高 英,高 昱

(1.太原科技大学机电工程学院,太原030024;2.太原理工大学机械工程学院,太原030024)

作为对车辆动态性能影响最为显著地因素之一,悬架系统的定位参数及其弹簧刚度将决定整车的操纵稳定性与行驶平顺性。文献[1]在ADAMS/CAR中进行了两列车轮同向跳动试验,在试验中ADAMS/Insight对前悬参数进行优化;文献[2]对重型汽车的钢板弹簧和轮胎模型进行了研究,实现了对钢板弹簧运动学特性仿真和对动力学特性和因板簧片间摩擦引起动刚度的仿真。文章重点对板簧刚度及主销偏距进行优化,为后续的整车仿真提供技术储备和依据。

1 BEAM梁单元建模方法

钢板弹簧是非独立悬架系统中重要的传力和弹性元件,合理地确定板簧的性能、尺寸参数是决定车辆悬架系统设计成功的关键。在ADAMS中有多种建立钢板弹簧柔性体模型的方法。在综合考虑建模精度和计算强度的情况下,本文采用BEAM梁单元法来创建钢板弹簧模型。

利用BEAM梁单元建模类似于有限元的处理,将每一片簧分成若干段,将每段视作一个刚体,相邻两段之间用无质量的BEAM梁单元连接,BEAM梁的刚度、阻尼矩阵由ADAMS软件根据钢板弹簧的截面形状及材质自动计算得出,对于各片钢板弹簧之间的接触由软件中提供的接触力来定义。处理时,连接单元位置的选取应遵循实际板簧的曲率形状,可以定义叶片之间的摩擦力。这种方法可以较好的反映钢板弹簧的外形与性能[3]。

由于梁单元的处理不同于铰链约束,因此每个簧片质量段都有六个自由度。……