技术贴 | AVL EXCITE M 新增轮廓连接副带来全新应用

随着即将到来的AVL EXCITE™ M 2024 R2更新的推出，一个新的连接副—轮廓接触连接副可供选择。基于该新连接副，我们可以采用2D刚性轮廓并使用单一节点与节点耦合进行建模。使用轮廓连接副可在 AVL EXCITE M 中模拟更多新的接触形式，例如摆式减震器，凸轮甚至摆线齿轮形状。为了进一步探索，让我们先看一个简单的摆式减震器。

01 生成一个简单的摆式减震器

摆式减震器经常用于注重提高能量输出与其效率的动力传输系统中。伴随发动机开发的小型化与低速高扭矩输出，势必会导致发动机部件的扭转振动增加，从而引发耐久性的担忧，而且大幅度震动也会降低用户的舒适度。此现象可以使用精确校准的扭转阻尼器与吸收器避免。摆锤的振动方向与发动机的扭转振动方向相反，这意味着在低速行驶中，由于摆锤吸收器可以补偿不需要的扭转振动，发动机一定的噪声也可以被避免。

通过使用新的轮廓子组件生成轮廓，我们可以在摆杆中创建豆形槽与代表飞轮的销钉。这些特殊的子组件可用于通用体建立，软件中可以定义一系列点表（样条线）、弧线和（或）直线，以及圆角用于生成轮廓曲线，如图一所示：

图1：轮廓子组件属性

创建的刚性二维轮廓是针对体节点创建的，轮廓跟随节点的自由度运动。在定义轮廓时，需要注意的是， “参照体 ”定义的轮廓可以由点表（样条线）定义，也可以由弧线和线段组成。第二条轮廓（从动体）必须是弧线和/或直线。需要注意的一个重要假设是，尽管图形用户界面提供了许多附加功能来帮助用户对通过轮廓连接副连接的主体进行初始定位，但接触的轮廓必须位于一个平面内。连接体轮廓平面之间的任何倾斜都将被忽略，也不会在模拟中看到。由于连接基于单点接触，图 2说明了模拟中允许和不允许的情况：

图2：轮廓接触限制

我们可以利用这些简单的内置多轮廓定义快速建立更复杂的模型，如图 3 所示的摆式阻尼器：

图3：一个多轮廓接触摆式阻尼器

定义好体及其子组件后，我们就可以开始添加轮廓接触连接副，以表示接触部分的性质（图 4）。在连接副中，我们可以指定接触刚度和阻尼、间隙阻尼以及接触摩擦的参数。此外，还可以设置定位参数，从而在触发重新定位操作时调整接触体的定位。更多详情，请参阅软件文档。

图4：轮廓接触属性

02 模拟与结果

设置好模型后，我们就准备好在飞轮上添加预定义的运动来运行模拟了。在本示例中，我们将使飞轮绕x轴以100rpm的速度转动。模拟运行成功后，我们可以对结果进行分析。在这里，我们可以看到系统的三维动画，以及飞轮旋转时的耦合节点力方向。

图5：使用AVL IMPRESS™ M 展示的耦合节点力

需要注意的是，在这一最初版本的轮廓接触连接副中，只考虑了单一节点对节点接触的恒定刚度、阻尼和摩擦，没有弹性流体动力（EHD）润滑。因此“参照体 ”和 “从动体 ”都有一组标量结果，如接触点、摩擦力、力和速度。在图 6 中，我们可以查看摆锤的节点力。

图6：摆锤的结点力结果

03 结论

随着 2024 R2 版本的发布，AVL EXCITE M 中提供了轮廓接触连接副。它支持与通用体一起使用，使用条样曲线、圆弧、直线和圆角定义基准和从动件的轮廓。此初始版本是单节点到节点接触，允许用户在 AVL EXCITE M 中探索摆式阻尼器的新应用（如本简讯所示），也可用于凸轮驱动系统或驻车系统。下期我们将介绍如何使用该功能进行驻车系统分析，敬请期待。

以上就是本次分享的全部内容，如您对本篇文章感兴趣，欢迎您发送邮件至ast.china@avl.com与我们进一步联系。

 

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