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1、第3卷第2期中 国 工 程 机 械 学 报Vol.3No.22005年4月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYApr.2005工程车辆ADAMS建模与平顺性仿真邵 磊,傅幸民,姚雪梅,徐 刚(总装工程兵科研一所,江苏无锡 214035)摘要:利用动力学分析软件ADAMS,建立了钢板弹簧车辆和油气弹簧车辆的动力学模型,开展了整车在随机路面上的平顺性仿真,分析了两种悬架对车辆平顺性的影响,并通过仿真数据与试验数据的对比,验证了动力学模型的正确性.关键词:机械动力学分析软件建模
2、;钢板弹簧;油气弹簧;轮胎模型;路面模型;平顺性中图分类号:U461.1;TH135ADAMSmodelingandridecomfortsimulationforengineeringvehicleSHAOLei,FUXing2min,YAOXue2mei,XUGang(TheFirstEngineersScientificResearchInstituteoftheGeneralArmamentsDepartment,Wuxi214035,China)Abstract:WithADAMS,akindofd
3、ynamicsanalysissoftware,adynamicsmodelofvehiclewithleafspringandanotherwithhydropneumaticspringweresetup.Thesimulationofthevehiclesonrandomroadwascar2riedout,andtheinfluenceoftwokindsofsuspensiononridecomfortwasanalyzed.Thecontrastbetweensimulationdataandtr
4、ialdatahasproventheveracityofthedynamicsmodel.Keywords:ADAMSmodeling;leafspring;hydropneumaticspring;tiremodel;roadmodel;ridecomfort 目前,基于多体系统动力学理论的虚拟样机技术在工程机械行业中得到了越来越广泛的应用,国内外就此项技术的研究和应用已取得了不少成果.通过建立多系统的动力学虚拟样机,真实地仿真样机在给定工作条件下的运动过程,实现快速分析、比较多种设计方案,并且能够在产
5、品设计早期就预测出潜在的故[1]障,从而减少试验及设计费用,提高产品设计水平.某型轮式工程车为铰接式工程机械,前桥与车架之间采用钢板弹簧连接,后桥为摆动桥型式.为研究油气悬架对车辆行驶性能的影响,对车辆的前桥改装了油气弹簧和导向机构,而后桥悬架型式不变.利用[2～5]机械系统动力学仿真软件MSC.ADAMS,建立包括柔性体部件、液压部件在内的整车动力学模型,模拟车辆在不同路况下的运动过程,预测不同类型的悬架对车辆行驶平顺性的影响.1 整车动力学模型的建立1.1 整车刚体模型的建立在车辆的零部件中,除了弹性部件
6、,其余大部分可视为刚体.在钢板弹簧车辆与油气弹簧车辆的建模过程中,这些刚体部件的参数是相同的,只需将其他不同子系统作改动,即将钢板弹簧和减振器去掉,改装上油气弹簧和相应的导向机构便成为油气弹簧车辆.刚体模型的质量特性参数由各个零部件的质心坐标、质量、转动惯量等参数组成,主要根据部件实际作者简介:邵 磊(1977-),男,江苏无锡人,工程师. 第2期邵 磊,等:工程车辆ADAMS建模与平顺性仿真145[6]的设计和试验数据、UG三维建模来获得.利用UG软件建立整车三维实体模型,见图1,保证了各零部件之间的空间定
7、位关系与实车的一致,同时为了将实体模型顺利导入成ADAMS动力学模型,UG建模的坐标系与ASAMS仿真环境中的坐标系保持一致:x轴为车辆行驶方向;y轴为车辆垂直方向;z轴为车辆的侧向.坐标系原点设置如下:距前桥1500mm,距地面1351mm,在水平方向距车辆中心纵轴线490mm.在ADAMS建模时区分悬挂质量与非悬挂质量,结合实际结构对模型中的主要运动部件做如下安排:模型中车身质量主要由实际车辆部件中的发动机及附件、液力变速器、制动系统、减速箱、前车架、驾驶室、发动机罩、附件和随车工具等的质量合计而成;前车
8、桥的质量由A形架和前车桥的质量合计而成;后车架质量由后车架、后桥传动轴和作业装置等的质量合计而成;模型中后车桥的质量与实际车辆的后车桥相符;其他车辆部件包括传动轴、转向缸、齿轮泵、减压系统等的质量在模型中集中到“虚拟部件”上,根据实际车辆轴荷的分配情况,将“虚拟部件”固定到后车架上.各运动部件质心坐标和惯量主要根据实际零部件质量参数和UG模型的统计计算而得,见表1.表1 主要运动部件的质量特性参数T
