懸架載荷分析的案例
ADAMS平衡懸架載荷分析
商用車(chē)平衡懸架主要結(jié)構(gòu)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(shí)，輪胎能時(shí)刻接地。因?yàn)槠胶?em>懸架的平衡桿多為等長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，因此中、后橋的垂向載荷能時(shí)刻相等。
Adams中提供了_MDI_TASA_TESTRIGS懸架試驗(yàn)臺(tái)，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(jì)算與仿真分析：
垂向工況下，垂向力主要作用于板簧和車(chē)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(jù)力矩平衡，可以計(jì)算得到推力桿與車(chē)橋連接處b載荷。理論計(jì)算與仿真值相當(dāng)。
通過(guò)理論計(jì)算與仿真間接驗(yàn)證了模型的可信度。
注意點(diǎn)：在搭建模型時(shí)，硬點(diǎn)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(dǎo)致；上下推力桿到輪心的位置要與實(shí)際一致，否則縱向工況下，計(jì)算與仿真得到的載荷誤差較大大。
來(lái)源：有限元探索
展開(kāi) 基于多體動(dòng)力學(xué)的懸架零部件載荷分析
2.模型的驗(yàn)證
模型通過(guò)調(diào)試和優(yōu)化后，仿真結(jié)果與臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比情況如下表所示：
表1 仿真與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果
平行輪跳對(duì)比圖如下：
圖2 懸架剛度
圖3 車(chē)輪跳動(dòng)轉(zhuǎn)向梯度
圖4 車(chē)輪跳動(dòng)外傾梯度
圖5 車(chē)輪跳動(dòng)輪心縱向位移梯度
圖6 車(chē)輪跳動(dòng)輪心側(cè)向位移梯度
同向側(cè)向力作用對(duì)比圖如下：
圖7 懸架側(cè)向柔度
圖8 變形轉(zhuǎn)向系數(shù)
圖9 變形外傾系數(shù)
同向縱向制動(dòng)力作用對(duì)比圖如下：
圖10 懸架縱向柔度
圖11 變形轉(zhuǎn)向系數(shù)
圖12 變形外傾系數(shù)
回正力矩作用對(duì)比圖如下：
圖13 變形轉(zhuǎn)向系數(shù)
從對(duì)比數(shù)據(jù)及對(duì)比圖可以看出，仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，故該模型能夠用于預(yù)測(cè)各種工況下前懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能。
3.各種典型工況下的靜力分析
對(duì)汽車(chē)在實(shí)際使用中最常見(jiàn)的典型工況前懸架進(jìn)行靜力分析是研究前懸架零部件載荷的基礎(chǔ)。本文將選擇最大垂直力工況、最大制動(dòng)力工況和最大側(cè)向力工況來(lái)進(jìn)行靜力分析，整車(chē)參數(shù)如下表所示：
表2 整車(chē)部分參數(shù)
3.1 最大垂直力工況
汽車(chē)滿載靜止于水平地面時(shí)前懸兩側(cè)車(chē)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(chē)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(dòng)力工況
圖14 制動(dòng)工況受力圖
汽車(chē)在水平路面上制動(dòng)時(shí)，受到一個(gè)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(dòng)加速度g。
展開(kāi) 懸架件的載荷分解
懸架件的載荷分解一般不會(huì)去迭代，因?yàn)榈玫降腪向位移，用來(lái)驅(qū)動(dòng)多體模型時(shí)，會(huì)丟失一部分的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，這一點(diǎn)可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單模型看出來(lái)。M2相當(dāng)于懸架，m1等于車(chē)身。如果是六分力直接驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)響應(yīng)會(huì)有兩個(gè)峰值，如果用位移驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)只有一個(gè)峰值，因?yàn)閙2被約束了。
基于ADAMS的汽車(chē)懸架靜態(tài)工作載荷提取
汽車(chē)懸架靜態(tài)工作載荷提取是車(chē)輛底盤(pán)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文梳理在ADAMS中進(jìn)行懸架靜態(tài)載荷提取的主要方法、流程以及一些實(shí)用技巧。
基于ADAMS/CAR懸架硬點(diǎn)靜態(tài)載荷提取的方法 ￥5
image_process=/format,webp/resize,w_44" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/6e9af5098524462fad41fb6d3a790f4a.jpg">
</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(jì)算各種工況是懸架受力并在adams中進(jìn)行仿真計(jì)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(shí)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(kāi) Adams 對(duì)復(fù)合懸架的分析
商用車(chē)的懸架類(lèi)型較少，復(fù)合懸架（鋼板+空氣彈簧）便是比較復(fù)雜的一款。
Adams可以建立并分析此類(lèi)懸架的 垂向剛度，側(cè)傾剛度等，協(xié)助設(shè)計(jì)。
建模時(shí)候輸入?yún)?shù)盡量準(zhǔn)確（板簧與車(chē)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(chē)懸架有限元分析
考慮到模型是個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，為降低計(jì)算難度，我們采用了二分之一的模型來(lái)進(jìn)行有限元分析。
有限元模型、連接關(guān)系、邊界及載荷的構(gòu)建
根據(jù)實(shí)際工況運(yùn)轉(zhuǎn)情況構(gòu)建有限元模型如下：
建模難點(diǎn)-減震器
在進(jìn)行減震器建模前，應(yīng)先了解其基本運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，再考慮其有限元模型的構(gòu)建；減震器中，主要起作用的有三方面：一是底部氣動(dòng)活塞裝置，通過(guò)壓縮氣體進(jìn)行減震；二是頂部的彈簧裝置，通過(guò)壓縮，拉伸彈簧減震；三是頂部橡膠件，通過(guò)壓縮、拉伸橡膠減震；這三方面分別通過(guò)Connector及彈簧連接進(jìn)行簡(jiǎn)化，具體操作如下：
1.氣動(dòng)裝置簡(jiǎn)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(chuàng)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(zhuǎn)）—圖2 所示
圖二
在靜力分析過(guò)程中，考慮到球面接觸在計(jì)算中比較難收斂的情況下，我們將球面接觸簡(jiǎn)化，通過(guò)connector建立球接關(guān)系。
創(chuàng)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(zhuǎn)）——鉸接
彈簧單元與Connector總結(jié)
1.Abaqus中彈簧單元是實(shí)體彈簧的一種簡(jiǎn)化形式，通過(guò)建立彈簧單元來(lái)等效實(shí)體彈簧，這樣做的好處就在于abaqus隱式計(jì)算當(dāng)中能夠減少?gòu)椈山佑|問(wèn)題，有效地解決計(jì)算收斂性問(wèn)題。
2.Connector也是abaqus中對(duì)部件的簡(jiǎn)化形式，在此汽車(chē)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(duì)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(kāi) 載重汽車(chē)平衡懸架特性分析
載重汽車(chē)平衡懸架特性分析
載重汽車(chē)平衡懸架的特性分析.part1.rar
載重汽車(chē)平衡懸架的特性分析.part2.rar
汽車(chē)懸架振動(dòng)分析資料
汽車(chē)懸架振動(dòng)分析資料
汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化及數(shù)學(xué)模型的建立.pdf
汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的研究.pdf
懸架靈敏度分析及參數(shù)點(diǎn)優(yōu)化 ￥25
本文以弗遜懸架系統(tǒng)為例，優(yōu)化懸架的前束，外傾角，非常詳細(xì)介紹例采用Adams/car insight對(duì)硬點(diǎn)坐標(biāo)的調(diào)整進(jìn)行優(yōu)化的整個(gè)過(guò)程
Adams Car懸架模態(tài)頻率分析步驟
Adams Car懸架模態(tài)頻率分析步驟.pdf
MotionView 汽車(chē)懸架剛?cè)狁詈?em>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(tài)綜合法：
兩種方法：
1、C-B法：固定界面模態(tài)綜合法
2、C-C法：自由界面模態(tài)綜合法
柔性體縮減技術(shù)：
PS:記得關(guān)注并點(diǎn)贊哦，^_^
基于Inspire的FSCC賽車(chē)懸架立柱優(yōu)化設(shè)計(jì)及CAE分析
基于Altair Inspire的優(yōu)化機(jī)理，本研究的懸架立柱優(yōu)化原則和思路如下。①降低主銷(xiāo)偏移距：由于選用的賽車(chē)車(chē)輪的偏心距較小，因此在設(shè)計(jì)前立柱時(shí)，需盡量使上、下臂與立柱的鉸接點(diǎn)在不與其他零件發(fā)生干涉的前提下盡量靠近車(chē)輪中心線，以減小轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)偏移距和轉(zhuǎn)向所需要的力矩；②采用輕質(zhì)材料降低質(zhì)量：選用鈦合金，以減小立柱的整體質(zhì)量；③由于幾何空間干涉原因，在保證轉(zhuǎn)向推桿安裝位置的前提下，沒(méi)有多余的空間安裝支耳連接立柱和轉(zhuǎn)向推桿，因此只對(duì)懸架立柱支耳和立柱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
圖4 未優(yōu)化前懸架立柱的有限元分析
首先對(duì)未優(yōu)化前的懸架立柱進(jìn)行了CAE分析，如圖4所示。按照前述受力計(jì)算結(jié)果，分別在相應(yīng)位置施加載荷，如圖4(a）所示。由于懸架立柱上下兩部分的受力情況與形狀特征不同，所以將其分解成上下兩部分，并采用不對(duì)稱(chēng)的方式，如圖4(b）所示。設(shè)置其分析網(wǎng)格尺寸大小為1.5 mm，并選用TC4鈦合金材料，其楊氏模量為116.5 GPa，屈服強(qiáng)度1 029 MPa。利用Inspire軟件得到有限元模擬結(jié)果，如圖4(c）～圖4(e）所示。前立柱的最大應(yīng)力值為210 MPa，最大應(yīng)變值為0.002，但考慮到進(jìn)一步提升整個(gè)FSC賽車(chē)的性能，需對(duì)懸架立柱進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，以期達(dá)到減重的目的。
在Inspire的優(yōu)化模塊中選擇拓?fù)鋬?yōu)化，以支架的剛度最大化為設(shè)計(jì)目標(biāo)，以設(shè)計(jì)空間的總體積為設(shè)計(jì)變量，以無(wú)頻率約束、最小厚度為4.5 mm、滑動(dòng)接觸為約束條件，質(zhì)量目標(biāo)為設(shè)計(jì)空間的20%。在Inspire軟件中，厚度約束指的是優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的最小厚度，其值越小優(yōu)化精度越高，但所需時(shí)間也越久。此外，厚度約束值與后臺(tái)的網(wǎng)格數(shù)量密切相關(guān)，厚度約束值越小則后臺(tái)生成的網(wǎng)格數(shù)量也越多。Inspire軟件默認(rèn)后臺(tái)網(wǎng)格尺寸大小為厚度約束的1/3。在得到優(yōu)化結(jié)果后，對(duì)該結(jié)果進(jìn)行了分析驗(yàn)證，如圖5所示。
展開(kāi) 汽車(chē)底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)分析
1.底盤(pán)懸架概述
底盤(pán)懸架是彈性連接車(chē)輪和承載系統(tǒng)的裝置，其作用不僅有衰減振動(dòng)、傳遞載荷，還有緩和沖擊，另外，對(duì)處于行駛狀態(tài)的汽車(chē)而言，底盤(pán)懸架往往可用來(lái)調(diào)節(jié)車(chē)身位置，避免安全事故出現(xiàn)。
現(xiàn)將其核心功能概括如下：①向車(chē)架傳遞車(chē)輪受路面作用所產(chǎn)生應(yīng)力，如支承力、制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向反力，當(dāng)然，上述應(yīng)力帶來(lái)的力矩同樣經(jīng)由底盤(pán)懸架向車(chē)架進(jìn)行傳遞，這點(diǎn)易被忽視；②緩沖并吸收不平路面給行駛中汽車(chē)帶來(lái)的沖擊、振動(dòng)，為車(chē)載貨物的安全性提供保證，乘坐體驗(yàn)也會(huì)得到一定程度優(yōu)化；③確保車(chē)輪和車(chē)身的關(guān)系始終滿足動(dòng)態(tài)幾何特征，具體來(lái)說(shuō)，就是車(chē)輪按照特定規(guī)律跳動(dòng)，車(chē)身自然可以按照預(yù)期軌跡運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有汽車(chē)的底盤(pán)懸架，以非獨(dú)立懸架較為常見(jiàn)，該懸架主要分為兩部分，由穩(wěn)定桿、減振器等部件組成的前懸架以及由緩沖塊、平衡軸等部件構(gòu)成的后懸架，其中，后懸架結(jié)構(gòu)以平衡結(jié)構(gòu)為主。
2.輕量化設(shè)計(jì)探究
2.1 優(yōu)化策略
要想使底盤(pán)懸梁達(dá)到輕量化設(shè)計(jì)所提出的要求，有關(guān)人員應(yīng)著重考慮結(jié)構(gòu)、工藝及材料的優(yōu)化，以下將逐一對(duì)其進(jìn)行介紹，希望能夠給人以啟發(fā)。
2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
對(duì)于底盤(pán)懸架而言，結(jié)構(gòu)優(yōu)化既能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)目標(biāo)，又可使零件質(zhì)量與成本處于平衡狀態(tài)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透到各行各業(yè)的當(dāng)下，利用計(jì)算機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)和優(yōu)化成為大勢(shì)所趨。隨著尺寸優(yōu)化及形狀優(yōu)化手段被引入，汽車(chē)業(yè)可在成本維持不變的前提下，盡量降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量。經(jīng)由CAE 確定材料密度分布優(yōu)化方向，得出符合扭力梁主體需求的方案，通過(guò)對(duì)尺寸加以優(yōu)化，掌握結(jié)構(gòu)、管梁厚度的最佳參數(shù)，可使汽車(chē)質(zhì)量顯著降低，這也是輕量化設(shè)計(jì)被提出的初衷。
展開(kāi) 汽車(chē)懸架彈簧等我模態(tài)分析求助
我做的彈簧模態(tài)分析，在彈簧下端圈采用固定約束，材料屬性已經(jīng)設(shè)定好，然后得到的頻率結(jié)果前六階有幾階比較相近，想知道是我的模型有問(wèn)題嗎，實(shí)體模型沒(méi)問(wèn)題，網(wǎng)格是用hypermesh劃的
