CN113268811A - 一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车稳定杆扭转刚度计算方法，尤其涉及一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法。一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，包括步骤：第一步调用后悬架adams模型，第二步计算轮心处的后悬架的侧倾刚度值C1，第三步仿真并计算不含稳定杆轮心处的后悬架侧倾刚度值C2，第四步计算只含稳定杆轮心处的后悬架侧倾刚度值C3＝C1‑C2，第五步计算稳定杆的扭转刚度C＝C3/i。借用一个汽车悬架模型进行仿真，分别得到带稳定杆的悬架侧倾刚度和不带稳定杆的悬架侧倾刚度，通过差值得到稳定杆单独的悬架侧倾刚度，再根据悬架与稳定杆的简单的扭转运动几何比得到稳定杆的扭转刚度，相比于利用有限元分析计算，极大的节省计算时间，提高工作效率。

Description

一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法
技术领域
本发明涉及一种汽车稳定杆扭转刚度计算方法，尤其涉及一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法。
背景技术
目前汽车的稳定杆扭转刚度或线刚度的理论计算主要依靠理论公式，理论计算受到稳定实际的空间形状等影响，精确度不是很高，而且随意一个尺寸的更改，需重新计算，工作量大，受制于空间走形不规则，计算过程也很复杂。所以在汽车开发阶段，急需一种计算稳定杆刚度的快速解决方案，可以根据不同形状及杆径快速仿真得出其精确的刚度，以提高开发工作效率。
但是，现有的纯理论计算方法(通常为有限元分析计算方法)，需要精确的稳定杆各个尺寸信息，通过建立理论的几何计算模型，由于有时候稳定杆在车上走形根据实际空间布置，外形很复杂，不规则，理论的几何计算模型很难完全正确，而且折弯处的模型也无法得到，所以刚度计算精度不理想。另外一旦走形产生变化，又要重新计算，过程很复杂，工作量巨大，费事费力，计算精度却无法保证。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，借用一个汽车悬架模型进行仿真，分别得到带稳定杆的悬架侧倾刚度和不带稳定杆的悬架侧倾刚度，通过差值得到稳定杆单独的悬架侧倾刚度，再根据悬架与稳定杆的简单的扭转运动几何比，计算得到稳定杆的扭转刚度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，包括以下步骤：
S1：调用后悬架adams模型，确保后悬架adams模型中所需计算的稳定杆所加载的子装配系统模型各个参数的正确性；
S2：仿真并计算轮心处的后悬架的侧倾角刚度值C1；
S3：调整后悬架adams模型，建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，仿真并计算不含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2；
S4：计算只含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C3，C3＝C1-C2；
S5：计算稳定杆的扭转刚度值C，C＝C3/i，其中，i为后悬架侧倾角度与稳定杆扭转角度运动几何比。
作为上述方案的进一步改进，在步骤S2中，首选仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY1/DX1，则C1＝(DY1/DX1)*B，其中B为轮距且单位为mm。
作为上述方案的进一步改进，在步骤S3中，首先，删除后悬架adams模型中的稳定杆所加载的子装配系统模型以建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，其次，仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY2/DX2，然后计算出轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2，C2＝(DY2/DX2)*B，其中B为轮距且单位为mm。
作为上述方案的进一步改进，在步骤S1中，稳定杆所加载的子装配系统模型的各个参数包括稳定杆的硬点和稳定杆的杆径。
本发明的有益效果为：1、计算过程准确无误，完全摆脱传统理论力学公式模型精确度不足的问题。
2、操作简单方便，一个模型即可用于不同尺寸的稳定杆的计算，节省计算时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本实施例计算方法的流程示意图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。
如图1所示，一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，包括以下步骤：
S1：调用后悬架adams模型，确保后悬架adams模型中所需计算的稳定杆所加载的子装配系统模型各个参数的正确性；
S2：仿真并计算轮心处的后悬架的侧倾角刚度值C1；
S3：调整后悬架adams模型，建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，仿真并计算不含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2；
S4：计算只含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C3，C3＝C1-C2；
S5：计算稳定杆的扭转刚度值C，C＝C3/i，其中，i为后悬架侧倾角度与稳定杆扭转角度运动几何比。
进一步地，在步骤S2中，首选仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY1/DX1，则C1＝(DY1/DX1)*B，其中B为轮距且单位为mm。
进一步地，在步骤S3中，首先，删除后悬架adams模型中的稳定杆所加载的子装配系统模型以建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，其次，仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY2/DX2，然后计算出轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2，C2＝(DY2/DX2)*B，其中B为轮距且单位为mm。
进一步地，在步骤S1中，稳定杆所加载的子装配系统模型的各个参数包括稳定杆的硬点和稳定杆的杆径。
下面用一个Adams car后悬架系统模型进行操作步骤的说明：
1、后悬架adams模型的调用
首先要确保后悬架adams模型中所需计算的稳定杆子装配系统模型的正确性，主要包括硬点、杆径、衬套元件等参数准确。
2、仿真并计算后悬架的侧倾刚度值C1
2.1仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY1/DX1，数值为587.7851。
2.2计算轮心处的后悬架侧倾角刚度值C1
C1＝(DY/DX)*B，其中B为轮距，单位为mm(B取值为1573.5mm)
得到C1＝924880N·mm/deg。
3、仿真并计算不含稳定杆的后悬架侧倾刚度值C2
3.1调整后悬架adams模型
删除后悬架adams模型中的稳定杆所加载的子装配系统模型，建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型。
3.2仿真得到不含稳定杆的后悬架侧倾刚度值DY2/DX2，数值为315.202。
3.3计算轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2
C2＝(DY/DX)*B，其中B为轮距，单位为mm(B取值为1573.5mm)
得到C2＝495970N·mm/deg。
4、计算只含稳定杆的轮心处的后悬架侧倾角刚度值C3
由上述可知：C3＝C1-C2
可得：C3＝428910N·mm/deg
5、计算稳定杆的扭转刚度值C
本模型中，横向稳定杆连接在下横控制臂上，所以稳定杆扭转刚度值C与其作用在车轮处的等效侧倾刚度C3存在如下关系：
C＝C3/i，其中，i为悬架侧倾角度与稳定杆扭转角度运动几何比(本例中i为0.3804)
可得：C＝1127524N·mm/deg
借用一个汽车悬架模型进行仿真，分别得到带稳定杆的悬架侧倾刚度和不带稳定杆的悬架侧倾刚度，通过差值得到稳定杆单独的悬架侧倾刚度，再根据悬架与稳定杆的简单的扭转运动几何比，计算得到稳定杆的扭转刚度，通过这样的计算方法，相比于有限元分析计算方法极大的缩短了计算的时间(众所周知，在现有的计算方法中，经常使用有限元分析计算方法，但是的有限元分析计算方法，需要精确的稳定杆各个尺寸信息，通过建立理论的几何计算模型，由于有时候稳定杆在车上走形根据实际空间布置，外形很复杂，不规则，理论的几何计算模型很难完全正确，而且折弯处的模型也无法得到，所以刚度计算精度不理想，另外一旦走形产生变化，又要重新计算，过程很复杂，工作量巨大，费事费力，计算精度却无法保证)，提高了计算的效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：调用后悬架adams模型，确保后悬架adams模型中所需计算的稳定杆所加载的子装配系统模型各个参数的正确性；
S2：仿真并计算轮心处的后悬架的侧倾角刚度值C1；
S3：调整后悬架adams模型，建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，仿真并计算不含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2；
S4：计算只含稳定杆轮心处的后悬架侧倾角刚度值C3，C3＝C1-C2；
S5：计算稳定杆的扭转刚度值C，C＝C3/i，其中，i为后悬架侧倾角度与稳定杆扭转角度运动几何比。
2.根据权利要求1所述的一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，其特征在于：
在步骤S2中，首选仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY1/DX1，则C1＝(DY1/DX1)*B，其中B为轮距且单位为mm，DY1为后悬架的力值增量，DX1为后悬架的位移增量。
3.根据权利要求2所述的一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，其特征在于：
在步骤S3中，首先，删除后悬架adams模型中的稳定杆所加载的子装配系统模型以建立一个不含稳定杆的后悬架adams模型，其次，仿真得到后悬架侧倾角刚度值DY2/DX2，然后计算出轮心处的后悬架侧倾角刚度值C2，C2＝(DY2/DX2)*B，其中B为轮距且单位为mm，DY2为不含稳定杆的后悬架的力值增量，DX2为不含稳定杆的后悬架的位移增量。
4.根据权利要求3所述的一种利用多体动力学计算稳定杆扭转刚度的方法，其特征在于：
在步骤S1中，稳定杆所加载的子装配系统模型的各个参数包括稳定杆的硬点和稳定杆的杆径。
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