CN112248732A - 基于catia的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法。具体步骤如下：第一步，简化两侧板簧模型；第二，建立骨架模型；第三步，第一前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”，第一前桥简化线与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；同理，进行第二前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；再将两个前桥简化线中点分别与车架纵向中心面进行“点曲面接合”，左侧和右侧板簧上A点在两个前桥纵向中心面上的投影与A点轨迹圆弧沿车辆Y方向拉伸形成半圆柱曲面，对半圆柱曲面进行“点曲面接合”。本发明实现转向悬架运动协调性的仿真校核，精确的检查了轮胎与周围零件的动态干涉情况。

Description

基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳 动仿真的约束方法。

背景技术

汽车行驶过程中，由于左右两侧板簧各自独立柔性变形引起的前桥上、 下跳动的轨迹较为复杂,目前基于CATIA的DMU仿真较难处理，尤其在前桥轴 向旋转的自由度方面很难约束。因此，往往在做运动仿真时直接使用菱形 接合简化为上下滑动。简化上下滑动的方法无法进行转向悬架运动协调性 的校核，其次无法精确的检查轮胎与周围零件的动态干涉情况。

发明内容

本发明的目的是提供基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束 方法，实现转向悬架运动协调性的仿真校核，同时精确的检查了轮胎与周 围零件的动态干涉情况。

本发明的技术方案是，基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约 束方法具体步骤如下：

第一步，简化两侧板簧模型：

将板簧中心点A点的轨迹简化为一圆弧，其圆心为Q点,车辆的左侧板 簧上A点、右两板簧上A点的跳动轨迹均简化为以Q点为轴心的旋转运动， U型螺栓夹紧段内的前桥轴心点M点即为桥简化线与板簧宽度中线横截面 的交点，M点有4个，第一前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度中线 横截面的交点，第二前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度中线横截面 的交点；

第二，建立骨架模型：根据左侧板簧上A点、右侧板簧上A点、第一 前桥简化线上M点和第二前桥简化线上M点分别采用CATIA中的“CV接 合”指令，实现左侧板簧、右两侧板簧各自带有命令时的自由度为零；

第三步，第一前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”， 第一前桥简化线与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；同理，第二 前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”，第二前桥简化线 与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；再将两个前桥简化线中点分 别与车架纵向中心面进行“点曲面接合”，左侧板簧上A点、右侧板簧上A 点在两个前桥纵向中心面上的投影与A点轨迹圆弧沿车辆横截面的水平方 向拉伸形成半圆柱曲面，对半圆柱曲面进行“点曲面接合”。

本发明的有益效果是，本发明将板簧柔性变形简化为刚性的圆弧运动， 通过建立前桥上虚拟的A点并按照平移运动的原则实现点曲面接合，实现 转向悬架运动协调性的仿真校核，同时精确的检查了轮胎与周围零件的动 态干涉情况，本发明减小设计人员的计算量，提高工作效率，提高计算结 果的准确度，获得转向垂臂任意位置摆角与等效阻力距的函数关系曲线图。

附图说明

图1为本发明基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法中简 化模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

本发明基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法具体步骤 如下：

第一步，简化两侧板簧模型：

汽车行驶过程中，由于左、右两侧板簧各自独立变形引起的前桥上、 下跳动较为复杂，对一般的板簧(对称或近似对称)而言，在前桥上、下 跳动时，U型螺栓夹紧段与前桥一起作平移运动，其中U型螺栓为前桥与 板簧的连接螺栓。第一前桥简化线采用前桥轴线，

如图1所示，将板簧中心点A点的轨迹简化为一圆弧，其圆心为Q点,Q 点具体位置依据《汽车设计》基础理论，根据实际工况确定。因此，车辆 的左侧板簧上A点、右两板簧上A点的跳动轨迹均可以简化为以Q点为轴 心的旋转运动，U型螺栓夹紧段内的前桥轴心点M点随A点一起作平移运 动。U型螺栓夹紧段内的前桥轴心点M点即为桥简化线与板簧宽度中线横 截面的交点，M点有4个，第一前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度 中线横截面的交点，第二前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度中线横 截面的交点。

第二，建立骨架模型。根据左侧板簧上A点、右侧板簧上A点、第一 前桥简化线上M点和第二前桥简化线上M点分别采用CATIA中的“CV接 合”指令，实现左侧板簧、右两侧板簧各自带有命令时的自由度为零。

第三步，第一前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”， 第一前桥简化线与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”。同理，第二 前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”，第二前桥简化线 与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；再将两个前桥简化线中点分 别与车架(即车辆)纵向中心面(即X-Z平面，Z为垂直方向，X为纵截面 的水平方向)进行“点曲面接合”，左侧板簧上A点、右侧板簧上A点在两 个前桥纵向中心面(即X-Z平面)上的投影与A点轨迹圆弧沿车辆Y(横 截面的水平方向)方向拉伸形成半圆柱曲面，对半圆柱曲面进行“点曲面 接合”，从而实现了前桥板簧的自由度为零，即F＝6-2-2-1-1＝0，此方法可 以准确的模拟前桥跳动，且左侧板簧与右侧板簧跳动对称。

通过上述接合约束、整车转向模拟，从而建立对转向垂臂和所有轮胎 的角速度和角度监测、将车辆右转极限位置至左转极限位置的全过程模拟 仿真结果导出；计算轮胎原地转向阻力距：逐个计算出每个轮胎的转向阻 力距，绘制轮胎原地转向等效转向阻力矩曲线，横坐标为转向垂臂摆角， 纵坐标为轮胎原地转向等效转向阻力矩。本发明减小设计人员的计算量， 提高工作效率，提高计算结果的准确度，获得转向垂臂任意位置摆角与等 效阻力距的函数关系曲线图。

Claims (1)

1.基于CATIA的汽车前桥纵置板簧跳动仿真的约束方法，其特征是:具体步骤如下：

第一步，简化两侧板簧模型：

将板簧中心点A点的轨迹简化为一圆弧，其圆心为Q点,车辆的左侧板簧上A点、右两板簧上A点的跳动轨迹均简化为以Q点为轴心的旋转运动，U型螺栓夹紧段内的前桥轴心点M点即为桥简化线与板簧宽度中线横截面的交点，M点有4个，第一前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度中线横截面的交点，第二前桥简化线与左侧板簧和右两侧板簧宽度中线横截面的交点；

第二，建立骨架模型：根据左侧板簧上A点、右侧板簧上A点、第一前桥简化线上M点和第二前桥简化线上M点分别采用CATIA中的“CV接合”指令，实现左侧板簧、右两侧板簧各自带有命令时的自由度为零；

第三步，第一前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”，第一前桥简化线与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；同理，第二前桥简化线与左侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”，第二前桥简化线与右侧板簧上的相应M点进行“点曲线接合”；再将两个前桥简化线中点分别与车架纵向中心面进行“点曲面接合”，左侧板簧上A点、右侧板簧上A点在两个前桥纵向中心面上的投影与A点轨迹圆弧沿车辆横截面的水平方向拉伸形成半圆柱曲面，对半圆柱曲面进行“点曲面接合”。

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