汽车钢板弹簧多柔体建模及仿真研究.pdfVIP

第 22 卷第 4 期 湖 　北 　工 　业 　大 　学 　学 　报 2007 年 08 月 Vol . 22 No. 4 　Journal of Hubei University of Technology Aug. 2007 [文章编号] 1003 - 4684 (2007) 汽车钢板弹簧多柔体建模及仿真研究 郑银环 , 张仲甫 (武汉理工大学机电工程学院 , 湖北 武汉 430070) [摘 　要] 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 ,利用 AN SYS 和 ADA M S 建立 了钢板弹簧的多柔体模型 ,并对其特性进行了仿真研究. [ 关键词] 钢板弹簧 ; 多柔体系统 ; 有限元 ; 计算机仿真 ; 动力学建模 [ 中图分类号] U463 . 3 [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 , 3) 对柔性体进行设置 ,如修改柔性体的阻尼率 , 采用刚体接触模型 ;复杂方法视物体为变形体 ,采用 选择用于仿真计算的模态以减少仿真时间等 ; 弹性接触模型 ,用有限元法或边界元法计算. 这两种 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 ,但精度 不及有 限元法 ; 有 限元法计算精度高 , 但计算费 时[ 1 ,2 ] . 钢板弹簧是汽车悬架系统中常用的弹性元 件 , 同时又是传递纵向、侧向力的传力元件 ,对于钢 图 1 　多柔体建模与仿真步骤 板弹簧这类大变形和接触非线性问题 ,对其进行动 力学建模存在一定的难度. 文献[ 36 ]采用多体动力 1. 2 　多柔体模型建立 学方法对钢板弹簧作了一定的研究. 本文以某轻卡前钢板弹簧为例 ,建立其多柔体 本文根据钢板弹簧的结构及受载特点 , 以多柔 模型. 在 AN SYS 中建立有限元模型 ,创建面面接触 体系统动力学理论为基础 ,采用有限元法和多体动 对 ,生成接触单元 ,定义好各接触对的关键字和实常 力学方法相结合的方法 ,利用 AN SYS 和 ADA M S 数[ 8 ] . 图2 为该板簧的有限元模型. 建立汽车钢板弹簧的多柔体模型 ,对其进行动特性 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. 1 　钢板弹簧多柔体建模 图 2 　钢板弹簧的有限元模型 1. 1 　多柔体仿真步骤 利用 AN SYS 与 ADA M S 接 口,对系统中的柔 建立外部节点选择集 ,用钢板弹簧两端端部中 性体部件进行动力学建模与仿真的步骤如图 1 所 间的节点作为外部节点. 运行 ADA M S 宏命令 ,生 示[7 ] : 成模态中性文件. ) 1 首先在 AN SYS 软件中建立柔性体部件的有 在 ADA M S/ View 中读入钢板弹簧的模态中性 ( ) 限元模型并生成模态中性文件 . mnf 文件 ; 文件 ,引入柔性体后 ,钢板弹簧的柔性体模型如图 3 ) ( ) 2 把 . mnf 文件输入 ADA M S/ View 中 ,将柔 所示. 性体与模型中其它零件连接起来 ,或者将模型中已 有的该零件的刚体模型替换为柔性体模型 ; [ 收稿 日期] 2007 - 03 -