adams机电系统建模与仿真

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1、.基于虚拟样机技术电动汽车悬架性能研究XXXX150XXXXX85（西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055）摘要：汽车前悬架系统部件之间的运动关系十分复杂,对整车操纵稳定性和平顺性有举足轻重的作用。本文使用ADAMS对汽车的双横臂式前独立悬架系统进行了三维建模和组装，利用虚拟样机这种方式，对汽车横向平面的倾斜角和下横臂轴水平斜置角等参数设计为设计变量，通过优化这些设计变量以达到优化前悬架的目的这些结果对汽车前悬架后续的改进设计有重大的指导意义。关键词：汽车前悬架；虚拟样机：设计变量；AD

2、AMS1.引言现代社会便捷交通发展的同时，全球汽车数量快速增长，与此同时也导致环境污染问题日益突显[1]。汽车的乘坐舒适性以及操纵稳定性，不仅会对乘坐人员的舒适性、疲劳程度以及乘员的人身安全造成严重影响，而且也会影响汽车耗油量以及交通的安全性[2]。因此汽车的乘坐舒适性以及操纵稳定性已经成为各个汽车生产厂商在激烈的汽车市场中参与竞争所必须考虑的两个非常重要的性能了[3]。所以，对于整车进行操纵稳定性以及平顺性[4]的优化分析，已经成为汽车设计过程中的所要完成的一件重要而艰巨的任务[5]。本文本文使用

3、ADAMS对汽车的双横臂式前独立悬架系统进行了三维建模和组装，为了使改装后汽车悬架的各项性能参数得到优化以实现车身和悬架相互匹配，从而改善汽车的操纵稳定性，提高行驶平顺性行驶性能，对设计采用传统汽车悬挂系统的电动汽车有一定的参考价值。2.虚拟样机技术2.1虚拟样机技术的基本概念虚拟样机技术[6]是指在产品设计开发过程中，将分散的零部件设计和分析技术(指在某单一系统中零部件的CAD和FEA技术)糅合在一起，在计算机上创建出产品的整体模型，并针对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体性

4、能，进而改进产品设计、提高产品性能的一种新技术。它是从分析解决产品整体性能及相关问题的角度出发，解决传统设计与制造过程弊端的高新技术。在该技术中，工程设计人员可以直接利用CAD系统所提供的各零部件的物理信息及其几何信息，...在计算机上定义零部件间的连接关系并对机械系统进行虚拟装配，从而获得机械系统的虚拟样机[7]。2.2虚拟样机技术的优点虚拟样机技术涉及多体系统动力学与动力学建模理论及技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术。虚拟

5、样机技术将传统的经验设计方法改为预测方法，具有无法比拟的优点。使用系统仿真软件可以在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动，并对其在各种工况下的运动和受力情况进行仿真分析，观察并试验各组成部件的相互运动情况；还可以在计算机上方便地修改设计缺陷，仿真试验不同的设计方案，对整个系统进行不断地改进，直至获得最优设计方案后，再做出物理样机。用虚拟样机代替物理样机验证设计，不但可以缩短开发周期，而且设计质量和效率都得到了提高。3.ADAMS软件仿真基础ADAMS[8]，即机械系统动力学自动分析(Automatic

6、DynamicAnalysisofMechanicalSystems)，该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)开发的虚拟样机分析软件，由于该软件采用的比较先进的计算方法,大大地缩短了计算时间,而且其精确度也相当高,因此,被广泛应用于机械设计的各个领域并已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用[9]。用户可以利用Adams在计算机上建立和测试虚拟样机，实现事实再现仿真，了解复杂机械系统设计的运动性能。MDAdams（MD代表多学科）是在企业级MSCSimEnterpr

7、ise[10]仿真环境中与MDNastran相互补充，提供了对于复杂的高级工程分析的完整的仿真环境，SimEnterprise是当今最为完整的集成仿真和分析技术。MDAdams的发布完全支持运动-结构耦合仿真，与MDNastran的双向集成可以释放便利地将Adams的模型输出到Nastran进行更为详细的NVH分析或应力恢复，继而进行寿命/损伤计算。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统

8、动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等[11]。ADAMS中机械系统的模型建立有两种方法：一种是利用ADAMS软件中的建模模块来建立机械系统的模型，该方法的优点是能够进行机械系统的参数化设计及分析，缺点是由于的ADAMS建模能力有限，只能建立简单的几何形状，对于复杂的机械系统建模无法完成；另一种是利用第三方建模软