平衡懸架載荷分析的案例
ADAMS平衡懸架載荷分析
商用車平衡懸架主要結構有：推力桿，中后橋，板簧，平衡軸。推力桿主要是限制橋的位移，直推一般限制橋的縱向位移，而V推可以限制縱向和橫向的位移。平衡軸的主要作用就是保證中、后橋行駛在不平路面時，輪胎能時刻接地。因為平衡懸架的平衡桿多為等長結構，因此中、后橋的垂向載荷能時刻相等。
Adams中提供了_MDI_TASA_TESTRIGS懸架試驗臺，可以幫助我們搭建平衡懸架裝配模型，如下圖所示。
平衡懸架靜載荷計算與仿真分析：
垂向工況下，垂向力主要作用于板簧和車橋連接處a，且中、后橋垂向載荷基本一致。
縱向工況下，縱向力主要作用于推力桿，根據力矩平衡，可以計算得到推力桿與車橋連接處b載荷。理論計算與仿真值相當。
通過理論計算與仿真間接驗證了模型的可信度。
注意點：在搭建模型時，硬點的位置尤為重要。例如垂向工況下，如果中后橋的載荷相差較大，可以是由于平衡軸的中心到中后橋的距離不相等導致；上下推力桿到輪心的位置要與實際一致，否則縱向工況下，計算與仿真得到的載荷誤差較大大。
來源：有限元探索
展開 載重汽車平衡懸架特性分析
載重汽車平衡懸架特性分析
載重汽車平衡懸架的特性分析.part1.rar
載重汽車平衡懸架的特性分析.part2.rar
基于多體動力學的懸架零部件載荷分析
2.模型的驗證
模型通過調試和優化后，仿真結果與臺架試驗數據對比情況如下表所示：
表1 仿真與試驗數據對比結果
平行輪跳對比圖如下：
圖2 懸架剛度
圖3 車輪跳動轉向梯度
圖4 車輪跳動外傾梯度
圖5 車輪跳動輪心縱向位移梯度
圖6 車輪跳動輪心側向位移梯度
同向側向力作用對比圖如下：
圖7 懸架側向柔度
圖8 變形轉向系數
圖9 變形外傾系數
同向縱向制動力作用對比圖如下：
圖10 懸架縱向柔度
圖11 變形轉向系數
圖12 變形外傾系數
回正力矩作用對比圖如下：
圖13 變形轉向系數
從對比數據及對比圖可以看出，仿真結果與試驗數據吻合較好，故該模型能夠用于預測各種工況下前懸架的運動學與動力學性能。
3.各種典型工況下的靜力分析
對汽車在實際使用中最常見的典型工況前懸架進行靜力分析是研究前懸架零部件載荷的基礎。本文將選擇最大垂直力工況、最大制動力工況和最大側向力工況來進行靜力分析，整車參數如下表所示：
表2 整車部分參數
3.1 最大垂直力工況
汽車滿載靜止于水平地面時前懸兩側車輪所受的垂直的載荷分別為：
Wf=1/2×mg×b/L=4030.98N
考慮到汽車在不平路面上的沖擊，取FL的2.5倍作為最大垂直載荷。
3.2 最大制動力工況
圖14 制動工況受力圖
汽車在水平路面上制動時，受到一個慣性力作用在其重心，方向與速度方向相同，大小為ma，a取最大制動加速度g。
展開 Adams平衡懸架
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商用車平衡懸架主要結構有：推力桿、中后橋、板簧、平衡軸。
1.推力桿主要有直推和V推，其作用是限制橋的位移，直推一般限制橋的縱向位移（X方向），而V推可以限制縱向和橫向（Y方向）的位移。
2.平衡軸分為整體式和斷開式。
商用車平衡懸架的主要作用就是保證中、后橋行駛在不平路面時，輪胎能時刻接地。因為平衡懸架的平衡桿多為等長結構，因此中、后橋的垂向載荷能時刻相等。
Adams建立的平衡懸架如下圖所示。
分析前，我們需要校核下中、后橋輪胎的垂向力，以保證模型的準確性。
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懸架件的載荷分解
懸架件的載荷分解一般不會去迭代，因為迭代得到的Z向位移，用來驅動多體模型時，會丟失一部分的動態響應，這一點可以通過一個簡單模型看出來。M2相當于懸架，m1等于車身。如果是六分力直接驅動，系統響應會有兩個峰值，如果用位移驅動，系統只有一個峰值，因為m2被約束了。
基于ADAMS的汽車懸架靜態工作載荷提取
汽車懸架靜態工作載荷提取是車輛底盤設計和強度分析中的一個關鍵環節。本文梳理在ADAMS中進行懸架靜態載荷提取的主要方法、流程以及一些實用技巧。
基于ADAMS/CAR懸架硬點靜態載荷提取的方法 ￥5
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</div><p class="ql-align-center"><strong>Adams/car提取載荷的流程</strong></p><p>1、Adams中建立懸架tmplate模型</p><p>2、在template中建立request</p><p>3、由template生成subsystem</p><p>4、由subsystem生成懸架assembly</p><p>5、計算各種工況是懸架受力并在adams中進行仿真計算</p><p>6、在adams/PostProcessor中讀取所需提取的載荷</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/00305c0d69c240aab83d323b3af475e6.jpg" alt="3.jpg" height="49" width="46"></p><p class="ql-align-center"><strong>Request命令</strong></p><p>實際上在adams/car，提取載荷就是在所需提取載荷位置增加了request命令。
展開 Adams 對復合懸架的分析
商用車的懸架類型較少，復合懸架（鋼板+空氣彈簧）便是比較復雜的一款。
Adams可以建立并分析此類懸架的 垂向剛度，側傾剛度等，協助設計。
建模時候輸入參數盡量準確（板簧與車架連接處襯套剛度，橫向桿的襯套剛度），此外縱臂需采用柔性體。
汽車懸架有限元分析
考慮到模型是個對稱結構，為降低計算難度，我們采用了二分之一的模型來進行有限元分析。
有限元模型、連接關系、邊界及載荷的構建
根據實際工況運轉情況構建有限元模型如下：
建模難點-減震器
在進行減震器建模前，應先了解其基本運轉過程，再考慮其有限元模型的構建；減震器中，主要起作用的有三方面：一是底部氣動活塞裝置，通過壓縮氣體進行減震；二是頂部的彈簧裝置，通過壓縮，拉伸彈簧減震；三是頂部橡膠件，通過壓縮、拉伸橡膠減震；這三方面分別通過Connector及彈簧連接進行簡化，具體操作如下：
1.氣動裝置簡化（圖1所示）——Connector
圖一
加好了就是下面的樣子：
2.彈簧單元的創建方法——spring/dashpots
加好了就是下面的樣子：
球形連接（約束平移釋放旋轉）—圖2 所示
圖二
在靜力分析過程中，考慮到球面接觸在計算中比較難收斂的情況下，我們將球面接觸簡化，通過connector建立球接關系。
創建方法如下：
加好了就是下面的樣子：
軸承連接（唯一方向旋轉）——鉸接
彈簧單元與Connector總結
1.Abaqus中彈簧單元是實體彈簧的一種簡化形式，通過建立彈簧單元來等效實體彈簧，這樣做的好處就在于abaqus隱式計算當中能夠減少彈簧接觸問題，有效地解決計算收斂性問題。
2.Connector也是abaqus中對部件的簡化形式，在此汽車懸架分析中，用到connector的地方有三處處，一是減震器的活塞裝置，二是減震器中的緩沖橡膠，還有就是鉸接及球接。對于connector用法那是靈活多變，至于選中何種的連接形式，取決于我們需要的自由度。connector的用法除上面介紹的之外，還有很多其他用法，可以百度查找，基本大同小異。
展開 汽車懸架振動分析資料
汽車懸架振動分析資料
汽車振動系統的簡化及數學模型的建立.pdf
汽車振動系統狀態空間模型的研究.pdf
懸架靈敏度分析及參數點優化 ￥25
本文以弗遜懸架系統為例，優化懸架的前束，外傾角，非常詳細介紹例采用Adams/car insight對硬點坐標的調整進行優化的整個過程
基于Inspire的FSCC賽車懸架立柱優化設計及CAE分析
因此，本文選擇的受力工況為帶剎入彎，在此基礎上分析前懸立柱的受力情況，如表2所示。
表2 前懸零件受力及參數表
2.1 制動卡鉗安裝座受力計算
圖1 卡鉗安裝座受力簡圖
圖1為卡鉗安裝座受力簡圖，在沖擊因數為1的情況下，由受力平衡可得
2.2 軸承座受力計算
圖2 Z軸方向上軸承座受力簡圖
圖3 X軸方向上軸承座受力簡圖
圖2和圖3為軸承的受力簡圖，根據受力平衡條件計算可得
3 懸架立柱優化
Altair Inspire內部搭載了功能強大的Altair OptiStruct求解器，是一個經過工業驗證的線性和非線性靜力學及振動力學求解器，已廣泛應用于工業結構設計及優化設計領域如基于應力、疲勞的優化等。一般來說優化設計主要包括優化目標、工況條件及約束條件3個要素，優化目標不同對應的數學模型也不同。利用Altair Inspire軟件進行仿真驅動設計分為以下幾個步驟：①草繪或輸入模型；②簡化零件；③設置相應的材料和載荷；④產生理想的形狀；⑤確認性能；⑥將概念設計輸出為CAD幾何模型。拓撲結構優化的基本原理是基于有限元分析的最小勢能原理，即對于一個特定的載荷和邊界條件，通過在結構中去除不必要的材料，最大限度地減少其勢能，并使結構保持足夠的剛度和強度。本研究以懸架立柱的靜力學剛度最大化為目標，以設計空間體積分數為約束條件，其優化原理的數學語言如下[20]
F=KU,0<xmin≤xi≤xmax≤1,(i=1,2，…，N)(2）式中：X為設計變量，Ω為設計變量的集合，C為柔度，U為結構位移，K為剛度矩陣，F為載荷矩陣，V(x）為體積約束函數，V*為體積限制分數值，i為單元變量，xmin為設計變量下限值，xmax為設計變量上限值。
展開 MotionView 汽車懸架剛柔耦合分析
MotionSolve生成柔性體：
其他MBD軟件生成柔性體：
1、SIMPACK：PARAM, SIMPACK
2、RecurDyn：PARAM,RFIOUT,YES
3、Virtual Lab：PARAM,LMSOUT
4、ROMAX：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
模態綜合法：
兩種方法：
1、C-B法：固定界面模態綜合法
2、C-C法：自由界面模態綜合法
柔性體縮減技術：
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Adams Car懸架模態頻率分析步驟
Adams Car懸架模態頻率分析步驟.pdf
基于abaqus懸架橡膠緩沖塊有限元分析 ￥15
關于懸架橡膠的分析推薦《汽車懸架與橡膠彈性元件理論及設計》趙振東，本書對橡膠分析很有幫助。以下文章作為橡膠有限元分析入門參考,適合初學者,大神請繞道。
本文主要內容:
一、后緩沖塊結構尺寸介紹
二、確認橡膠本構模型參數C10，C01
三、hypermesh橡膠緩沖塊網格劃分3、abaqus橡膠有限元分析step by step
（1）材料屬性賦予
（2）零部件裝配
（3）建立載荷步
（4）接觸設置
（5）建立邊界條件
（6）建立job求解
四、后處理-繪制橡膠緩沖塊軸向負荷-變形曲線
后緩沖塊有限元模型介紹。
一、后橡膠緩沖塊結構尺寸介紹
緩沖塊能夠限制懸架最大變形量的裝置。它減輕車軸對車架(或車身)的直接沖撞，防止彈性元件產生過大的變形。緩沖塊由橡膠塊、鋼板、螺栓組成。
簡化橡膠緩沖塊尺寸參數如下
二、確認橡膠本構模型參數C10，C01
多數橡膠材料是不可壓縮的，在橡膠工業中，常采用Mooney-Rivlin經驗公式，已橡膠材料硬度表示橡膠彈性，橡膠硬度（HA）用邵爾A型硬度計測出，通過經驗公式得到橡膠的剪切模量（G，MPa）、彈性模量（E,MPa）和兩個常數C10，C01 。
本次假設通過硬度計測出橡膠硬度為70度。計算得到E=5.84MPa，C10=0.78，C01=0.19。
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