设计仿真 | 应用Adams/vibration模块分析整车刚体模态

概 述

Adams/Car提供轮式车辆性能分析的解决方案，是集专业化模板建模和行业标准分析于一体的应用环境，建立的功能化数字样车可包括以下子系统：底盘（传动系、制动系、转向系、悬架）、轮胎和路面、动力总成、车身、控制系统等。用户可在虚拟的试验台架或试验场地中进行子系统或整车的功能仿真并对其设计参数进行优化。Adams Car Studio含有丰富的子系统标准模板以及大量用于建立子系统模板的预定义部件和一些特殊工具。通过模板的共享和组合，快速建立子系统到系统的模型，然后进行各种预定义或自定义的虚拟试验。

Adams/Vibration用于机械系统在频域的强迫振动分析。Adams/Vibration首先对系统进行线性化分析，计算特征值和特征向量，然后计算在强迫激励作用下的传递函数和功率谱密度函数等频域特性，这一过程非常快捷，可以得到频域的精确解。同时可以考虑系统中液压和控制对整个系统的影响。

可以直接使用建立好的平顺性或者操纵稳定性分析的整车模型，直接调用Adams/Vibration模块，进行系统模态分析，包括附带的特性和其它一些非线性特性，强迫振动响应和每阶模态的动画，每阶模态的动能、应变能、耗散能的数值分布，同一模型就可以直接研究振动性能，研究各参数对整个系统模型的影响。

分析步骤

2.1打开整车模型

打开Adams/Car软件，打开MDI_Demo_Vehicle.asy整车模型。

图1：打开整车模型

2.2 加载Adams/Vibration模块

选择Adams/Vibration，加载振动分析模块，系统线性化后，由时域转为频域内分析。

图2：加载Adams/Vibration插件

2.3 整车仿真分析，输出脚本文件

图3：选择maintain仿真工况

在模态分析之前必须进行一次成功的整车仿真分析，工况一般选择maintain直线行驶工况，软件自动静平衡、线性化、形成脚本文件。

图4：maintain工况设定

运行整车直线工况分析，不能出现error信息，如果计算报错，检查提示信息、动画曲线等，重新调试整车，保证整车顺利完成一个整车分析工况。

2.4 Adams/Vibration模态分析步骤

1）选择分析工况；

2）输入分析名称；

3）选择2.3整车分析工况中自动形成的脚本文件（也可以自己编写，但是A/car中的脚本命令比较复杂）；

4）选择能量计算信息窗口；

5）选择相应选项；

6）OK

图5：模态分析设置步骤

分析结果查看及处理

3.1查看分析结果

加载Adams后处理界面，查看模态分析后处理结果及振型动画。

1）首先加载模态分析结果

图6：加载模态分析结果

3.2 读取模态分析结果

2）点击table of eigencalues按钮，查看模态信息。

图7：查看模态信息

图8：模态信息窗口

3.3 观察模态振型

3）选择第21阶频率动画，观察其运动特性，发现其振型是车身的俯仰振动，其值是由前后悬架刚度及簧载质量决定的。

图9：查看21阶振型动画

在实际工程应用中，可以观察、记录及优化比如车身的俯仰、侧倾，动力总成的垂直、扭转等总成的在整车下的振动特性。