[发明专利]平衡悬架钢板弹簧模型建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动力学技术领域，特别涉及一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法。

背景技术

平衡悬架钢板弹簧，是重型卡车悬架中应用最为广泛的一种弹性元件，其不同于一般钢板弹簧的结构型式和安装方式，使得其非线性，包括迟滞摩擦特性对车辆动力学的乘坐舒适性、制动性、操纵稳定性的影响尚不明确。因此，建立合理的平衡悬架钢板弹簧多体动力学模型具有重要的现实意义。

目前，国内外学者提出的钢板弹簧多体动力学建模方法主要有：有限元法和Beam梁法。

1、有限元模态法

这种建模方法是利用多体动力学软件与有限元软件之间的信息交换接口，在有限元软件中建立钢板弹簧的有限元模型并生成模态中性文件。然后，将该模态中性文件输入到ADAMS等多体动力学软件中，将柔性体与模型中的其它零件连接起来，或者将模型中已有的零件刚体模型替换为柔性体模型。

2、离散Beam单元建模方法

这种建模方法将每片钢板弹簧离散化为若干刚体，相邻刚体之间采用线性等截面的无质量Beam梁来连接，通过设置接触力Impact和摩擦系数反映钢板弹簧各片间的接触及摩擦特性，而钢板弹簧的材质、形状、阻尼、变形等可通过Beam的变量参数实现。

上述技术有如下缺陷：

1、采用有限元模态法时，如果在有限元软件中划分网格数量较多，会造成钢板弹簧模型自由度较大，在多体动力学软件中计算缓慢，使仿真效率受到影响。而且，不同软件间的模型信息交换，还可能会造成部分信息丢失现象；

2、对重型车采用离散Beam单元模型进行钢板弹簧建模，如果离散单元数量巨大，会导致模型自由度激增，造成计算困难，甚至有时无法收敛，仿真失败。另外，如果不采用参数化方法建立钢板弹簧刚体模块，Beam的添加，接触力的添加等步骤，手工建立将非常繁琐，出现错误时不便于修改。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减少平衡悬架钢板弹簧建模时的自由度，从而减小计算复杂度，提高建模效率。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法，包括以下步骤：

S1：根据预设的钢板弹簧参数利用ADAMS/CAR工具生成钢板弹簧模型；

S2：根据平衡悬架钢板弹簧的固有结构特征将所述钢板弹簧模型转换成平衡悬架钢板弹簧模型。

其中，所述步骤S2具体包括：

获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性；

根据所述不同的参数属性及所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型相同的参数属性建立所述平衡悬架钢板弹簧模型。

其中，所述获取所述平衡悬架钢板弹簧模型与所述钢板弹簧模型不同的参数属性包括：接收用户界面输入的修改后的参数属性，或导入修改后的参数属性的配置文件，修改后的参数属性为不同的参数属性。

其中，修改参数属性包括：

删除钢板弹簧模型中的吊耳部件、前卷耳衬套和后卷耳衬套参数；

修改前后安装件名称，将前安装件改名为表示连接平衡悬架前轴的名称，将后安装件改名为表示连接平衡悬架后轴的名称；

修改前后卷耳部件的质量和转动惯量值，修改为取值范围内的最小值；

在所述前安装件和前卷耳部件之间以及后安装件和后卷耳部件之间分别建立移动副，所建立移动副的移动方向与全局坐标系x轴方向平行。

其中，所述钢板弹簧参数中吊耳部件和前后卷耳的参数设置为取值范围内的最小值。

其中，所述步骤S1中还包括配置ADAMS/CAR工具使其中Leafspring模块生效的步骤。

其中，所述步骤S2之后还包括：将所述平衡悬架钢板弹簧模型与平衡悬架模型进行匹配。

（三）有益效果

本发明通过ADAMS/CAR工具先建立钢板弹簧模型，再对钢板弹簧模型进一步编辑以生成平衡悬架钢板弹簧模型，因此，减少平衡悬架钢板弹簧建模时的自由度，提高建模速度和模型计算效率；减少平衡悬架钢板弹簧建模时所需数据；可以方便地将钢板弹簧与平衡悬架其它部分连接，组成平衡悬架的完整结构，以及迅速建立平衡悬架虚拟仿真平台，进行平衡悬架运动学特性和弹性运动学特性的仿真。也可以将该平衡悬架系统直接添加到整车模型中，节省整车建模时的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例的一种平衡悬架钢板弹簧模型建立方法流程图；