ADAMS CAR模块介绍
1.2.4驾驶员模块Driver
ADAMS/Driver 是一个可选模块,是 在德国的 IPG-Driver 基础上经过二次 开发形成的成熟产品。利用该模块, 可以提高车辆动力学仿真的真实感, 特别使用与装备有各种正负反馈的智 能系统(例如:ABS、4WS、CCS)的汽 车。
1.2.5 动力传动模块Driveline
1.2
ADAMS/CAR软件相关模块
SD EDM CSM Driver
3D Road Engine powered by FEV Durability Solver Controls
Driveline
CAR
MACHANISM/Pro
Exchange
1.2.1悬架设计软件包SD
Suspension Design 中包括以特征 参数(前束、定位参数、速度)表示 的悬架模型。通过这些特征参数,设 计师可以快速确定在任意载荷和轮胎 下的轮心位置和方向,在此基础上, 快速建立包括橡胶衬套在内的柔体悬 架模型。它采用的是全参数的面板建摸方式。借助悬架模 块,设计师可以提出原始的悬架设计方案。在此基础上, 通过调整悬架参数就可以快速确定满足理想悬架特性的悬 架方案。
立体平画法 曲面的多边形表示方法 和着色文件
波前文件 FEA载荷 储存模型几何形状和运动数据的输出文件 输出有关节点载荷的变化情况,供进一步的有 限元分析
电子数据表 以电子数据表格式输出的仿真分析结果
第4章 ADAMS/CAR在汽车操纵稳 定性中的应用
4.1 稳态转向试验仿真
2.2 仿真过程
Build
Test
Simulate &Review
PostProcessor
研究车辆系统动力学,建立车辆仿真模型,归纳 起来有以下几个典型步骤: 机械系统的物理抽象;获取模型的运动学(几何定 位)参数,建立抽象系统的运动部件、约束,从而 建立运动学模型。 校验模型的自由度及正确性。 获得模型的动力学参数,定义模型中部件、铰链与 弹性元件及外界条件,如道路模型、铁道轮轨模型、 空气阻力等的特性,建立动力学模型,对动力学模 型进行调整与仿真计算。 对仿真计算结果进行后处理。
第1章 ADAMS/CAR软件介绍 第2章 ADAMS/CAR基本使用方法 第3章 ADAMS/CAR 输入和输出文件类型 第4章 ADAMS/CAR在汽车操纵稳定性中的应用 第5章 ADAMS/CAR二次开发
第1章
ADAMS/CAR软件介绍
1.1 ADAMS/CAR
ADAMS/CAR 是 MDI 公司与 Audi 、 BMW 、 Renault 和 Volvo 等公司合作开发的整车设计软件包,集成了 它们在汽车设计、开发等方面的经验。 ADAMS/Car 是一种基于模板的建模和仿真工具,大大加速和简 化了建模的步骤。用户只需在模板中输入必要的数 据,就可以快速建造包括车身、悬架、传动系统、 发动机、转向机构、制动系统等在内的高精度的整 车虚拟样机,并进行仿真。
SD与CSM的区别:
SD需要建立详细的多体悬架模型,或者是借
助已有的多体悬架模型进行改进。
CSM不需要建立详细的多体悬架模型,只注
重悬架布局的最终结果。
1.2.3经验动力学模型EDM
虚拟样机功能的巨大发展,应归功 于 MDI 公司与 MTS 系统公司共同开发的 EDM 模块。利用 EDM ,可快速建立基于 试验数据的高精度弹性件模型,特别 是在设计复杂的悬架、阻尼器、衬套 和轮胎等。
整车满载在干路面上右 转的稳态转向特性的仿真与 试验(前后侧偏角差特性) 对比结果见右图,可知仿真 结果与试验结果变化趋势相 同,在小横向加速度下(线 性范围下)吻合相当好,在 大横向加速度下(非线性范 围下)有一定差别。
前后侧偏角差特性图
仿真模型还输出了其他一些重要参数,比如:
车身侧倾角与侧 向加速度关系图
福特汽车公司在一个新车型的开发过程中采 用此项技术,设计周期缩短了 70 天。全公司范围 内,由于采用了这项技术,设计费用减少了 4000 万美元,制造费用节省了 10 亿美元。由于设计制 造周期的缩短,新车上市早,额外赢利达到其成 本的数倍。
第2章 ADAMS/CAR基本使用方法
2.1 启动CAR模块
1.2.10 Engine powered by FEV工具包
ADAMS/Engine powered by FEV 是一个工具 包, 具有建立并仿真功能化数字发动机的功能。 通过仿真分析,在最短时间内获得可靠、有效和 功率强大的发动机。
1.2.11图形接口模块Exchange
ADAMS/Exchange 为 ADAMS 与其他 CAD/CAM/CAE 软件之间的数据交换提供 了工业标准的接口,实现 双向传输。
使用 ADAMS/Driveline ,可以方便的建立 整车的传动系统,以研究传动系与悬架的相 互作用。动力传动模块提供了一系列的标准 试验,可以做前轮驱动,后轮驱动及四轮驱 动,力矩转移、分配、陀螺效应和平衡效应、 轴承动力学和弹性、以及部件级的噪声和振 动激励等分析。
1.2.6 三维路面模块3D Road
车身横摆角速度与 侧向加速度关系图
4.2 瞬态试验仿真
汽车的瞬态特性是评价汽车操纵稳定性好坏的重要评价 方法。因此象角阶跃、角脉冲、力阶跃、力脉冲、转向回正、 单移线、双移线、正弦输入等评价方法在不同国家得到不同 重视。同时车辆的瞬态特性的计算机仿真已成为汽车瞬态特 性理论研究与样车性能预测的重要手段。这里仅给出转向回 正特性仿真结果。以下四幅图为低速回正试验仿真结果特性 曲线。仿真中设汽车沿半径为 15米的圆周行驶,并使侧向加 速度达到0.4g ,然后撒手。
1.2.9 耐用性分析模块Durability
耐用性试验是产品开发的一个关键步骤,主 要解决这样一个问题:“机构何时报废或零件何 时失效?”疲劳测试是产品发展的一个评价标准。 疲劳特性往往与一些其他的设计属性,例如操纵 稳定性,行驶性和NVH(噪声,振动粗糙度),相 矛盾。 使用ADAMS/Durability,可以找到这些因 素的平衡点,但又不象传统物理实验那样耗费大 量的时间。
Suspension Design 可以进行的试验包括:单轮激振试 验、双轮同向激振试验、双轮反向激振试验、转向试验和 静载试验等。输出的参数包括39种标准悬架特性参数。
1.2.2概念化悬架模块CSM
CSM是一个选装模块,可以是ADAMS/CAR的一部分,也可以单独 使用。利用CSM,通过预先定义悬架运动时或受外力作用时车桥的轨 迹,可以在ADAMS/CAR中实现悬架的运动分析。利用CSM,不需要建 立详细的多体悬架模型,就可以研究系统级的车辆动力学性能。由 于特征文件.SCF中不包含任何相关的几何信息,所以CSM模型不但可 以与他人共享悬架特征文件,而且不必担心泄密。 另外,使用CSM可以在同一个车辆装配中 把概念悬架与多体悬架相结合使用。也可以 通过表格数据(二维或三维的样条函数)或 三元多项式系数定义悬架特征曲线。从 ADAMS/CAR多体悬架分析中可自动产生悬架特 性 .SCF文件。用户可以如同悬架设计模块一 样进行整车的仿真分析。
文件格式
log文件 (.log) 试验数据
说
明
允许 允许 输入 输出
ASCII的文件,记录输入的各种命令,以及执行 命令过程中的接受到的错误信息 文本文件格式,用于储存外部的试验数据
数值数据
CAD文件
文本文件格式,储存 CAR 操作过程中产生的数 值结果
储存几何信息,可以使用的图形格式有 STEP、 IGES、DXF、DWG、Parasolid。
双击CAR模块图标 ,屏幕出现ADAMS/CAR窗口,并 弹出欢迎对话框。此时需选择模式: • Standard Interface • Template Builder 选择其中一个,进入CAR模块的一个模式。若需要切换模 式,可以直接按F9或者Tools下拉菜单的第一个选项。
在专家模式中使用ADAMS/Car,工程师可以根据本公司的 工程经验建立用户自定义模板,以帮助新来的工程师应 用该模板进行各种工况标准的整车性能仿真试验。
1.3 ADAMS/CAR的优点
• • • • • • 相对传统的汽车设计开发,使用 ADAMS 及其 CAR 模块,可以在如下方面收到明显效果: 分析时间由数月减少为数日 降低工程制造和测试费用 在产品制造出之前,就可以发现并更正设计错误, 完善设计方案 在产品开发过程中,减少所需的物理样机数量 当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时,可 利用虚拟样机进行分析和仿真 缩短产品的开发周期
2.3具体操作结合实例讲解
平顺性试验仿真
方向盘角阶跃试验仿真
S形转向试验仿真
第3章 ADAMS/CAR 输入和输出文件 类型
文件格式 Solver语句表 (.adm) CAR模型数据库 (.bin) CAR命令文件 (.cmd) Solver仿真分析结 果文件 (.req,.res,.gra) 说 明 允许 输入 允许 输出 储存用Solver命令语言ADL编写的语 句表,用于描述样机模型 储存CAR模型数据库的全部信息 储存CAR命令文件,使用该命令文件 可自动产生样机模型或者仿真结果 分别用于储存要求、结果和图形的分 析结果
应用 ADAMS/3D Road 模块,用户可以方便 地建立三维光滑的路面,例如:多层停车场, 赛车跑道和高速公路。
1.2.7 Solver模块
ADAMS/Solver 是一个自动建立并解算用于机械系统 运动仿真方程的,快速、稳定的数值分析工具。可以对 以机械部件、控制系统和柔性部件组成的多域问题进行 分析。ADAMS/Solver支持多种分析类型,其中包括运动 学、静力学、准静力学、线性或非线性动力学分析。 它可以提供多种积分方法以有效 的进行方程解算。ADAMS/Solver 可以用户化。方便的使用用户子 程序建立特定的用户模型。