ADAMSCar仿真学习教程.pptx
ADAMS/CARADAMS/CAR软件介绍ADAMS/CAR是 MSC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。通过高速动画直观地显示在各种试验工况下整车动力学响应，并输出标志操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安全性的特征参数，从而减少对物理样机的依赖。第1页/共46页ADAMS/CAR 模块界面第2页/共46页仿真内容悬架试验主要包括：单轮跳动试验、双轮同相跳动平行试验、双轮反相跳动试验、转向试验和静载试验等。主要考查前束、外顷、内顷，轮距变化、悬架刚度等的分析整车试验仿真主要包括：方向盘阶跃、脉冲和斜坡输入试验、漂移试验、稳态转向试验、单移线试验等典型的开环控制试验加速试验、制动试验等直线性能试验，转向制动、定圆转向、转向回正等联合工况性能仿真分析 主要考查：横摆角速度、侧倾角、侧向加速度、侧偏角等第3页/共46页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 第4页/共46页Adams/CAR仿真步骤：4步第5页/共46页Adams/CAR仿真BuildTestSimulate&ReviewPostProcessor第6页/共46页分析流程建立子系统 使用系统带的模板自己创建模板建立装配设置参数进行特定仿真绘制曲线、分析数据第7页/共46页模式：标准标准:standard用于设计人员和检测人员，在这个环境下进行建立子系统、装配和仿真用户可以根据汽车的构造来选择合适的模板，如悬架系统，轮胎系统，转向系统等;专家:expert可以建立和修改模版，适于有经验的高级用户 若无合适的模板，使用模板建模器，根据具体结构来生成所需的模板 如何设置：文件：.acar.cfg:!Desired user mode(standard/expert)ENVIRONMENT MDI_ACAR_USERMODE standard 第8页/共46页模型结构模型组成总成（Assembly)子系统(Subsystem)试验台(Test rig)模板(Template)属性文件()第9页/共46页第10页/共46页模板介绍基于模板的产品：ADAMS/Car,ADAMS/Engine,ADAMS/Rail 利用模板，可快速建立自己的参数化模型。并可通过修改参数使之与实际系统一致 模板是一个系统的拓扑结构的代表，它定义了该系统中各个部件之间是如何组成系统，另外还定义了与其他模板之间联系的通讯信息（Communication）。必须在专家模式下进行第11页/共46页模板模板是参数化的模型，定义了缺省的几何数据和模型的拓扑结构。部件都是参数化的，因此可以用一个模板代表很多个子系统。模板的设计参数：如HARDPOINTS，参数变量，属性文件等可以在子系统中进行修改HARDPOINTS：定义了几何体、attachment,construction frames的位置。属性文件定义了部件的特性第12页/共46页子系统在标准界面下使用，是基于模板的，允许普通用户进行修改参数。子系统主要包含如下内容：设计数据：如车轮半径、前束角、硬点包含设计数据的减振器、弹簧等的属性文件包含子系统结构的模板，各个部件之间如何连接等每个子系统都有主要任务和次要任务：主要任务：子系统的功能，如悬架、转向等，次要任务：子系统的位置，如前后第13页/共46页模板与子系统编辑模板可修改模型的拓扑结构，子系统只能修改局部信息子系统可直接生成总成，但模板不可以二者存在的格式也有所区别第14页/共46页属性文件包含建模中部件的数据：如bushing,damper，spring,tire.等等格式：PROPFILE bushing /bushings.tbl/mdi_0001.bus第15页/共46页试验台目前在car中可用的试验台_MDI_SUSPENSION_TESTRIG_MDI_SDI_TESTRIG_MDI_DRIVER_TESTRIG_ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG_ADM2NAS_TESTRIG第16页/共46页建模过程ADAMS/CAR的建模顺序是自下而上的(模板一子系统一整车)，模板是最基本的模块。模板建立：该阶段，正确建立零部件间的连接关系和信号器是至关重要的，这些数据在以后的子系统和总成阶段无法修改。零部件位置和特征参数在后续过程中可以更改。子系统建立：在子系统的级别上，可对己创建的零部件进行部分数据的修改。总成建立：选择合适的子系统和试验台，产品设计人员可根据实际需要，将不同的子系统组合成为完整的分析模型。为了对整车进行仿真分析，还需要设置试验台，装配完整车。第17页/共46页总成最后选择合适的子系统与试验台，装配成总成在仿真之前，需要设置一些基本参数第18页/共46页设置参数悬架分析参数轮胎模型、轮距、簧载质量、驱动力、制动力分配、质心高度整车分析参数转向比、转向齿条比-方向盘与齿条（只在输入力矩或位移的时候有效）、最大的前后制动力矩、前后制动力分配第19页/共46页悬架仿真内容车轮同向跳动（parallel wheel analysis)车轮反向跳动(opposite wheel travel)单轮跳动(single wheel travel)转向(steering)侧倾与垂直力分析(roll&vertical force)静态分析（static load)外部文件分析（external file)载荷分析（Loadcase)车轮包络分析(Wheel envelope)第20页/共46页整车仿真内容开环驾驶分析包括：蛇行驾驶试验（Fish-Hook）、漂移试验（Drift）、角脉冲输入转向（Impulse Steer）、斜坡脉冲转向（Ramp Steer）、单移线（Single Lane Change）、阶越转向（Step Steer）等回转性能分析包括：转弯制动（Braking-In-Turn）、定转弯半径（Constant-Radius Cornering）、转向回正（Cornering with Steer Release）、收油门转弯（Lift-off Turn-in）、弯道收油门（Power-off Cornering）直线行驶：转弯、制动准静态分析道路试验：ISO移线试验、3D路面文件驱动试验：第21页/共46页整车操纵稳定性的分析 角阶跃试验内容：汽车以恒定的车速直线行驶，突然将方向盘转过一定角度，使汽车进入转弯运动状态第22页/共46页角阶跃试验内容：目的：衡量车辆的频率响应特性具体试验：汽车以恒定的车速直线行驶，突然将方向盘转过一定角度，使汽车进入转弯运动状态。重点考查的参数横摆角速度、车身侧倾角、侧向加速度等第23页/共46页第24页/共46页频域响应用以表征车辆频域瞬态响应特性。转向系统输入为正弦单脉冲的力、力矩、角度或位移重点考查的参数有：时域与频域内的横摆角速度、侧向加速度等第25页/共46页转向正弦扫频输入Swept-Sine Steer 用以衡量车辆的频率响应特性。为评估车辆的瞬态特性，幅频及相频特性提供依据。重点考查的参数有：方向盘转角、侧向加速度、横摆角速度、侧倾角 第26页/共46页第27页/共46页稳态圆周试验内容：固定方向盘转角的稳态圆周车速、横摆角速度 Constant-Radius Cornering 定半径转弯亦称稳态回转试验，用以评定整车的不足转向特性。车辆先驶过一段平直路面，随后驶入圆周试验轨道，逐渐增大速度以积累侧向加速度 第28页/共46页转向回正试验Cornering w/Steer Release 方向盘撒手转弯内容：车辆首先完成一个动态定半径转弯，以达到指定条件（半径与纵向速度，或纵向速度与侧向加速度）。经历这个稳态的预先阶段后，解除方向盘闭环控制信号，执行方向盘撒手试验仿真。重点考查的参数：路径偏移量、横摆特性参数、方向盘测量参数、侧倾角、侧倾角速度及侧滑角 第29页/共46页40km/h,60km/h第30页/共46页第31页/共46页Single Lane Change转向系统输入为经历一个完整正弦变化的力、力矩、角度或位移 第32页/共46页第33页/共46页第34页/共46页ISO移线行驶ISO Lane Change内容：纵向控制器使车辆行驶速度保持在期望值，侧向控制器控制转向系统使车辆保持沿期望的ISO指定路线行驶 第35页/共46页第36页/共46页文件驱动驾驶员控制文件Driver control file*.dcf驾驶员控制数据文件 Driver Control Data file，*.dcd驾驶员输入文件Driver Input File,*.din第37页/共46页驾驶员控制文件(Driver control file*.dcf)描述了车辆模型准备执行的一系列操作，如转向、制动等。在文件中，可以设定车辆行驶的速度、轨迹文件、控制方式以及试验结束的条件(如行驶距离)等信息。打开文件具体介绍第38页/共46页驾驶员控制数据文件(Driver Control Data file，*.dcd)该文件包含了驾驶员控制文件所需的数据。如在*.dcf中使用轨迹控制车辆的运动，那么*.dcd文件的主要内容是设定车辆行驶轨迹的坐标数据。驾驶员控制数据文件(*.dcd)必须与驾驶员控制文件(*.dcf)配合使用第39页/共46页驾驶员输入文件(Driver Input File,*.din)驾驶员输入文件指定了ADAMS/Driver模块所需的各种控制参数的数值，如径向动态特性、侧向动态特性，车辆结构的特性以及学习文件的参数等，用来指导整车分析。第40页/共46页蛇行线试验设计试验标准：第41页/共46页第42页/共46页第43页/共46页平顺性仿真分析Car Ride是在ADAMS2003版中新发布Car即插即用的模块；它是与世界上主要汽车制造商合作用户开发的汽车平顺性虚拟环境，将数字化汽车仿真从操作性试验扩展到平顺性试验。Car Ride包括了在汽车平顺性频域分析方面建模、试验及后处理所需要的单元、模型及事件的定义，一旦系统中所有部件详细的参数指定，就可以基于一个扩展的试验平台，完成一系列预定义的平顺性和舒适性研究过程，使用户可以进行系统级NVH（Noise噪音、Vibration振动、Harshness啸鸣）性能的评估，也可以对其他系统中的模型单元进行单独分析。我们一般大致将车辆振动频率在150 Hz以下时划分为振动，超过150 Hz的就是噪音和啸鸣。第44页/共46页平顺性仿真分析在Car Ride中用虚拟四柱试验台对轿车模型进行仿真试验，四柱试验台提供多种时域分析和频域分析（频域分析需要Vibration模块支持），模拟汽车行驶在粗糙路面和轮胎碰撞石块时的响应特性第45页/共46页谢谢大家观赏！第46页/共46页
