CN110598318A - 基于车身的悬架性能分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于车身的悬架性能分析方法，包括以下步骤：(a)在ADAMS/Car模块的前悬架模式下，创建柔性车身模板P1并固定柔性车身模板P1的后弹簧安装点；(b)在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3；(c)在带车身的前悬架模板P3的基础上，创建带车身的前悬架子系统P4；(d)将带车身的前悬架子系统P4安装在悬架试验台上，创建出P5；(e)ADAMS/Car模块对P5进行悬架K&C特性分析试验，得出悬架K&C特性分析结果。本发明能够准确分析悬架在实车中所起到的悬架性能。
Description
技术领域
本发明属于汽车悬架技术领域，具体涉及一种基于车身的悬架性能分析方法。
背景技术
悬架的运动学特性(Kinematics，简称K特性)和动力学特性(Compliance，简称C特性)统称为悬架的K&C特性，研究的是在车轮与车身发生相对运动或者车轮受到来自路面的各种力和力矩的作用时，悬架的导向机构对汽车整车性能的影响。悬架的K&C特性是汽车动力学特性的重要基础，影响着汽车操纵稳定性、行驶平顺性和行驶速度等整车性能。其试验方法有两种：一种是计算机软件仿真法，另一种是通过汽车悬架实验台，进行实车台架实验。通过悬架K&C性能的分析改进，可为整车性能的提升提供支持。
目前在对悬架进行计算机软件仿真试验时，未考虑车身的刚度、模态对实车悬架性能的影响，仅单独对悬架进行仿真试验，分析悬架的K&C特性，而事实上，车身对悬架性能的影响是很大的。车身的弯曲刚度影响悬架的同向轮跳性能，车身的扭转刚度影响悬架的反向轮跳性能。因此，目前单独对悬架进行悬架仿真试验所测得的悬架性能和实车中悬架所起到的性能有很大误差，也就是说工作人员想要获得某预期实车中的悬架性能，却单独对悬架进行了测试而忽略实车中车身对悬架性能的影响，必定会导致最后设计出来的悬架的性能不是预期想要的实车中的悬架性能，加大了后期的实车调试时间，增加了开发成本。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于车身的悬架性能分析方法，能够准确分析悬架在实车中所起到的悬架性能。
为实现上述目的，本发明提出一种基于车身的悬架性能分析方法，包括以下步骤：
(a)在ADAMS/Car模块的前悬架模式下，创建柔性车身模板P1并固定柔性车身模板P1的后弹簧安装点；
(b)在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3；
(c)在带车身的前悬架模板P3的基础上，创建带车身的前悬架子系统P4；
(d)将带车身的前悬架子系统P4安装在ADAMS/Car模块内置的悬架试验台上，创建出前悬架装配模型P5；
(e)ADAMS/Car模块对前悬架装配模型P5进行悬架K&C特性分析试验，得出悬架K&C特性分析结果。
所述悬架K&C特性分析试验包括同向轮跳试验、反向轮跳试验、转向试验、纵向柔度试验、侧向柔度试验和回正力矩试验。
所述悬架K&C特性分析结果中的数据包括车轮外倾角、前束角、主销内倾角，主销后倾角、轮心纵向位移、轮心侧向位移和轮心垂直位移。
本发明的技术方案中，通过在ADAMS/Car模块的前悬架模式下创建柔性车身模板P1，再在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3，此时再利用悬架试验台对悬架进行性能分析，可以准确获得所设计的悬架在实车中所起到的悬架性能，有利于设计出来的悬架符合工作人员想要获得的预期实车中的悬架性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为基于车身的悬架性能分析方法流程图；
图2为柔性车身模板P1的结构示意图；
图3为带车身的前悬架模板P3的结构示意图；
图4为前悬架装配模型P5。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1至图4，一种基于车身的悬架性能分析方法，包括以下步骤：
(a)在ADAMS/Car模块的前悬架模式下，创建柔性车身模板P1并固定柔性车身模板P1的后弹簧安装点；
步骤(a)中创建柔性车身模板P1的具体步骤如下：
1、把车身的几何模型导入软件hyperwork中，进行网格划分，网格大小为10mm；
2、完成网格后，建立焊点；点焊用hex单元和rbe3单元组合模拟；
3、在车身与底盘联接的位置创建washer,并用rbe2创建点；
4、在步骤3中创建的点上，施加Aset约束，以后期导入adams软件，和adams软件里创建的零部件建立连接；
5、定义车身模态提取方式和阶数；
6、定义系统的单位卡片；(mm,s,kg)
7、定义文件的输出格式：*.mnf
8、执行radios求解器，得到车身的柔性体文件，body.mnf.(即后来的P1)
(b)在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3；
步骤(b)中得到带车身的前悬架模板P3的具体步骤如下：
1、在P1的基础上，创建前悬架系统的零部件：转向节、减震器、弹簧、下摆臂、稳定杆副车架等；
2、在P1的基础上创建转向系统的零部件：转向拉杆、方向机、转向轴、转向齿轮、齿条等；
3、在P1的基础上创建传动轴；
4、在P1的基础上创建动力总成悬置系统零部件：动力总成、悬置支架等；
5、在各个零部件之间添加正确的连接，如铰链，bush等；
6、添加正确的连接属性文件，如弹簧的刚度、衬套的刚度、阻尼曲线文件等；
7、添加通讯器communicators；
完成前悬架模板P3的创建。
(c)在带车身的前悬架模板P3的基础上，创建带车身的前悬架子系统P4；
(d)将带车身的前悬架子系统P4安装在ADAMS/Car模块内置的悬架试验台上，创建出前悬架装配模型P5；
(e)ADAMS/Car模块对前悬架装配模型P5进行悬架K&C特性分析试验，得出悬架K&C特性分析结果。
通过在ADAMS/Car模块的前悬架模式下创建柔性车身模板P1，再在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3，此时再利用悬架试验台对悬架进行性能分析，其中悬架试验台包括轮胎和虚拟试验台，是ADAMS/Car模块中内置的试验台模型，可以准确获得所设计的悬架在实车中所起到的悬架性能，有利于设计出来的悬架符合工作人员想要获得的预期实车中的悬架性能，缩短了后期的实车调试时间，降低了开发成本。同样的，后悬架也可以通过上述方法进行后悬架的K&C特性分析。
所述悬架K&C特性分析试验包括同向轮跳试验、反向轮跳试验、转向试验、纵向柔度试验、侧向柔度试验和回正力矩试验。
所述悬架K&C特性分析结果中的数据包括车轮外倾角、前束角、主销内倾角，主销后倾角、轮心纵向位移、轮心侧向位移和轮心垂直位移。
下面通过两组数据对比来说明同一悬架系统在带车身和不带车身两种情况下的性能差异。
表1
表1说明：利用ADAMS/Car模块对悬架K&C特性进行同向轮跳试验时，两侧车轮同时沿着垂直方向由-60mm向60mm上跳的过程中，前悬架的车轮外倾角由大变小，其中不带车身的前悬架的车轮外倾角由1.4623°减小到-0.0134°，带车身的前悬架的外倾角由1.4251°减小到0.0128°。虽然两者变化趋势相同，但是两者变化的绝对误差和相对误差都很大：绝对误差由0.0372变化到-0.0262，相对误差由2.6％变化到-204.6％。
表2
表2说明：利用ADAMS/Car模块对悬架K&C特性进行反向轮跳试验时，左侧车轮沿着垂直方向由-60mm到60mm上跳，同时右侧车轮由60mm到-60mm下跳的过程中，前悬架的车轮外倾角由大变小，其中不带车身的前悬架的车轮外倾角由1.4646°减小到-0.0156°，带车身的前悬架的外倾角由1.5065°减小到-0.0015°。虽然两者变化趋势相同，但是两者变化的绝对误差和相对误差都很大：绝对误差由-0.0419变化到-0.0141，相对误差由-2.8％变化到940％。
因此，由上述两对试验的数据结果可知，有车身和无车身状态下悬架的K&C性能受车身影响很大，为了能够准确分析悬架在实车中所起到的悬架性能，得到工作人员想要获得的预期实车中的悬架性能，就必须在设计悬架的初期，分析悬架在有车身状态下的性能，可以有效的缩短后期的实车调试时间，降低开发成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于车身的悬架性能分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)在ADAMS/Car模块的前悬架模式下，创建柔性车身模板P1并固定柔性车身模板P1的后弹簧安装点；
(b)在柔性车身模板P1的基础上创建前悬架模板P2得到带车身的前悬架模板P3；
(c)在带车身的前悬架模板P3的基础上，创建带车身的前悬架子系统P4；
(d)将带车身的前悬架子系统P4安装在ADAMS/Car模块内置的悬架试验台上，创建出前悬架装配模型P5；
(e)ADAMS/Car模块对前悬架装配模型P5进行悬架K&C特性分析试验，得出悬架K&C特性分析结果。
2.如权利要求1所述的基于车身的悬架性能分析方法，其特征在于：所述悬架K&C特性分析试验包括同向轮跳试验、反向轮跳试验、转向试验、纵向柔度试验、侧向柔度试验和回正力矩试验。
3.如权利要求1所述的基于车身的悬架性能分析方法，其特征在于：所述悬架K&C特性分析结果中的数据包括车轮外倾角、前束角、主销内倾角，主销后倾角、轮心纵向位移、轮心侧向位移和轮心垂直位移。
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