adams的汽车动力学分析(附件)【字数：17126】
本文提出了利用ADAMS /Car模块进行整车四台柱激励实验，并以此实验分析过程作为实例进行概述，概述了多体动力学理论基础，详细介绍了利用ADAMS软件进行选择整车四台柱激励实验。课题的意义在于寻找到整车动力学的分析方法，并进行实验对比。仿真实验使得汽车设计更加便捷，提高研发效率，和实测实验相比降低了成本，对于提高汽车产品研发和制造质量提供了新的途径。利用ADAMS /car中的整车共享模型，对其修改合理的参数和结构。仿真实验最关键的是路面激励模型的建立，分析特性路面并利用MATLAB编写程序，生成特性路面激励文件，最后将激励文件转换为标准3d路面格式，为整车仿真做好前期准备。基于整车动力学仿真。从理论上分析车轮垂直载荷的变化与整车稳定性的关系，对整车进行在特性路面激励下的仿真分析，在后处理模块中分析左右两侧共四个车轮的垂直载荷变化。基于MATLAB进行简单频谱分析。分析比较实验得出的四个车轮垂直载荷与实测数据的区别，进而对整车动力学仿真做评估分析。本文总结得出通过对比四个轮胎垂直载荷的频谱图，得出前轮垂直动载荷幅值比后轮大。通过对比实验车轮的频谱图和实际车轮的频谱图，得出实验车轮垂直动载荷发生最大幅值时的频率比实际车轮的大，而在低频段或者高频段垂直动载荷的变化趋势跟实际轮胎相接近。实验数据与实测数据的不同来源于汽车在开始前期，忽然受到外界激励处于不平稳状态，导致数据有所误差。关键词ADAMS 动力学分析 垂直载荷 整车四台柱激励实验
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的和意义 1
1.3国内外研究现状 2
1．3.1、国外研究现状 2
1．3．2、国内的研究现状 2
1．4主要研究内容和方法 3
第二章 汽车动力学仿真理论 4
2.1整车动力学理论基础 4
2.2整车动力学建模与求解过程 6
2.3整车仿真理论基础 6
2.4整车仿真实验方案的比较 7
2.4.1整车四台柱激励仿真 8
2.4.2弹簧—阻尼建模激励仿真 9
2.4.3车轮直接加载路面激励仿真 11
2.5动力学仿真方案的选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
定 11
2.6本章小结 12
第三章 基于MATLAB软件建立路面激励文件 13
3.1MATLAB软件概述 13
3.1.1功能介绍 13
3.1.2 MATLAB语言简述 13
3.2特性路面概述 14
3.2.1特性路面参数要求 14
3.2.2路面程序的编写及路面激励文件的生成 15
3.2.3路面文件的格式转化 18
3.3本章小结 20
第四章 基于ADAMS /Car的整车动力学仿真 21
4.1 ADAMS软件简述 21
4.1.1ADAMS软件的组成 21
4.1.2ADAMS/Car模块介绍 22
4.1.3使用ADAMS/Car模块的原因 22
4.2建立整车四台柱模型 22
4.2.1整车参数 22
4.2.2四轮台柱式垂向激励试验台描述 23
4.2.3建立完整的整车试验台 24
4.3整车四台柱模型 25
4.4路面激励文件的导入 25
4.5整车四台柱激励仿真实验 29
4.6本章小结 31
第五章 基于MATLAB的频谱分析 32
5.1频谱分析理论基础 32
5.2频谱分析程序编写 33
5.3频域分析比较 36
5.4频域分析结果和结论 36
5.4.1四个轮胎相互比较的结果和结论 36
5.4.2实验数据与实测数据频谱比较的结果和结论 39
5.5本章小结 42
全文总结 43
致谢 44
参考文献 45
第一章 绪论
1.1课题研究背景
2008年后，我国在国际影响力有了大幅提升，受国际汽车行业的市场变动影响，国内汽车制造业也发生了创新进步。同时，汽车市场的竞争也越来越多，甚至趋于白热化，用户对汽车的安全性、舒适性和性价比要求越来越高，因而汽车制造商对生产的汽车也从多方面测试研究，争取在市场经济中取得一席之地。而平稳性作为汽车舒适与否的重要评判之一。具有很高的研究价值。
整车在特性路面下，车轮垂直载荷的变化可以直观的得出该车的平稳性能，所以整车在特性路面下的动力学分析研究具有重要的意义。轮胎在特性路面下垂直载荷的变化规律就很明显的体现出底盘的平稳性能。平稳性能又是当前消费者对于汽车最基本也是最严格的要求，本课题是专门针对汽车平稳性的研究，延伸到整车在鹅卵石路面下四个轮胎的垂直载荷的变化[1]。利用汽车动力学理论基础及ADAMS软件对整车系统进行动力学仿真，是汽车制造前必须要进行的性能试验和测试，意义深远。
1.2课题研究目的和意义
传统分析汽车在特性路面下垂直载荷的方法在具有诸多不便，必须在边试边改中进行，使得设计周期变长，从而影响汽车设计、测试、制造等工序的效率。而本文中提到的利用分析软件ADAMS进行整车动力学仿真分析以及优化设计，可以在很大程度上缩短产品开发周期，提高设计开发效率,减少产品在研制过程中的成本和不必要的差错，明显提高产品的制造质量和精确度，从而从根本上提高了汽车制造上的核心竞争力及重要性能，获得最优化和创新的整车系统。
本课题研究的是整车模型在特性路面（鹅卵石路面）行驶下基于ADAMS的仿真分析试验，借助软件中的示例四台柱模型修改其重要参数以及结构，运用机械
动力学分析软件ADAMS进行动画仿真分析汽车运动学动力学特性，分析其在特性路面激励下四个轮胎垂直载荷的变化曲线及行驶平稳性的影响，得出最优的整车选型方案。目的是在试制前对车辆模型进行设计和实验分析，并提出优化设计，进而提高汽车研发和制造的效率。意义在于在产品制成前，就可以发现并改正设计缺陷，完善设计，以提高汽车在不同路面的行驶平稳性。降低产品开发的风险性。
1.3国内外研究现状
1.3.1国外研究现状
虽然目前国外汽车业比国内水平高，特别是欧美国家的汽车制造水平较于中国有很大优势, 但国外的汽车动力学的研究工作也经历了很大波折才有了今天的成果，其研究内容从无到有，研究过程从实验研究到理论研究，由开环研究到闭环研究。而在上世纪80年代初，国外科研专家就开发出了针对汽车动力学仿真分析的软件，并在随后完善成了具有仿真计算功能的专业软件。该软件的仿真研究全面性和适用性也得到了极大的提高，逐渐涉及到了汽车动力学的各个方面。进入到了上世纪年90年代，汽车工程领域的汽车系统动力学分析计算大量的测量分析进入到了高速发展的时期。国外各大主要汽车生产厂商和科研机构将汽车系统动力学分析软件投入到了car系统中，这在汽车动力学分析以及后期的设计开发中起到了关键的作用。目前应用最广泛的是开发于美国mdi公司的ADAMS多体机械系统仿真软件，ADAMS优势不仅在于其强大的适用性和准确性[2]。而且软件内部有共享模型，对于本课题而言，就是利用这一优点，进行使用仿真。共享模型的存在使得课题研究节约了时间，从设计源头上提高了效率。
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的和意义 1
1.3国内外研究现状 2
1．3.1、国外研究现状 2
1．3．2、国内的研究现状 2
1．4主要研究内容和方法 3
第二章 汽车动力学仿真理论 4
2.1整车动力学理论基础 4
2.2整车动力学建模与求解过程 6
2.3整车仿真理论基础 6
2.4整车仿真实验方案的比较 7
2.4.1整车四台柱激励仿真 8
2.4.2弹簧—阻尼建模激励仿真 9
2.4.3车轮直接加载路面激励仿真 11
2.5动力学仿真方案的选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
定 11
2.6本章小结 12
第三章 基于MATLAB软件建立路面激励文件 13
3.1MATLAB软件概述 13
3.1.1功能介绍 13
3.1.2 MATLAB语言简述 13
3.2特性路面概述 14
3.2.1特性路面参数要求 14
3.2.2路面程序的编写及路面激励文件的生成 15
3.2.3路面文件的格式转化 18
3.3本章小结 20
第四章 基于ADAMS /Car的整车动力学仿真 21
4.1 ADAMS软件简述 21
4.1.1ADAMS软件的组成 21
4.1.2ADAMS/Car模块介绍 22
4.1.3使用ADAMS/Car模块的原因 22
4.2建立整车四台柱模型 22
4.2.1整车参数 22
4.2.2四轮台柱式垂向激励试验台描述 23
4.2.3建立完整的整车试验台 24
4.3整车四台柱模型 25
4.4路面激励文件的导入 25
4.5整车四台柱激励仿真实验 29
4.6本章小结 31
第五章 基于MATLAB的频谱分析 32
5.1频谱分析理论基础 32
5.2频谱分析程序编写 33
5.3频域分析比较 36
5.4频域分析结果和结论 36
5.4.1四个轮胎相互比较的结果和结论 36
5.4.2实验数据与实测数据频谱比较的结果和结论 39
5.5本章小结 42
全文总结 43
致谢 44
参考文献 45
第一章 绪论
1.1课题研究背景
2008年后，我国在国际影响力有了大幅提升，受国际汽车行业的市场变动影响，国内汽车制造业也发生了创新进步。同时，汽车市场的竞争也越来越多，甚至趋于白热化，用户对汽车的安全性、舒适性和性价比要求越来越高，因而汽车制造商对生产的汽车也从多方面测试研究，争取在市场经济中取得一席之地。而平稳性作为汽车舒适与否的重要评判之一。具有很高的研究价值。
整车在特性路面下，车轮垂直载荷的变化可以直观的得出该车的平稳性能，所以整车在特性路面下的动力学分析研究具有重要的意义。轮胎在特性路面下垂直载荷的变化规律就很明显的体现出底盘的平稳性能。平稳性能又是当前消费者对于汽车最基本也是最严格的要求，本课题是专门针对汽车平稳性的研究，延伸到整车在鹅卵石路面下四个轮胎的垂直载荷的变化[1]。利用汽车动力学理论基础及ADAMS软件对整车系统进行动力学仿真，是汽车制造前必须要进行的性能试验和测试，意义深远。
1.2课题研究目的和意义
传统分析汽车在特性路面下垂直载荷的方法在具有诸多不便，必须在边试边改中进行，使得设计周期变长，从而影响汽车设计、测试、制造等工序的效率。而本文中提到的利用分析软件ADAMS进行整车动力学仿真分析以及优化设计，可以在很大程度上缩短产品开发周期，提高设计开发效率,减少产品在研制过程中的成本和不必要的差错，明显提高产品的制造质量和精确度，从而从根本上提高了汽车制造上的核心竞争力及重要性能，获得最优化和创新的整车系统。
本课题研究的是整车模型在特性路面（鹅卵石路面）行驶下基于ADAMS的仿真分析试验，借助软件中的示例四台柱模型修改其重要参数以及结构，运用机械
动力学分析软件ADAMS进行动画仿真分析汽车运动学动力学特性，分析其在特性路面激励下四个轮胎垂直载荷的变化曲线及行驶平稳性的影响，得出最优的整车选型方案。目的是在试制前对车辆模型进行设计和实验分析，并提出优化设计，进而提高汽车研发和制造的效率。意义在于在产品制成前，就可以发现并改正设计缺陷，完善设计，以提高汽车在不同路面的行驶平稳性。降低产品开发的风险性。
1.3国内外研究现状
1.3.1国外研究现状
虽然目前国外汽车业比国内水平高，特别是欧美国家的汽车制造水平较于中国有很大优势, 但国外的汽车动力学的研究工作也经历了很大波折才有了今天的成果，其研究内容从无到有，研究过程从实验研究到理论研究，由开环研究到闭环研究。而在上世纪80年代初，国外科研专家就开发出了针对汽车动力学仿真分析的软件，并在随后完善成了具有仿真计算功能的专业软件。该软件的仿真研究全面性和适用性也得到了极大的提高，逐渐涉及到了汽车动力学的各个方面。进入到了上世纪年90年代，汽车工程领域的汽车系统动力学分析计算大量的测量分析进入到了高速发展的时期。国外各大主要汽车生产厂商和科研机构将汽车系统动力学分析软件投入到了car系统中，这在汽车动力学分析以及后期的设计开发中起到了关键的作用。目前应用最广泛的是开发于美国mdi公司的ADAMS多体机械系统仿真软件，ADAMS优势不仅在于其强大的适用性和准确性[2]。而且软件内部有共享模型，对于本课题而言，就是利用这一优点，进行使用仿真。共享模型的存在使得课题研究节约了时间，从设计源头上提高了效率。
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