，汽車工程團隊可以快速構建和測試完整車輛和車輛子系統的功能虛擬原型。
作為專業的車輛設計分析軟件，工程師在使用Adams Car時需要具備一定的基礎知識和軟件操作技能。為了節省初學者的學習時間提升學習效率，海克斯康工業軟件特地推出以車輛動力學為主題的Adams Car系列講座，通過對車輛動力學基礎建模、高級建模、載荷分解及車輛穩定性的操縱分析這四個系列的講座培訓，提升大家的軟件操作技能。本期海克斯康直播講堂請到了Adams技術專家孫哲講師為大家帶來Adams Car系列講座第一講——車輛動力學建模。通過對車輛動力學建模中的常見模塊 (懸架、轉向、車身、輪胎等)演示講解，并配合操作視頻，幫助初學者快速入門。滿滿干貨精彩不容錯過，趕快報名吧！
展開 設計仿真 | 直播預告-Adams Car系列講座一：車輛動力學建模
，模擬真實工況的車輛動力學設計與分析，現已成為車輛領域動力學分析的標桿軟件，其廣泛的應用在車輛行駛性能開發、耐久性能開發等方面。
設計仿真 | 直播預告-Adams Car系列講座二：車輛動力學高級建模
Adams Car包含眾多建模元素，幫助汽車工程團隊解決了許多困難復雜的實際問題，其中柔性體及板簧等建模元素可用于獲取更高精度的仿真結果。但對于初學者來說，板簧的建模十分困難，且Adams Car中涉及到的柔性體元素較多，如何選擇合適的元素往往令人困惑。
繼上期Adams Car系列講座一：車輛動力學建模直播課程結束后，用戶反響十分強烈，收獲了一致好評。本期海克斯康直播講堂繼續為您推出Adams Car系列講座二：車輛動力學高級建模，針對車輛動力學建模中的進階模塊（柔性體、板簧插件）以及子系統的生成、裝配等進行講解，配合操作視頻，使初學者能夠快速、準確的進行基礎分析。后續將為大家持續推出車輛操縱穩定性分析、車輛動力學載荷分解直播課程，敬請關注，精彩不容錯過，趕快報名吧！
展開 磁懸浮車輛結構動力學建模與仿真
摘 要: 為了準確獲得磁懸浮車輛結構的動力學特性, 結合上海磁懸浮示范線車輛,
對磁懸浮車輛結構建模和仿真方法展開研究。通過分析整體結構受力載荷工況, 給出
夾層和車體結構的受力公式。采用參數化和子結構建模技術, 利用多體系統軟件
SIMPACK建立磁懸浮車輛首車動力學模型。為簡化整個磁懸浮車輛系統多體模型和
提高計算效率, 將車輛受到的作用力和部分剛體簡化為力元或力矩。仿真結果表明,
多體動力學建模可以作為磁懸浮車輛結構設計方案優劣的有效評估工具, 有益于磁懸
浮結構國產化設計和開發。
磁懸浮車輛結構動力學建模與仿真.pdf
展開 
設計仿真 | 海克斯康商用車車輛動力學行業研討及培訓會圓滿落幕
通過此次培訓，參會者們不僅加深了對車輛動力學建模的理解，還掌握了應對實際問題的專業技能，實現理論認知與實踐能力的雙重躍升。
本次會議的成功舉辦，不僅促進了商用車行業的技術交流與共享，更為商用車車輛動力學的發展注入了新活力。未來，海克斯康將持續構建汽車仿真技術產學研協同創新生態，賦能汽車產業技術革新與高質量發展。
淺談車輛多體動力學建模
其中，整車動力學仿真直接關系到車輛的操縱穩定性，整車平順性以及車輛可靠性。為了獲取準確的動力學響應，提升整車動力學性能，整車多體動力學建模顯得尤為重要。懸架系統是車輛動力學系統的重要組成，故本文主要基于懸架來介紹車輛多體動力學的建模方法。
二 懸架基本構造
懸架是汽車車架與車輪之間傳力裝置的總稱，它能夠傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面傳給車架或車身的沖擊力，并減少由此引起的震動，以保證汽車能平順行駛。典型的懸架結構由彈性元件、導向機構、減震器、緩沖塊以及橫向穩定桿等組成。
圖一 懸架結構基本組成[1]
目前，常用的懸架結構主要有麥弗遜式懸架、雙橫臂式懸架、多連桿式懸架、扭轉梁式懸架等。
三 動力學建模
3.1 模型簡化
懸架系統是一個非常復雜的系統，進行動力學建模分析前應進行一定程度上的簡化，將沒有相對運動關系的零部件組合為一體。根據零部件的真實運動關系確定合理的約束類型，通過約束連接各零部件，建立懸架系統的動力學簡化模型。
圖六 麥弗遜懸架基本構造[5]
3.2 拓撲結構
建立車輛多體系統動力學模型的關鍵在于理清系統的拓撲結構。所謂拓撲結構指的是將系統內部的實體抽象成與其大小、形狀無關的“點”，而實體間的連接抽象成線，其本質就是研究系統內部各部件之間的連接關系。下圖以麥弗遜懸架為例，描述了其在垂向路徑下的拓撲結構關系。
圖七 麥弗遜懸架垂向路徑拓撲結構
子系統內部及各子系統之間通過約束副建立連接關系，在多體系統動力學建模過程中，常用的約束主要有鉸鏈（Joint）約束與襯套（Bushing）約束。鉸鏈約束是一種理想約束，對于柔性連接我們則采用襯套約束。襯套約束是連接在兩個部件之間，通過6個自由度（3個軸向，3個轉向）來定義連接狀態。
展開 車輛動力學線上技術論壇
會議主題：
Simpack Automotive 車輛動力學線上技術論壇
會議時間：
2022/06/09–2022/06/10，09:30-17:00
關鍵詞：
整車操穩性、平順性、NVH以及耐久性，車輛動力學模型
活動摘要：
Simpack作為專家級仿真工具，科使用一個模型就能用于所有車輛動力學的應用分析，包含發動機和傳動系統模型。
從單個部件的安裝形式到完整的機電一體化車輛分析，從操穩性分析到高頻耐久性研究，從線性系統分析到非線性沖擊碰撞，從聯合仿真到硬件在環等等，Simpack提供了高度完整且統一的解決方案。
利用Simpack，能避免車輛重復建模；提供統一管理的企業級模型數據庫，供各部門共享使用；提供完整的仿真方案，滿足各種車輛動力學的仿真應用。利用Simpack，大大提高了車輛動力學的建模和仿真效率，直接應對汽車研發周期縮短帶來的挑戰。
6月9日-10日，9:30-17:00，我們將全面介紹Simpack在汽車行業的應用、技術特點、基本操作方法以及車輛產品的建模和分析方法。為了幫助參會人員快速應用，現場同步操作示例模型。
報名鏈接：
https://3ds.tbh5.com/EventDetail.aspx?eid=638&f=hsy
展開 Matlab精細建模之車輛縱向動力學（上）
一直以來，關于建模的態度都是夠用就行，能簡化則盡量簡化。因為簡化的模型并不代表簡單，剛開始進行某個領域建模時，簡化的模型更能讓我們抓住其本質，去深入理解這個建模對象。
但是，隨著學習的深入，簡化的模型可能無法滿足更多需要注重細節的仿真研究。此時，基于之前建立的簡化模型去拓展模型范圍，或者去增加部分模型細節，讓模型更加貼合實際，就會變得更加容易，也更加有意義。
將以汽車縱向動力學建模為例，來談談怎樣做到精細建模。打算分為上下兩節來介紹：
1）上節：對滾動阻力進行精細建模；
2）下節：對縱向力進行精細建模。
下面開始本文的內容：汽車縱向動力學的滾動阻力精細建模。
汽車理論給出了汽車縱向動力學的基本公式：
Fx = Ff + Fw + Fi +Fj
其中Fx、Ff、Fw、Fi、Fj分別代表車輛縱向力、滾動阻力、風阻、坡道阻力、加速阻力。
根據上述公式，我們可以很容易搭建出一個一般的車輛縱向動力學模型1.1，如下圖：
對應的車輛參數如下圖，車輛滾阻為mgf=147.15N。
進行如下工況仿真：
工況1：驅動力Fx=200N（大于滾阻），坡道i=0，初始車速V=0，滾動阻力f=0.01。
結果如下圖，車輛逐漸加速，最終穩定在13.64m/s左右，實現驅動力與風阻、滾阻的平衡，符合預期。
工況2：驅動力Fx=100N（小于滾阻），坡道i=0，初始車速V=0，滾動阻力f=0.01。
結果如下圖，理論上驅動力小于滾阻，車輛應該靜止，但是實際車輛在反向加速，且加速度越來越大，不符合預期。
展開 Matlab精細建模之車輛縱向動力學（下）
上節介紹了汽車縱向動力學的滾動阻力精細建模，本節將對車輛縱向力的精細建模進行探討。在一般的車輛動力性經濟性仿真中，只需要給定一個總的縱向力輸入即可，如果想通過單獨的驅動力、制動力接口作為輸入，則需要補充額外的驅動力、制動力計算模型。
有人可能會問，驅動力、制動力直接通過油門踏板、制動踏板深度近似計算不是很方便嗎？這樣建模的基本思路沒有問題，但是在一些特殊工況會出現很大的偏差。例如，車輛處于靜止狀態，踩剎車后，車輛一定會有制動力嗎？
本文重點對地面制動力進行精細建模，滿足多種工況使用需求，尤其是靜止狀態下地面制動力的計算。
暫時不考慮打滑工況，地面制動力就等于制動器對車輪的制動力。
對地面制動力建模，主要分為車輛運動狀態和車輛靜止狀態，所以可以進行分工況建模。
1） 車輛運動：地面制動力的方向與車速方向相反，大小等于制動器制動力；
2） 車輛靜止：地面制動力的方向與車輛運動趨勢方向相反，大小等于車輛實際驅動力與制動器制動力取小。
車輛實際驅動力等于車輛驅動力與車輛負載（滾阻、風阻、坡阻之和）的差值，其正負方向決定了車輛運動趨勢方向。
理解了上述關系，我們可以搭建以下的車輛縱向力計算模型。
輸入量：
1） 車輛驅動力：數值大小與油門開度正相關，有符號，正負分別代表向前、向后驅動；
2） 制動器制動力：數值大小與油門開度正相關，無符號；
3） 車速：有符號，正負代表車輛向前、向后運動；
4） 車輛負載：滾阻、風阻、坡阻之和，有符號，正負分別代表向后、后前。
展開 車輛軌道耦合動力學abaqus建模及問題講解
模型建立過程講解
Siemens PLM Software工程車輛動力學特性高級培訓
Siemens PLM Software工程車輛動力學特性高級培訓
2014年11月5日 北京 \ 11月7日 長沙
會議亮點：
針對各種工程車輛的動力學建模與分析
詳細展現工程案例、應用方法及分析結果
美國工程車輛動力學技術專家主講
LMS Virtual .Lab Motion多體動力學軟件平臺為車輛動力學的開發問題提_供了完整的解決方案，本次研討會主要針對工程車輛的多體動力學仿真。會議內容涵蓋多種工程車輛和越野車型，且描繪了各種車型的建模難點，同時展現LMS Virtual .Lab Motion在建模上的獨特優勢。
本次會議涉及的主要內容：
大型工程車輛用于靜態/穩態/動力學分析的MBS模型
輪胎仿真模型和變量選擇
金屬和橡膠履帶車輛的建模和仿真
集成液壓系統的MBS建模過程
部件柔性對車輛動力學的影響；柔性部件的應力恢復
LMS Virtual.Lab Motion用戶自定義子程序在高級建模中的應用
其他特殊的工程車輛建模及分析：有軌車輛（如貨物起重機），小型越野車（如沙灘車）等。
會議還將重點分享用戶的應用案例，詳細展現案例的工程目的、應用方法及分析結果。另外，對于有代表性的主題，技術專家還將進行現場演示，幫助與會者加強新技術與方法的學習和應用，對Siemens PLM Software解決方案有直觀地了解與認識。本次研討會同時包含自由討論環節，參會者可以于專家交流具體應用案例， Siemens PLM Software產品和服務。
展開 
（交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
MSC在虛擬試駕中引入可靠的車輛動力學技術以加快安全型自動駕駛車輛的開發
MSC 軟件公司（簡稱 MSC，隸屬于海克斯康制造智能分公司）日前推出支持 Adams 的 VTD，它集業界領先的車輛動力學和虛擬試駕仿真于一身，可加快下一代高級駕駛員輔助系統（ADAS）及安全型自動駕駛車輛的開發。
乘用車已經可以讀取交通標志或者發現過往車輛，但這些 ADAS 2+ 功能依賴于改進的傳感器融合技術——合并來自多個傳感器的數據，通過處理更接近事實，因此電子系統可以進行安全決策。與此同時，未來的自動駕駛算法需要真實的測試數據供研究和模型訓練。日前推出的支持 Adams 的 VTD 可仿真動態移動車輛及其傳感器在復雜道路環境中的行為表現，有助于加快此類車輛的開發。
通過 Adams 仿真軟件，汽車制造商可獲得經過驗證的車輛動力學模型和道路試驗，從而了解車輛的運動和操控特性。通過開放接口，現在能夠在由虛擬試駕（VTD）平臺提供的仿真道路環境中“駕駛”這些車輛。
安全系統開發
即便是處在車輛物理極限的極端情況下，ADAS 系統也必須為人員提供保護。支持 Adams 的 VTD 可以根據道路狀況（例如坡度、摩擦力）仿真車輛的各種運動，以確定車輛行為（例如汽車是否打滑或翻滾）并評估行動的最佳路線（例如是否改變車道或者何時剎車）。
展開 3D車輛動力學模型
三維車輛動力學模型可以引導PreScan汽車在三維道路上行駛。該模型具有與二維簡單動力學模型相同的組件，但底盤部分（車輛動力學）已被修改。其他部分保持不變。在三維車輛動力學仿真過程中，可能會有一些輕微的俯仰震動。
三維簡單動力學模型由下列部件組成，如下圖所示:
發動機
變速箱最終傳動比
三維底盤（車輛動力學）
換擋邏輯。
自動和手動換擋之間的切換
請看以下部分：
三維車輛動力學模型；
可以在GUI中設置的參數；
模型在編譯表中的表現；
使用方法的概述；
在油門為零%，自動檔為駕駛/倒車模式的情況下，汽車也會緩慢向前/向后移動。這是由于發動機以最低轉速行駛（每輛車的轉速不同）。
模型遷移-見匯編表遷移。
24.1 車輛動力學模型
三維車輛動力學模型有10個自由度。
彈簧質量（支撐在懸架上面的質量）有6個自由度。三個位移（x、y和z）和三個旋轉（側傾、俯仰和橫擺）。
非彈簧質量（懸架下方的質量：4個車輪）有4個自由度，即4個z位移。在彈簧質量和非彈簧質量之間放置了懸掛系統。
Z運動
下圖為作用在車輛上的z力。后方和前方的地面對輪胎的接觸力。由車輛質量和慣性力引起的力。在彈簧質量和非彈簧質量之間有懸掛力（未顯示）。
關于彈簧質量的運動方程如下（車輛坐標系中的牛頓運動方程）。
公式中：
而K和d分別為懸掛剛度和阻尼特性。
每個輪胎的運動方程如下：
公式中
而K和d分別為懸掛剛度和阻尼特性。
滲透深度由接觸傳感器計算。
預瞄描接觸傳感器
接觸傳感器并不是傳統意義上的PreScan傳感器。
展開 《車輛動力學基礎》
目錄
第1章 緒論
1.1 機動車輛時代的啟蒙階段
1.2 車輛動力學簡介
1.3 建模的基本方法
1.4 動態車軸載荷
1.5 例題
參考文獻
第2章 加速性能
2.1 受功率限制的加速度
2.2 例題
2.3 受附著力限制的加速性
2.4 例題
參考文獻
第3章 制動性能
3.1 基本方程式
3.2 制動力
3.3 制動器
3.4 輪胎與路面摩擦
3.5 例題
3.6 美國聯邦政府對制動性能的要求
3.7 制動力配比
3.8 防抱死制動系統
3.9 制動效率
3.10 后輪抱死
3.11 踏板力增益
3.12 例題
參考文獻
第4章 道路負載
第5章 乘適性
第6章 穩態轉向
第7章 懸架
第8章 轉向系統
第9章 車輛側翻
第10章 輪胎
附錄A：SAE J770e車輛動力學專業術語
附錄B：SAE J6a乘適性與振動資料手冊
附錄C：單位換算與符號表
索引
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