CAR模塊介紹ppt課件

1、ADAMS/CAR模塊及其在汽車支配穩(wěn)定性中的運用簡介.第1章 ADAMS/CAR軟件引見第2章 ADAMS/CAR根本運用方法第3章 ADAMS/CAR 輸入和輸出文件類型第4章 ADAMS/CAR在汽車支配穩(wěn)定性中的運用第5章 ADAMS/CAR二次開發(fā)目錄.第1章 ADAMS/CAR軟件引見1.1 ADAMS/CAR ADAMS/CAR是MDI公司與Audi、BMW、Renault和Volvo等公司協(xié)作開發(fā)的整車設(shè)計軟件包，集成了它們在汽車設(shè)計、開發(fā)等方面的閱歷。 ADAMS/Car是一種基于模板的建模和仿真工具，大大加速和簡化了建模的步驟。用戶只需在模板中輸入必要的數(shù)據(jù)，就可以快速建造

2、包括車身、懸架、傳動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動系統(tǒng)等在內(nèi)的高精度的整車虛擬樣機(jī)，并進(jìn)展仿真。. 利用ADAMS/Car的數(shù)據(jù)庫功能，可以有效地選擇襯套、限位塊、減振器等以裝配各個子系統(tǒng)，節(jié)約用戶每次反復(fù)輸入數(shù)據(jù)的時間。 經(jīng)過高速動畫直觀地顯示在各種實驗工況下整車動力學(xué)呼應(yīng)，并輸出標(biāo)志支配穩(wěn)定性、制動性、乘坐溫馨性和平安性的特征參數(shù)，從而減少對物理樣機(jī)的依賴。 .ADAMS/CAR 模塊界面.CARSDEDMCSM3D RoadDurabilityDriverDrivelineSolverEngine powered by FEVMACHANISM/ProControlsExchange1.2

3、 ADAMS/CAR軟件相關(guān)模塊.1.2.1懸架設(shè)計軟件包SD Suspension Design中包括以特征參數(shù)前束、定位參數(shù)、速度表示的懸架模型。經(jīng)過這些特征參數(shù)，設(shè)計師可以快速確定在恣意載荷和輪胎下的輪心位置和方向，在此根底上，快速建立包括橡膠襯套在內(nèi)的柔體懸 架模型。它采用的是全參數(shù)的面板建摸方式。借助懸架模塊，設(shè)計師可以提出原始的懸架設(shè)計方案。在此根底上，經(jīng)過調(diào)整懸架參數(shù)就可以快速確定滿足理想懸架特性的懸架方案。 . Suspension Design可以進(jìn)展的實驗包括：單輪激振實驗、雙輪同向激振實驗、雙輪反向激振實驗、轉(zhuǎn)向?qū)嶒灪挽o載實驗等。輸出的參數(shù)包括39種規(guī)范懸架特性參數(shù)。.1

4、.2.2概念化懸架模塊CSM CSM是一個選裝模塊，可以是ADAMS/CAR的一部分，也可以單獨運用。利用CSM，經(jīng)過預(yù)先定義懸架運動時或受外力作用時車橋的軌跡，可以在ADAMS/CAR中實現(xiàn)懸架的運動分析。利用CSM，不需求建立詳細(xì)的多體懸架模型，就可以研討系統(tǒng)級的車輛動力學(xué)性能。由于特征文件.SCF中不包含任何相關(guān)的幾何信息，所以CSM模型不但可以與他人共享懸架特征文件，而且不用擔(dān)憂泄密。 另外，運用CSM可以在同一個車輛裝配中把概念懸架與多體懸架相結(jié)合運用。也可以經(jīng)過表格數(shù)據(jù)二維或三維的樣條函數(shù)或三元多項式系數(shù)定義懸架特征曲線。從ADAMS/CAR多體懸架分析中可自動產(chǎn)生懸架特性 .SC

5、F文件。用戶可以好像懸架設(shè)計模塊一樣進(jìn)展整車的仿真分析。.SD與CSM的區(qū)別：SD需求建立詳細(xì)的多體懸架模型，或者是借助已有的多體懸架模型進(jìn)展改良。CSM不需求建立詳細(xì)的多體懸架模型，只注重懸架規(guī)劃的最終結(jié)果。.1.2.3閱歷動力學(xué)模型EDM 虛擬樣機(jī)功能的宏大開展，應(yīng)歸功于MDI公司與MTS系統(tǒng)公司共同開發(fā)的EDM模塊。利用EDM，可快速建立基于實驗數(shù)據(jù)的高精度彈性件模型，特別是在設(shè)計復(fù)雜的懸架、阻尼器、襯套和輪胎等。1.2.4駕駛員模塊Driver ADAMS/Driver是一個可選模塊，是在德國的IPG-Driver根底上經(jīng)過二次開發(fā)構(gòu)成的成熟產(chǎn)品。利用該模塊，可以提高車輛動力學(xué)仿真的真

6、實感，特別運用與配備有各種正負(fù)反響的智能系統(tǒng)例如：ABS、4WS、CCS的汽車。.1.2.5 動力傳動模塊Driveline 運用ADAMS/Driveline，可以方便的建立整車的傳動系統(tǒng)，以研討傳動系與懸架的相互作用。動力傳動模塊提供了一系列的規(guī)范實驗，可以做前輪驅(qū)動，后輪驅(qū)動及四輪驅(qū)動，力矩轉(zhuǎn)移、分配、陀螺效應(yīng)和平衡效應(yīng)、軸承動力學(xué)和彈性、以及部件級的噪聲和振動鼓勵等分析。1.2.6 三維路面模塊3D Road 運用ADAMS/3D Road模塊，用戶可以方便地建立三維光滑的路面，例如：多層停車場，賽車跑道和高速公路。 .1.2.7 Solver模塊 ADAMS/Solver 是一個自動

7、建立并解算用于機(jī)械系統(tǒng)運動仿真方程的，快速、穩(wěn)定的數(shù)值分析工具?？梢詫σ詸C(jī)械部件、控制系統(tǒng)和柔性部件組成的多域問題進(jìn)展分析。ADAMS/Solver支持多種分析類型，其中包括運動學(xué)、靜力學(xué)、準(zhǔn)靜力學(xué)、線性或非線性動力學(xué)分析。 它可以提供多種積分方法以有效的進(jìn)展方程解算。ADAMS/Solver可以用戶化。方便的運用用戶子程序建立特定的用戶模型。 . Controls模塊是CAR模塊的一個可選裝模塊。運用Controls，用戶可以將基于幾何外形的ADAMS完好系統(tǒng)模型方便地放到所運用的控制系統(tǒng)設(shè)計軟件例如EASY5, MATLAB or MATRIXx等所定義的框圖中。 1.2.8 Contro

8、ls模塊 Controls 提供的工具可以將Matlab 輸出的C代碼輸入進(jìn)ADAMS中，這樣就可以方便的在ADAMS一致環(huán)境中進(jìn)展仿真。由于充分思索了控制系統(tǒng)的行為，用Controls 和控制軟件結(jié)合求解所得的結(jié)果是真實而準(zhǔn)確的。.1.2.9 耐用性分析模塊Durability 耐用性實驗是產(chǎn)品開發(fā)的一個關(guān)鍵步驟，主要處理這樣一個問題：“機(jī)構(gòu)何時報廢或零件何時失效？疲勞測試是產(chǎn)品開展的一個評價規(guī)范。疲勞特性往往與一些其他的設(shè)計屬性，例如支配穩(wěn)定性，行駛性和NVH噪聲，振動粗糙度，相矛盾。 運用ADAMS/Durability，可以找到這些要素的平衡點，但又不象傳統(tǒng)物理實驗?zāi)菢雍馁M大量的時間。

9、1.2.10 Engine powered by FEV工具包 ADAMS/Engine powered by FEV 是一個工具包， 具有建立并仿真功能化數(shù)字發(fā)動機(jī)的功能。 經(jīng)過仿真分析，在最短時間內(nèi)獲得可靠、有效和功率強(qiáng)大的發(fā)動機(jī)。. 運用MECHANISM/Pro，用戶可以方便的將Pro/ENGINEER的數(shù)據(jù)和幾何外形用于機(jī)構(gòu)仿真中。 二者采用無縫銜接的方式。1.2.11圖形接口模塊Exchange ADAMS/Exchange為ADAMS與其他CAD/CAM/CAE軟件之間的數(shù)據(jù)交換提供了工業(yè)規(guī)范的接口，實現(xiàn)雙向傳輸。1.2.12Pro/E接口模塊MECHANISM/Pro. Dri

10、veline、Vibration、Controls、Durability、AutoFlex經(jīng)過ADAMS/CAR界面中的Tools下的Plugins下拉菜單加載選裝。. 1.3 ADAMS/CAR的優(yōu)點 相對傳統(tǒng)的汽車設(shè)計開發(fā)，運用ADAMS及其CAR模塊，可以在如下方面收到明顯效果：分析時間由數(shù)月減少為數(shù)日降低工程制造和測試費用在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計錯誤，完善設(shè)計方案在產(chǎn)品開發(fā)過程中，減少所需的物理樣機(jī)數(shù)量當(dāng)進(jìn)展物理樣機(jī)測試有危險、費時和本錢高時，可利用虛擬樣機(jī)進(jìn)展分析和仿真縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期 . 福特汽車公司在一個新車型的開發(fā)過程中采用此項技術(shù)，設(shè)計周期縮短了70天。全公司

11、范圍內(nèi)，由于采用了這項技術(shù)，設(shè)計費用減少了4000萬美圓，制造費用節(jié)省了10億美圓。由于設(shè)計制造周期的縮短，新車上市早，額外贏利到達(dá)其本錢的數(shù)倍。.第2章 ADAMS/CAR根本運用方法2.1 啟動CAR模塊 雙擊CAR模塊圖標(biāo) ，屏幕出現(xiàn)ADAMS/CAR窗口，并彈出歡迎對話框。此時需選擇方式：Standard InterfaceTemplate Builder 選擇其中一個，進(jìn)入CAR模塊的一個方式。假設(shè)需求切換方式，可以直接按F9或者Tools下拉菜單的第一個選項。 在專家方式中運用ADAMS/Car，工程師可以根據(jù)本公司的工程閱歷建立用戶自定義模板，以協(xié)助新來的工程師運用該模板進(jìn)展各種

12、工況規(guī)范的整車性能仿真實驗。 .2.2 仿真過程BuildTestSimulate &ReviewPostProcessor. 研討車輛系統(tǒng)動力學(xué)，建立車輛仿真模型，歸納起來有以下幾個典型步驟：機(jī)械系統(tǒng)的物理籠統(tǒng)；獲取模型的運動學(xué)幾何定位參數(shù)，建立籠統(tǒng)系統(tǒng)的運動部件、約束，從而建立運動學(xué)模型。校驗?zāi)Ｐ偷淖栽诙燃罢_性。獲得模型的動力學(xué)參數(shù)，定義模型中部件、鉸鏈與彈性元件及外界條件，如道路模型、鐵道輪軌模型、空氣阻力等的特性，建立動力學(xué)模型，對動力學(xué)模型進(jìn)展調(diào)整與仿真計算。對仿真計算結(jié)果進(jìn)展后處置。 .2.3詳細(xì)操作結(jié)合實例講解平順性實驗仿真方向盤角階躍實驗仿真.S形轉(zhuǎn)向?qū)嶒灧抡?第3章 ADA

13、MS/CAR 輸入和輸出文件類型文件格式 說 明允許 輸入允許 輸出Solver語句表（.adm） 儲存用Solver命令語言ADL編寫的語句表，用于描述樣機(jī)模型 CAR模型數(shù)據(jù)庫 （.bin） 儲存CAR模型數(shù)據(jù)庫的全部信息CAR命令文件（.cmd） 儲存CAR命令文件，使用該命令文件可自動產(chǎn)生樣機(jī)模型或者仿真結(jié)果 Solver仿真分析結(jié)果文件（.req,.res,.gra） 分別用于儲存要求、結(jié)果和圖形的分析結(jié)果.文件格式說 明允許輸入允許輸出log文件(.log)ASCII的文件，記錄輸入的各種命令，以及執(zhí)行命令過程中的接受到的錯誤信息試驗數(shù)據(jù)文本文件格式，用于儲存外部的試驗數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)

14、文本文件格式，儲存CAR操作過程中產(chǎn)生的數(shù)值結(jié)果CAD文件儲存幾何信息，可以使用的圖形格式有STEP、IGES、DXF、DWG、Parasolid。立體平畫法和著色文件曲面的多邊形表示方法波前文件儲存模型幾何形狀和運動數(shù)據(jù)的輸出文件FEA載荷輸出有關(guān)節(jié)點載荷的變化情況，供進(jìn)一步的有限元分析電子數(shù)據(jù)表以電子數(shù)據(jù)表格式輸出的仿真分析結(jié)果.第4章 ADAMS/CAR在汽車支配穩(wěn)定性中的運用4.1 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)嶒灧抡?穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)嶒灥哪康氖菧y定汽車對方向盤轉(zhuǎn)角輸入到達(dá)穩(wěn)定行駛形狀時汽車的穩(wěn)態(tài)橫擺呼應(yīng)。仿真參考某一詳細(xì)車形，實驗為滿載工況，按GB/T6323.6-94的要求進(jìn)展。整車質(zhì)量為1065Kg,其中

15、前軸570Kg,后軸495Kg,初始轉(zhuǎn)彎半徑為20 米。選用相應(yīng)的模塊，并對一些特性參數(shù)進(jìn)展修正，組裝成整車，使仿真邊境條件與實驗一樣，進(jìn)展仿真。. 整車滿載在干路面上右轉(zhuǎn)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的仿真與實驗前后側(cè)偏角差特性對比結(jié)果見右圖，可知仿真結(jié)果與實驗結(jié)果變化趨勢一樣，在小橫向加速度下線性范圍下吻合相當(dāng)好，在大橫向加速度下非線性范圍下有一定差別。前后側(cè)偏角差特性圖.仿真模型還輸出了其他一些重要參數(shù)，比如：車身側(cè)傾角與側(cè)向加速度關(guān)系圖車身橫擺角速度與側(cè)向加速度關(guān)系圖.4.2 瞬態(tài)實驗仿真 汽車的瞬態(tài)特性是評價汽車支配穩(wěn)定性好壞的重要評價方法。因此象角階躍、角脈沖、力階躍、力脈沖、轉(zhuǎn)向回正、單移線、雙

16、移線、正弦輸入等評價方法在不同國家得到不同注重。同時車輛的瞬態(tài)特性的計算機(jī)仿真已成為汽車瞬態(tài)特性實際研討與樣車性能預(yù)測的重要手段。這里僅給出轉(zhuǎn)向回正特性仿真結(jié)果。以下四幅圖為低速回正實驗仿真結(jié)果特性曲線。仿真中設(shè)汽車沿半徑為15米的圓周行駛，并使側(cè)向加速度到達(dá)0.4g ,然后放手。.側(cè)向加速度曲線車身側(cè)傾角曲線.方向盤轉(zhuǎn)角曲線橫擺角速度曲線.4.3 制動實驗仿真 整車制動性能的仿真實驗，包括直線制動、轉(zhuǎn)彎制動情況下的仿真計算與分析。需求指出的是，ADAMS/CAR在制動性能仿真方面略顯缺乏，如制動器只需鉗盤式模型，且未引入制動力調(diào)理或ABS等控制系統(tǒng)。下邊給出整車滿載在峰值摩擦系數(shù)=0.94，

17、滑動摩擦系數(shù)=0.74路面上，初始車速為40Km/h，側(cè)向加速度0.32g，制動踏板力分別為8Kg，30Kg, 100Kg三種不同制動強(qiáng)度下的轉(zhuǎn)彎制動穩(wěn)定性仿真計算結(jié)果。 .速度曲線圖側(cè)向加速度曲線圖.車輪角速度曲線圖整車運動軌跡制 動 踏 板 力 為 8Kg 時.制 動 踏 板 力 為 30Kg 時車輪角速度曲線圖整車運動軌跡.車輪角速度曲線圖整車運動軌跡制 動 踏 板 力 為 100Kg 時 由制動分析結(jié)果可知：在小制動強(qiáng)度下，制動過程中前輪未抱死，整車制動軌跡仍能堅持圓周方向；在大制動強(qiáng)度下，前輪抱死，喪失轉(zhuǎn)向才干，但車輛仍堅持穩(wěn)定。 .第5章 ADAMS/CAR二次開發(fā) 在車輛動力學(xué)研

18、討的歷史長廊中，對汽車的建模與仿真一直是一個關(guān)鍵問題。汽車本身是一個由各種力學(xué)鉸鏈和彈性元件構(gòu)成的復(fù)雜的多體系統(tǒng)，加上實踐工況的復(fù)雜性，這給車輛動力學(xué)的研討提出了許多挑戰(zhàn)。最初由于計算機(jī)硬件與軟件方面的限制，人們不得不對汽車進(jìn)展簡化，采用經(jīng)典力學(xué)方法，手工推導(dǎo)其動力學(xué)方程，手工編制程序，從最初的兩自在度到十幾自在度。這種經(jīng)典方法對車輛動力學(xué)的研討起了非常重要的作用，特別是在車輛動力學(xué)的實際研討方面起了奠基作用。但這種方法均是不同程度對汽車進(jìn)展某種簡化下得出的，這使汽車的許多特性無法準(zhǔn)確得到，如在汽車的某種工況下一切鉸鏈的受力情況。 . 雖然多體分析商品化軟件可以處理車輛動力學(xué)中的模型的復(fù)雜性和準(zhǔn)確性，但其本身運用也有一些問題。由于將汽車思索為一復(fù)雜的多體系統(tǒng)，與經(jīng)典方法相比建模的任務(wù)量明顯添加，而且建模者需有較強(qiáng)的力學(xué)背景知識，加上車輛動力學(xué)的各種工況的復(fù)雜性，以及建模中輸入變量、輸出變量的復(fù)雜性，以及不同模型的變拓?fù)錁?gòu)造等問題，使普通的產(chǎn)品設(shè)計人員較難直接運用多體通用程序進(jìn)展虛擬樣機(jī)模擬來處理實踐問題。因此國外的汽車公司均在多體商品化軟件根底上開發(fā)有本人特征的虛擬樣機(jī)仿真系統(tǒng)，如福特公司的ADAMS/PRE，ISUZU公司的ADAMS/ISUZU，大約28個主要汽車. 公司擁有在ADAMS根底上二次開發(fā)的公用仿真系統(tǒng)，其用戶界面非常友好，普通產(chǎn)品設(shè)計人員均可直接