懸掛分析的案例
基于Adams的鋼絲繩懸掛小球彈性碰撞分析
本文通過Adams建立鋼絲繩懸掛小球模型進行碰撞模擬，其中：
1、將鋼絲繩離散為多段圓柱形剛體，不同剛體之間力的傳遞采用軸套力（Bushing）模擬；
2、兩個小球之間的碰撞力采用接觸（contact）進行模擬。
00
分析流程
Adams
一、 前處理
1.1 幾何模型構建
1.2 材料定義
1.3 動力學系統構建
二、 求解
2.1 載荷邊界條件
2.2 位移邊界條件
2.3 求解設定
三、 后處理
3.1 仿真動畫
3.2 結果曲線
01
1、前處理
Adams
1.1 幾何模型的構建
打開AdamsView，新建文件，定義文件名為xiaoqiu，導入模型并設定單位制為MMKS，鋼絲繩采用離散的多段剛體進行等效，如圖1所示。
展開 運用頻響函數分析機車車輛二系懸掛的減振性能
提出了頻率響應函數估計的試驗研究方法,并以構架振動為輸入、車體響應為輸出來研究車輛的二系懸掛減振性能。分析表明,SW—160型轉向架的二系懸掛在015Hz和117Hz附近有較高的橫向傳遞率,而209HS型轉向架在118Hz附近的垂向傳遞率比SW—160型轉向架高。運用SPAMP方法找到了SW—160型轉向架橫向傳遞率較高的原因,據此調整了二系懸掛,重新進行了在線測試和試驗分析。構架至車體響應的頻響函數估計表明,調整二系懸掛后,SW—160型轉向架在015Hz和117Hz處的橫向傳遞得到了有效的控制,橫向減振性能顯著提高
運用頻響函數分析機車車輛二系懸掛的減振性能.pdf
展開 adams在汽車上的應用論文系列之二
學習時收集的資料
ADAMS在集裝箱跨運車轉向系統中的應用.pdf
ADAMS在汽車操縱穩定性中的應用研究.pdf
ADAMS在汽車車輪側滑分析中的應用研究.pdf
AutoCAD和有限元軟件的聯合建模及計算.pdf
BJ1027A皮卡扭桿式獨立懸掛運動分析.pdf
MSC Adams在整車制動分析中的應用.pdf
復雜機械的虛擬樣機技術.pdf
汽車NVH及安全控制國家重點實驗室的計算利器---高速計算設備硬件配置推薦
2) 振動控制：研究汽車振動的產生機理、傳播路徑和控制方法，包括車身振動、懸掛系統振動、發動機振動等。
3) 剛度控制：研究汽車剛度對噪聲、振動和安全性能的影響，包括車身剛度、懸掛系統剛度、轉向系統剛度等。
4) 安全控制：研究汽車安全性能和安全控制系統，包括碰撞安全性能評估、制動控制系統、穩定性控制系統等。
在研究過程中，汽車NVH及安全控制國家重點實驗室可能使用多種軟件工具，其中一些常見的軟件包括：
1) LMS Virtual.Lab：用于噪聲、振動和剛度分析的有限元分析軟件。
2) MATLAB/Simulink：用于系統建模、信號處理和控制算法設計的工具。
3) Adams/Car：用于車輛動力學和懸掛系統分析的多體動力學仿真軟件。
4) ANSYS：用于結構和聲學分析的有限元分析軟件。
5) AVL EXCITE：用于發動機和車輛振動分析的仿真軟件。
具體使用的軟件工具取決于研究項目的具體需求和實驗室的偏好，可以根據具體的研究內容來選擇合適的軟件工具。
LMS Virtual.Lab計算特點
LMS Virtual.Lab是一種噪聲、振動和剛度分析的有限元分析軟件，它提供了多種算法和工具用于進行車輛和機械系統的仿真和分析。
關于LMS Virtual.Lab的計算特點和要求，以下是一般性的描述，具體要求可能會根據軟件版本和使用環境有所不同：
1) 計算方式：LMS Virtual.Lab通常是基于CPU進行計算，可以利用多核心進行并行計算。
2) 顯卡圖形要求：LMS Virtual.Lab對顯卡圖形并沒有特定要求，因為它主要用于有限元分析而不涉及實時圖形渲染。
3) 內存容量要求：對于較大規模的模型和復雜分析，較大的內存容量可以提高計算效率和處理更大的數據集。具體要求取決于模型的大小和復雜性。
展開 
電動汽車設計中的CAE仿真技術應用
來源于燈泡的入射輻射
內外表面的燈體溫度分布
車燈結露過程（藍色為結露區）
9.其他零部件及子系統
輪胎承壓分析
汽車懸掛剛分析
整車碰撞性能分析
尺寸公差分析軟件3DCS在汽車底盤上的應用
圖為某汽車廠使用3DCS幫助分析底盤懸掛的四輪定位參數。
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電動汽車設計中的CAE仿真技術應用
來源于燈泡的入射輻射
內外表面的燈體溫度分布
車燈結露過程（藍色為結露區）
9.其它零部件及子系統
輪胎承壓分析
汽車懸掛剛分析
整車碰撞性能分析
電動汽車設計中的CAE仿真技術應用
來源于燈泡的入射輻射
內外表面的燈體溫度分布
車燈結露過程（藍色為結露區）
9.其它零部件及子系統
輪胎承壓分析
汽車懸掛剛分析
整車碰撞性能分析
展開 通用疲勞耐久性分析模塊fe-safe?對疲勞的幫助
通用疲勞耐久性分析模塊fe-safe?對疲勞的幫助
工業行業給制造商施加越來越大的壓力，要求其使用更少的材料，提供輕量級但更強勁的組件，降低維護成本和召回成本，用更少的時間。
許多公司使用先進的有限元分析計算設計壓力，但疲勞分析往往仍然通過電子表格分析方式，人工采集的應力。由于非常容易錯過失效位置，這種方式耗時和不可靠的。實驗室中針對原型機的結構組件疲勞測試亦非常的耗時。如果原型機過早失效，則一種昂貴的、設計-測試-再設計的開放式循環是必要的。項目時間節點和交付就會延遲。
采用fe-safe作為用戶設計過程的集成組件，可以使用戶具備：
●
優化設計，采用更少的材料；
●
減少產品召回和保修成本；
●
優化和驗證設計和測試項目；
●
在單一用戶界面，提高相關性測試和分析；
●
減少原型樣機測試時間；
●
縮短分析時間，從而減少人工時間；
●
增加用戶信心，用戶產品設計一次性通過測試時間表。
fe-safe 幫助用戶解決一下問題：
（1）結構組件的疲勞壽命；
（2）裂紋擴展與否；
（3）材料的優化，哪些材料可以保留，哪些額外的材料需要添加；
（4）設計的可靠性；
（5）哪些載荷引起疲勞損傷；
（6）導致疲勞裂紋的原因是什么？
fe-safe在交通工具、石油管道、車輛工程、能源、重型機械等各工業行業都有相關的應用，相關案例如：
1、某樣機后縱臂鏈接焊點的疲勞分析
2、管道架懸掛組件的疲勞分析
3、柴油機活塞的疲勞裂紋
4、某型增壓器扭轉隔離器彈簧的疲勞分析
展開 汽車底盤系統的解決方案
（1）前后橋塑性變形
通常的有限元分析程序，都是以分析部件或子系統為主。比如汽車的前橋和后橋都是單獨進行分析。這樣，不容易確定子系統的載荷和邊界條件。需要使用者做大量的假設，才能進行分析。
而Abaqus把各個需要分析的部件或子系統作為一個整體進行分析，對整體直接施加外部載荷和邊界條件，這樣使得沒有經驗的用戶可以根據實際的情況進行分析，降低了對用戶的要求。并且，同時對一個模型可以進行靜力和動力分析，得到結構的重要參數，為改進設計提供依據。
（2）車架多工況分析
汽車的實際工作狀況非常復雜，多達幾十種到幾百種，如果對每一種工作狀況都進行獨立的分析，求解的時間與效率都非常低。利用多工況分析，可以在一次分析中，將所有的工作狀況全部求解。這樣，既可以節省分析時間、縮短研發時間，又可以提高工作效率。
（3）底盤耐久振動分析
進行整車耐久實驗往往需要大量的時間和人力投入，Abaqus可對整個底盤或車輛進行虛擬振動實驗模擬。使用Abaqus提供的插件，可以很方便的對激勵部分進行建模和加載。
（4）鋼板彈簧強度分析
鋼板彈簧作為汽車懸架系統用的很多的彈性元件，其用來承受并傳遞垂直載荷緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。在板簧的機構的運動過程中，在副簧與副簧支架接觸以后，彈簧剛度會隨之變大，Abaqus可以很好分析鋼板彈簧在整個運動過程中的剛度變化。
（5）懸架系統安裝過程分析
懸架是汽車中重要的減震系統。懸架的設計直接影響到整車的舒適性。懸架的安裝過程，也是設計分析的重點。Abauqs可以按照安裝順序，分析預應力狀態的各種懸架系統，為整車的設計提供合理的設計參數。
（6）中立作用下的靜態平衡
分析整車在重力作用下的靜態平衡，分析懸掛部件和輪胎應力，為碰撞計算做準備。
展開 基于HyperMesh的某商用車白車身模態研究
3.3 結果對比
試驗結果與仿真結果對比見表 3，結果表明，有限元分析的頻率與除第一階次外的試驗結果頻率吻合度較高，各階整體主要模態的頻率誤差在5%以內，說明有限元模型比較準確，計算結果可信，仿真結果能夠很好地反映實際結構的振動特性[9]。
汽車行駛中，國內一般公路上路面激勵 1～3 Hz，車輪不平衡激勵低于 11 Hz，傳動軸激勵高于 40 Hz，發動機怠速二階不平衡激勵 26.7±1.67 Hz[10]。
從以上分析可以看出，白車身主要的激勵來自發動機的振動，研究汽車的動態特性，能有效地分析其舒適性和疲勞壽命。設計汽車時，車身的固有頻率必須要有效地避開其激勵頻率，防止發生共振。汽車正常行駛時，發動機的激勵頻率遠高于汽車的整體模態頻率，不會引起共振問題。怠速條件下，白車身整體模態頻率與二階不平衡激勵頻率相差較遠，容易引起整車共振可能性較小。
4 結論
利用有限元分析方法，得到白車身整體模態的固有頻率及振型，并通過試驗驗證了有限元模型的準確性，此白車身整體模態頻率與二階不平衡激勵頻率相差較遠，引起整車共振可能性較小，預估整車舒適性及車身疲勞壽命滿足要求。與此同時，須進行整車振動傳函及噪聲傳函等分析，考察車輛的動態響應特性。通過仿真手段評估結構特性，可節省開發試驗費用、縮短開發周期，為設計提供理論依據。
參考文獻
[1] 王林龍,陸靜,宋萬龍,等.基于平均驅動自由度位移法的某車型排氣系統吊鉤位置設計[J].科學技術與工程,2018,18(8):312-316.
[2] 趙一凡.基于拓撲優化的某商用車駕駛室輕量化設計[D].南京:南京理工大學,2021.
[3] 王海龍.某型汽車排氣系統模態分析和懸掛位置的優化[D].成都:西南交通大學,2015.
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Fe-safe軟件功能介紹
采用fe-safe作為用戶設計過程的集成組件，可以使用戶具備：
l 優化設計，采用更少的材料；
l 減少產品召回和保修成本；
l 優化和驗證設計和測試項目；
l 在單一用戶界面，提高相關性測試和分析；
l 減少原型樣機測試時間；
l 縮短分析時間，從而減少人工時間；
l 增加用戶信心，用戶產品設計一次性通過測試時間表。
fe-safe幫助用戶解決一下問題：
（1）結構組件的疲勞壽命；
（2）裂紋擴展與否；
（3）材料的優化，哪些材料可以保留，哪些額外的材料需要添加；
（4）設計的可靠性；
（5）哪些載荷引起疲勞損傷；
（6）導致疲勞裂紋的原因是什么？
fe-safe在交通工具、石油管道、車輛工程、能源、重型機械等各工業行業都有相關的應用，相關案例如：
1、某樣機后縱臂鏈接焊點的疲勞分析
2、管道架懸掛組件的疲勞分析
3、柴油機活塞的疲勞裂紋
4、某型增壓器扭轉隔離器彈簧的疲勞分析
2.SIMULIA Fe-safe/Composites（復合材料疲勞分析包）
是用來評估復合材料疲勞分析的軟件包。簡單的負載狀態導致單個復合成分的復雜行為，使得預測復合材料的疲勞壽命具有非常大的挑戰性。此外，頻率和加載歷史影響的處理只能采用基于物理理論方法。SIMULIA Fe-safe/Composites通過結合Multicontinuum理論和運動學理論滿足這些挑戰，在復合材料結構疲勞壽命預測方面有強大的能力。
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