汽车钢板弹簧多柔体建模及仿真研究

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第2 2卷第 4期VO . . I 22 NO 4

湖北工业大学学

报

20 0 7年 O月 8Au .2 7 g 00

J u n l fHu e ie st fT c n lg o r a b iUn v r iy o e h oo y o

[文章编号]10—4 8 (0 7 0—0 50 0 3 6 4 20 )40 3—2

汽车钢板弹簧多柔体建模及仿真研究郑银环，张仲甫(汉理工大学机电工程学院，湖北武汉 40 7 )武 3 0 0

[摘要]根据钢板弹簧的结构及受载特点，多柔体系统动力学理论为基础，用 ANS S和 A AMS建立以利 Y D了钢板弹簧的多柔体模型，对其特性进行了仿真研究 .并

[键词]钢板弹簧；多柔体系统；有限元；算机仿真；动力学建模关计

[中图分类号]U4 3 3 6 .

[文献标识码]A

描述接触问题的简单方法不考虑物体的变形， 采用刚体接触模型；复杂方法视物体为变形体，用采弹性接触模型，有限元法或边界元法计算.用这两种

3对柔性体进行设置， )如修改柔性体的阻尼率，

选择用于仿真计算的模态以减少仿真时间等； 4对模型进行仿真， )观察仿真结果 .

方法各有长短：多体动力学方法计算效率高，精度但不及有限元法；限元法计算精度高，计算费有但时[]钢板弹簧是汽车悬架系统中常用的弹性元 1. 件，同时又是传递纵向、向力的传力元件，于钢侧对板弹簧这类大变形和接触非线性问题，其进行动对力学建模存在一定的难度.文献[—] 36采用多体动力学方法对钢板弹簧作了一定的研究 . 本文根据钢板弹簧的结构及受载特点，以多柔体系统动力学理论为基础，用有限元法和多体动采力学方法相结合的方法，用 ANS S和 AD利 Y AMS 建立汽车钢板弹簧的多柔体模型，其进行动特性对仿真研究，以达到解决接触问题既计算效率高又计算精度高的目的. 12多柔体模型建立 .图 1多柔体建模与仿真步骤

本文以某轻卡前钢板弹簧为例，立其多柔体建模型. ANS在 YS中建立有限元模型，建面面接触创

对，生成接触单元，定义

好各接触对的关键字和实常数图 2为该板簧的有限元模型.引.

1钢板弹簧多柔体建模图 2钢板弹黄的有限兀模型

1 1多柔体仿真步骤 .

利用 ANS YS与 AD AMS接口，系统中的柔对性体部件进行动力学建模与仿真的步骤如图 1所示：

建立外部节点选择集,

用钢板弹簧两端端部中

间的节点作为外部节点.

运行 ADA MS宏命令，生

成模态中性文件.

1首先在 ANS ) YS软件中建立柔性体部件的有限元模型并生成模态中性文件 ( mn文件) f 文件

在 A DAMS Viw中读入钢板弹簧的模态中性/ e,

引入柔性体后，钢板弹簧的柔性体模型如图 3

2把 ( mn )件输入 A ) f文 DAMS Viw中，柔/ e将性体与模型中其它零件连接起来，者将模型中已或有的该零件的刚体模型替换为柔性体模型；

所示.

、

[稿日期]2 0—0—2收 07 3 0[者简介]郑银环 (9 4 )女，湖北钟祥人，汉理工大学讲师，学博士，究方向： A C E作 17一，武工研 C D/ A .

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湖北工业大学学报

2 0年第 4期 07

Mak r 7的载荷一置曲线 . r e2位

图 3钢板弹簧的柔性体模型图 6动载时板簧模型的变形图

该钢板弹簧主片的两端采用吊耳联接方式与车架相连，中一端为固定端，一端为活动吊耳端 .其另 根据钢板弹簧在汽车上的实际安装方式，照板簧参特性的试验方法，对钢板弹簧多柔体模型施加约束和载荷时，首先要在板簧两端和末片中部各建立一个哑物体， 3个哑物体均与板簧柔性体固接在一这起；在板簧活动端定义一个刚体，刚体相当于吊耳该的作用；创建一个固定物体，以与板簧系统联并用接.在钢板弹簧的固定端用转动副把该端的哑物体与固定物体联接在一起，活动端也用转动副把此在端的哑物体与吊耳、吊耳与固定物体联系起来 .载荷图 7载荷一置曲线位Z\

根据载荷一位置曲线可以计算板簧的变形量及口] ] ] ]

相应的载荷大小，以通过仿真结果，比较清楚了所能 解钢板弹

簧的特性情况 .这样在样品试制出来以前， 就可较准确地模拟板簧特性的台架试验，在设计阶段就可预测其力学性能，方便地进行设计修改.

施加在板簧末片中部的哑物体上，向向上.方钢板弹簧的柔性体仿真模型如图 4所示 .

[参考文献] 彼得 伯哈特，艾胡图 4钢板弹簧多柔体仿真模型

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洪嘉振.算多体系统动力学[ .京：等教育出计 M]北高版社，99 1O 1 2 19:3一 5 .

2仿真计算 对钢板弹簧柔性体设置好后即可进行仿真，仿真分两种情况进行： 1预加载荷 F为 10 0N; ) 0 2预加载荷 F为在 0 0范围内变化的 )~12 0N交变力，激励频率厂一0 5Hz . .

张越今，宋

健，迪华 .板式钢板弹簧悬架变刚度管滑

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王其东，锡邦，剑伟， .车钢板弹簧多体动力学方卢等汽建模及动特性仿真研究 E]合肥工业大学学报 ( J.自然科学版 ) 1 9,2 6: 5 9,9 9 2 ( ) 3—3 .H ae H eg l- i hwa , u r y C, ugls S, t a. M …… 此处隐藏：2929字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……