ADAMS-CAR不同輪胎模型的整車平順性分析實(shí)例(共51頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上ADAMS/CAR不同輪胎模型的整車平順性分析實(shí)例在相同條件下，對使用不同輪胎模型的整車模型進(jìn)行平順性仿真。仿真結(jié)束后，在后處理模塊獲得汽車底盤質(zhì)心處 x 、 y 、z 三個軸向的加速度曲線。為了確定路面引起汽車振動所在的頻率范圍，還需獲取相應(yīng)的加速度功率譜密度。最后，求加速度加權(quán)均方根值，評價振動對人體的影響。目 錄專心-專注-專業(yè)第一章、參考資料在ADAMS虛擬樣機(jī)仿真軟件中按照實(shí)際使用情況可將輪胎模型分為操作性分析輪胎模型、耐久性分析即3D接觸分析輪胎模型以及摩托車用輪胎模型三大類。由于本文中主要研究的是輪胎與路面間垂直力所引起的沖擊振動情況，故應(yīng)選用操縱性分析

2、輪胎模型，其使用的是point follower的方式來計(jì)算輪胎由于路面不平激勵所引起的垂直力。在操縱性分析輪胎模型組中提供了MF-tyre、Pacejka 89、Pacejka 94、PAC2002、Fiala、5.2.1以及UA等輪胎模型，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。通過修改軟件自帶的輪胎模型文件來生成輪胎模型能夠保證車輛仿真要求的一致性，從而保證仿真結(jié)果的可靠性。第二章、建模說明一、生成5.2.1前輪胎模型為建立輪胎模型，需先將acar共享文件中需要的輪胎數(shù)據(jù)復(fù)制到個人文件夾，本文進(jìn)行汽車平順性分析，適用于平順性分析的輪胎模型有MF-tyre、Pacejka 89、Pacej

3、ka 94、PAC2002、Fiala、5.2.1以及UA等輪胎模型，本文選取4種類型：521_equation、mdi_fiala01、mdi_pac94、uat。將這4種輪胎數(shù)據(jù)從共享文件夾復(fù)制到個人文件夾，如圖：啟動Adams/Car，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)界面。依次點(diǎn)擊下圖新建子系統(tǒng)，在彈出的對話框中輸入下圖，minor role選擇front，表示建立前輪胎子系統(tǒng)，建立后輪胎時選擇rear在template name 欄點(diǎn)擊右鍵，選擇共享文件夾中的操縱性輪胎模板，handling_tire.tpl點(diǎn)擊ok，出現(xiàn)輪胎模型，在左側(cè)模型樹中右擊whr_wheel或者whl_wheel，選擇modify，

4、彈出對話框，對話框右擊property file，選search>private/tires.tbl，選擇個人文件夾下復(fù)制好的521_equation.tir，輪胎模型變成下圖 點(diǎn)擊下圖出現(xiàn)當(dāng)前子系統(tǒng)的信息如下查看無誤后，點(diǎn)擊保存，保存到個人文件夾二、生成5.2.1后輪胎模型參照生成5.2.1前輪胎模型方法，在新建對話框中minor role選擇rear其余操作參考前面，最后保存，并查看信息三、生成其他三個輪胎模型采用上述方法建立其他三個數(shù)據(jù)的前后輪胎，最終模型如下1 mdi_pac94輪胎模型2 pac2002輪胎模型3 uat輪胎模型四、生成整車模型首先生成輪胎為fiala的整車模型

5、。在標(biāo)準(zhǔn)截面，點(diǎn)擊打開，打開一個共享文件夾中的整車模型，本文中打開MDI_Demo_Vehicle整車模型在TR_Front_Tires處右擊，選擇Replace項(xiàng)按下圖選擇TR_Front_Tires，在subsystem(s) to add處右擊，選擇個人文件夾選擇fiala_front_tires.sub點(diǎn)擊OK后自動替換為fiala前輪胎，按上述過程將TR_Rear_Tires輪胎替換為fiala_rear_tires.sub替換后的模型樹和模型如下另存為fiala_vehicle至此，輪胎模型為fiala的整車模型建立完成。參照上述過程生成其它輪胎模型的整車模型。第三章、仿真分析一、

6、平順性仿真概述根據(jù)GB /T4970 1996汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法，分別在B, C 級隨機(jī)路面下對不同輪胎模型的汽車進(jìn)行平順性仿真, B 級路面車速分別為60, 70, 80, 90, 100 km /h, C 級路面車速分別為30,40, 50, 60, 70 km /h. 利用ADAMS 后處理功能得到車身各軸向加速度時間歷程。在整個過程中，汽車需勻速行駛。二、隨機(jī)路面生成本文根據(jù)Adams軟件系統(tǒng)自帶的二維隨機(jī)路面，對其進(jìn)行修改，變成適合本仿真的隨機(jī)路面。路面基本參數(shù)如下：三、平順性仿真條件設(shè)置因?yàn)锳DAMS/Car中沒有專門的平順性仿真模塊，所以需編制驅(qū)動控制文件（.dcf）

7、控制汽車行駛，完成隨機(jī)路面下汽車平順性仿真試驗(yàn)。這里以汽車行駛速度為60km/h為例，說明dcf文件的設(shè)置。（1）仿真試驗(yàn)條件數(shù)據(jù)塊設(shè)置因?yàn)槠囍本€行駛，所以dcf文件中達(dá)到平衡方式采用STRAIGHT，初始速度設(shè)為60km/h（16.667m/s），初始擋位置于 5 擋。其它速度下的 dcf 文件，僅需修改初始速度和初始擋位，初始擋位設(shè)置應(yīng)與初始速度相適應(yīng)。微操縱動作時間設(shè)為 10s，命名為comfort54.dcf保存到個人文件夾下，具體設(shè)置，如圖所示。（2）平順性仿真過程微操縱數(shù)據(jù)塊平順性微操縱數(shù)據(jù)塊的具體設(shè)置，如圖 4.2 所示。轉(zhuǎn)向動作器采用轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角方式，轉(zhuǎn)向和油門都由駕駛器控制；

8、制動、擋位和離合均由開環(huán)控制，整個過程中不采用制動，其值設(shè)為 0，擋位始終置于 5 擋，其余車速下微操縱模塊的擋位設(shè)置，均與相應(yīng)速度下采用的初始擋位相同，離合器結(jié)合，其值設(shè)為 0；在駕駛器控制子數(shù)據(jù)塊中，轉(zhuǎn)向控制采用直線控制，速度由二次多項(xiàng)式（VEL_POLYNOMIAL）控制，多項(xiàng)式速度常量 VELOCITY 與試驗(yàn)條件數(shù)據(jù)塊中的初始速度相同，加速度設(shè)為 0，系數(shù)設(shè)為 0，以此保證整個過程中汽車勻速行駛。四、仿真過程打開整車模型選擇個人文件夾選擇fiala_vehicle.asy選擇整車分析路面文件選擇個人文件夾下的2d_stochastic_uneven.rdf，駕駛控制文件選擇個人文件夾

9、下的comfort54.dcf，點(diǎn)擊ok開始仿真，幾秒后完成仿真。然后按鍵盤功能鍵F8切換到后處理界面，輸出分析結(jié)果。第四章、結(jié)果分析一、概述在相同條件下，對使用不同輪胎模型的整車模型進(jìn)行平順性仿真。仿真結(jié)束后，在后處理模塊獲得汽車底盤質(zhì)心處 x 、 y 、z 三個軸向的加速度曲線。為了確定路面引起汽車振動所在的頻率范圍，還需獲取相應(yīng)的加速度功率譜密度。最后，求加速度加權(quán)均方根值，評價振動對人體的影響。本文分別將不同輪胎模型的平順性底盤質(zhì)心處 x 、 y 、z 三個軸向的加速度、加速度功率譜密度、加權(quán)加速度均方根值和總體加速度均方根值進(jìn)行對比，研究不同輪胎模型對平順性仿真的影響。加權(quán)加速度均方

10、根值與人的主觀評價的關(guān)系二、操作說明1.生成加速度曲線進(jìn)入到后處理界面，依次選擇下圖中汽車底盤質(zhì)心加速度的豎直方向加速度，點(diǎn)擊Add Curves生成底盤質(zhì)心豎直加速度曲線2.加速度功率譜密度的獲取選中要轉(zhuǎn)換的加速度曲線，使其在后處理界面中顯示，利用其中的 FFT 功能得到相應(yīng)的加速度功率譜密度。具體操作為：點(diǎn)擊 PlotFFT 進(jìn)入 FFT 設(shè)置界面。FFT 對話框的具體設(shè)置，如圖其中，X 軸為頻率，Y-Axis 選中功率譜密度 PSD；設(shè)置要轉(zhuǎn)換曲線的初始時間和結(jié)束時間，此處轉(zhuǎn)換汽車行駛?cè)繒r間內(nèi)的加速度；在 Windows Type 中，需選擇過濾器以減少由于初始或結(jié)束條件不恰當(dāng)引起的間

11、斷，因?yàn)?Welch 方法是求功率譜密度較好的方法，所以此處選擇 Welch 方法；Points 為 FFT 變換點(diǎn)的數(shù)量； Number of Segments 為總體時間劃分的段數(shù)。加速度功率譜密度曲線如下3.加權(quán)加速度均方根值的計(jì)算汽車平順性評價方法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS026311：1997(E)的規(guī)定，當(dāng)振動波形峰值系數(shù)<9(峰值系數(shù)是加權(quán)加速度時間歷程aw(t)的峰值與加權(quán)加速度均方根值a的比值)時，用基本評價方法一一加權(quán)加速度均方根值來評價機(jī)械振動對乘坐舒適性以及身體健康的影響。當(dāng)峰值系數(shù)>9時，用輔助評價方法進(jìn)行評價?；驹u價方法用基本的評價方法來評價時，首先計(jì)算各軸向加權(quán)加

12、速度的均方根值。具體有兩種計(jì)算方法。(1)對記錄的加速度時間歷程a(t)，通過相應(yīng)頻率加權(quán)函數(shù)W(f)的濾波網(wǎng)絡(luò)得到加權(quán)加速度時間歷程aw(t)，按式(51)計(jì)算加權(quán)加速度均方根值。式中，T為振動分析時間。頻率加權(quán)函數(shù)W(f)(漸近線)垂直方向按照式(5.2)計(jì)算，水平方向按照(5.3)計(jì)算，式中頻率f的單位為Hz。(2)對記錄的加速度時間歷程曲線a(t)進(jìn)行頻域分析得到加速度功率譜密度函數(shù)Ga(f)，按式(5-4)計(jì)算。然后根據(jù)表5.1中加權(quán)加速度均方根值與人的主觀評價之間的關(guān)系進(jìn)行評價。對于要求考慮三個軸向振動情況，按照式(5-5)計(jì)算三個軸向的總加權(quán)加速度均方根值。由于該計(jì)算過程比較復(fù)雜

13、，所以借助數(shù)學(xué)計(jì)算軟件MATLAB進(jìn)行加權(quán)加速度均方根值的計(jì)算。在Adams后處理界面，將上述生成的加速度功率譜密度曲線導(dǎo)出為文本文件點(diǎn)擊ok，保存到工作目錄啟動MATLAB，輸入從Adams導(dǎo)出的功率譜密度曲線數(shù)據(jù)fiala_pz在A下面將名稱改為f，B下面名稱改為p，單擊右上角的對號。在主界面輸入程序，回車，接著輸入acc_Q并回車，得到fiala輪胎模型z軸向的加權(quán)加速度均方根值az=0.0016。acc_x=f;acc_y=p;ww=zeros;acc_num=0;for i=1:length(acc_x) % 頻率加權(quán)函數(shù)（垂直方向） if acc_x(i)>=0.5 &

14、;& acc_x(i)<2 ww(i)=0.5; elseif acc_x(i)>=2 && acc_x(i)<4 ww(i)=acc_x(i)/4; elseif acc_x(i)>=4 && acc_x(i)<12.5 ww(i)=1; elseif acc_x(i)>=12.5 && acc_x(i)<80 ww(i)=12.5/acc_x(i); else ww(i)=0; end acc_num=acc_num+ww(i)2*acc_y(i)*(acc_x(2)-acc_x(1); %

15、計(jì)算加權(quán)均方根值endacc_Q=(acc_num)0.5; % 加權(quán)加速度均方根值同理，選擇longitudinal和lateral，分別生成汽車底盤質(zhì)心縱向和橫向的加速度曲線，功率譜密度曲線，及加權(quán)加速度均方根值。在求解縱向和橫向加權(quán)加速度均方根值時，更換計(jì)算程序acc_x=f;acc_y=p;ww=zeros;acc_num=0;for i=1:length(acc_x) % 頻率加權(quán)函數(shù)（水平方向） if acc_x(i)>=0.5 && acc_x(i)<2 ww(i)=1; elseif acc_x(i)>=2 && acc_x(i

16、)<80 ww(i)=2/acc_x(i); else ww(i)=0; end acc_num=acc_num+ww(i)2*acc_y(i)*(acc_x(2)-acc_x(1); % 計(jì)算加權(quán)均方根值endacc_Q=(acc_num)0.5; % 加權(quán)加速度均方根值三、同等條件下，不同輪胎模型的汽車平順性比較fiala_B_60_ax fiala_B_60_ay fiala_B_60_azfiala_B_60_pxfiala_B_60_py fiala_B_60_pz pac94_B_60_ax pac94_B_60_ay pac94_B_60_az pac94_B_60_px

17、pac94_B_60_py pac94_B_60_pz U521_B_60_ax U521_B_60_ay U521_B_60_az U521_B_60_px U521_B_60_py U521_B_60_pz ua_B_60_ax ua_B_60_ay ua_B_60_az ua_B_60_px ua_B_60_py ua_B_60_pz仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值fiala_px3.41E-05pac94_px2.85E-05U521_px3.33E-05ua_px5.47E-05fiala_py1.43E-04p

18、ac94_py2.77E-04U521_py2.76E-04ua_py2.53E-04fiala_pz0.0016pac94_pz9.53E-04U521_pz0.0016ua_pz1.80E-03a(v)0.a(v)0.a(v)0.a(v)0.由上圖和上表，可以得出如下結(jié)論1）同樣車速和路面下，不同輪胎模型的 x 、y、z軸向加速度響應(yīng)曲線趨勢基本一致，其出現(xiàn)共振峰的頻率也大體相同； 2）不同輪胎模型的x 、y、z軸向加權(quán)加速度均方根值相差不大，整體來看，pac94 模型較其它模型小。四、同等條件下，不同車速的汽車平順性比較 fiala_B_70_ax fiala_B_70_ay fiala

19、_B_70_az fiala_B_70_px fiala_B_70_py fiala_B_70_pz fiala_B_90_ax fiala_B_90_ay fiala_B_90_az fiala_B_90_px fiala_B_90_py fiala_B_90_pz仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值fiala_B_60_px3.41E-05fiala_B_70_px4.45E-05fiala_B_90_px5.19E-05fiala_B_60_py1.43E-04fiala_B_70_py1.48E-04fiala_B_90_py9.98E-05f

20、iala_B_60_pz0.0016fiala_B_70_pz1.90E-03fiala_B_90_pz1.70E-03a(v)0.a(v)0.a(v)0.由上圖和上表，可以得出如下結(jié)論1）同樣輪胎模型和路面下，不同車速的x、y、z軸向加速度響應(yīng)曲線趨勢基本一致，其出現(xiàn)共振峰的頻率也大體相同；2）不同輪胎模型的x、y軸向加權(quán)加速度均方根值相差較大，z軸向加權(quán)加速度均方根值相差不大，整體來看，60km/h車速下，總加權(quán)加速度均方根值最小。五、同等條件下，不同路面的汽車平順性比較 fiala_C_60_ax fiala_C_60_ay fiala_C_60_az fiala_C_60_px fia

21、la_C_60_py fiala_C_60_pz pac94_C_60_ax pac94_C_60_ay pac94_C_60_az pac94_C_60_px pac94_C_60_py pac94_C_60_pz U521_C_60_ax U521_C_60_ay U521_C_60_az U521_C_60_px U521_C_60_py U521_C_60_pz ua_C_60_ax ua_C_60_ay ua_C_60_az ua_C_60_px ua_C_60_py ua_C_60_pzfiala_D_60_ax fiala_D_60_ay fiala_D_60_az fiala_

22、D_60_px fiala_D_60_py fiala_D_60_pz pac94_D_60_ax pac94_D_60_ay pac94_D_60_az pac94_D_60_px pac94_D_60_py pac94_D_60_pz U521_D_60_ax U521_D_60_ay U521_D_60_az U521_D_60_px U521_D_60_py U521_D_60_pz ua_D_60_ax ua_D_60_ay ua_D_60_az ua_D_60_px ua_D_60_py ua_D_60_pz仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值仿真條件加權(quán)加速度均方根值fiala_px3.41E-05pac94_px2.85E-05U521_px3.33E-05ua_px5.47E-05fiala_py1.43E-04pac94_py2.77E-04U521_py2.76E-04ua_