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基于Adams软件动力学模块解决卡车行驶跳动、抖动问题的流程

2023/6/28    来源:e-works    作者:季鹏森      
关键字:Adams  仿真  卡车  
本文介绍了利用Adams软件动力学模块,分析卡车抖动、跳动问题,并提出相应的优化方案,为产品研发提供技术支持。
一、项目概述

       1.1 项目背景

       卡车抖动、跳动问题是商用车NVH领域需要重点关注的问题之一。抖动、跳动问题不仅会影响车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性,还会直接影响驾驶员的行车安全,因此需要对该问题进行深入研究解决。

       Adams是一款优秀的仿真软件,其动力学模块能够帮助工程师研究运动部件的动力学和力的分布情况。该软件广受各大主机厂欢迎,通过支持系统级设计验证提高了工程效率,降低了产品开发成本。工程师可以利用Adams评估和管理各个部件之间复杂的相互作用,优化产品设计的性能、安全性和舒适性。

       1.2 项目意义

       本次项目旨在利用Adams软件动力学模块,分析卡车抖动、跳动问题,并提出相应的优化方案,为产品研发提供技术支持。

       1.3 实施方案

       为了实现项目目标,我们采用以下实施方案:

       1)建立卡车动力学模型,包括车身、底盘、轮胎等部分。

       2)基于实际工况,运用Adams对车辆的抖动、跳动问题进行仿真分析。

       3)基于分析结果,提出优化方向。

二、项目实施情况

       2.1 动力学模型建立

       1)参数收集

       a.确认空载状态的整车数模装配状态,对转向系、前后悬架、前后桥、前后轮胎及传动系等装配关系检查确保空载装配下硬点位置无误;

       b.整车及零部件质量、质心及惯量信息收集;

       c.弹性元件参数,如前后钢板弹簧、减振器、缓冲块、车身悬置软垫、发动机悬置软垫等刚度或阻尼力参数。

       2)整车动力学建模

       模型采用刚柔混合建模方法,需将车架柔性化处理并注意车架上搭载的主要部件的质量分配。整车动力学模型共含10个子系统,包括转向系统、车身系统(含车架货箱)、前悬架系统、后悬架系统、前钢板弹簧、后钢板弹簧、动力系统、传动系统、前轮胎及后轮胎。

       需保证各零部件间的装配运动关系、零部件质量质心惯量、衬套刚度、缓冲块刚度、板簧刚度、减振器阻尼,及整车总质量质心惯量、前后轴荷分配、簧下簧上质量等。

车辆动力学模型

图1 车辆动力学模型

       3)分析设置

       为复现车辆跳动抖动问题,在仿真模型中增加轮胎不平衡质量块作为激励,从而验证车速、轮胎不平衡质量大小、减振器阻尼、车身悬置刚度、板簧刚度及板簧摩擦等因素对驾驶员座椅导轨处振动加速度的影响。

       分析工况为B级路面直线行驶,车速采用问题出现时车速,测量驾驶员座椅导轨处加速度值。分析结果如下:

不同车速的影响

图2 不同车速的影响

不同不平衡质量的影响

图3 不同不平衡质量的影响

       2.2 分析结论

       通过分析得到了车辆在不同速度下的振动特性,详细评估了抖动、跳动问题的严重程度。基于分析结果,得到以下结论:

       1)该车辆在50km/h时车架刚度不足是导致抖动问题的主要原因;

       2)车轮总成不平衡质量是影响跳动、抖动问题的关键因素。

三、项目总结

       在数据设计阶段,利用Adams进行整车平顺性仿真分析,评估各个部件之间相互作用的影响,验证理论设计状态,保证关键零部件性能匹配的合理性,降低车辆抖动、跳动风险;为设计人员提供指导。
责任编辑:程玥
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