[發(fā)明專利]一種汽車鋼板彈簧多體模型的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210019021.9
• 申請(qǐng)日: 2012-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102609578A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉煜;李發(fā)勇;董益亮;黃仁祥;鄭曉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車懸架動(dòng)力學(xué)分析模型的構(gòu)建方法，具體涉及一種鋼板彈簧多體模型的構(gòu)建方法，應(yīng)用于汽車懸架動(dòng)力學(xué)、整車操縱穩(wěn)定性以及平順性分析。

背景技術(shù)

隨著CAE技術(shù)的快速發(fā)展，汽車懸架動(dòng)力學(xué)分析、平順性分析技術(shù)應(yīng)用日趨廣泛。鋼板彈簧是汽車懸架眾多彈性元件中應(yīng)用最為廣泛的一種，常應(yīng)用于貨車的前后懸架，客貨兩用車、微車、皮卡車、越野車的后懸架，因此鋼板彈簧模型建立在整車多體建模中有著及其重要的地位，而鋼板彈簧由多片鋼板組成，簧片間干摩擦對(duì)車輛平順性有重要影響。雖然鋼板彈簧建模方法日漸成熟，但是大部分建模方法僅能較準(zhǔn)確的反映鋼板彈簧靜態(tài)剛度，而鋼板彈簧由于干摩擦形成的動(dòng)態(tài)剛度則無(wú)法準(zhǔn)確反映，或者由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不能準(zhǔn)確反映干摩擦的影響，或者數(shù)值計(jì)算困難，無(wú)法用于仿真。

目前，能夠應(yīng)用于多體動(dòng)力學(xué)仿真分析的鋼板彈簧多體建模方法主要有：有限元模態(tài)法、國(guó)際汽車工程學(xué)會(huì)推薦的三段梁法、變截面彎曲梁?jiǎn)卧ā?/p>

有限元模態(tài)法利用有限元軟件計(jì)算鋼板彈簧模態(tài)，輸出模態(tài)中性文件，然后將模態(tài)中性文件導(dǎo)入多體仿真程序中，并添加簧片間摩擦力和接觸力，該過(guò)程是這種方法的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，這個(gè)難點(diǎn)目前還沒(méi)有較好的解決方案。

三段梁法的原理是將板簧總成簡(jiǎn)化為三段，通過(guò)函數(shù)擬合板簧彈力隨其變形的變化關(guān)系，該方法完成的模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)相差甚遠(yuǎn)，不能準(zhǔn)確反映懸架運(yùn)動(dòng)特性，板簧與車身接附點(diǎn)處的受力也不夠準(zhǔn)確，無(wú)法很好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作。

變截面彎曲梁?jiǎn)卧ǖ脑硎前唁摪鍙椈呻x散成變截面彎曲梁?jiǎn)卧?，若想要獲得較為準(zhǔn)確的模型，需要將鋼板彈簧離散為足夠多的單元，該方法需逐一建立每一個(gè)梁?jiǎn)卧＿^(guò)程繁瑣，簧片間的接觸力也不易準(zhǔn)確建立。

以上幾種方法都能夠較好放映鋼板彈簧的靜態(tài)剛度，但是都不能有效的反映鋼板彈簧的干摩擦力，有的建模復(fù)雜，有的計(jì)算困難，有的無(wú)法仿真。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種汽車鋼板彈簧多體模型的構(gòu)建方法，該方法基于動(dòng)態(tài)摩擦力模型構(gòu)建的鋼板彈簧多體模型，不僅能夠準(zhǔn)確反映板簧靜態(tài)剛度，而且能夠反映干摩擦力造成的動(dòng)態(tài)特性，并且具有良好的數(shù)值計(jì)算穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述的一種汽車鋼板彈簧多體模型的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

第一步，鋼板彈簧靜剛度及動(dòng)態(tài)力測(cè)試；

將鋼板彈簧通過(guò)支座支撐于導(dǎo)軌上，操縱靜態(tài)作動(dòng)器緩慢加載，記錄載荷與鋼板彈簧的變形，測(cè)試鋼板彈簧的靜態(tài)剛度；

第二步，建立動(dòng)態(tài)摩擦模型；

根據(jù)動(dòng)態(tài)力測(cè)試結(jié)果進(jìn)行模型參數(shù)辨識(shí)；使用Dahl(國(guó)外人名)摩擦模型作為摩擦力的動(dòng)態(tài)模型，其摩擦力的微分方程為：

dFdt=dFdxdxdt=σ[1-FFcsgn(v)]αv]]>

其中，需要辨識(shí)的參數(shù)：σ為剛度系數(shù)，F(xiàn)c為庫(kù)倫摩擦力，α為過(guò)渡系數(shù)；

需測(cè)量或計(jì)算的參數(shù)：x為摩擦部件的相對(duì)位移，v為摩擦部件的相對(duì)速度，F(xiàn)為動(dòng)態(tài)摩擦力；

參數(shù)辨識(shí)：

鋼板彈簧動(dòng)態(tài)力f_i＝f(t_i，σ，f_c，α)＝ma+k_ss+F_d；

鋼板彈簧動(dòng)態(tài)力測(cè)試結(jié)果為Fi