【讨论】整车分析的准确度究竟有多少？

pdman

整车分析的准确度究竟有多少？  
adams/view；adams/car；ls_dyna等软件中可以提供进行整车分析的功能，那么靠软件的计算结果究竟和实际的实验有多少的误差？有多少的可信度呢？产生这个疑问的原因是：前不久我听到有一个的cae分析案例，是关于碰撞分析的，理论分析结果与实际的碰撞结果基本上完全不对！所以担心阿。请有这方面经验或者信息的朋友一起来探讨，不要让软件迷惑了我们的双眼

wsjxaut

     仿真分析的准确度有两种：定量的和定性的。
   仿真分析的目的是指导下一步的设计和制造。
   分析结果跟试验结果在数量上一致当然最好了，但是很多时候数值上差的比较多，如果趋势一致，分析结果对工作也有指导意义，这就是定性分析。有时候，定性分析的比较对象不是试验结果，而是计算结果，也是有意义的。因为实验结果可能受很多现场因素的影响，结果也不一定就是期望的那样，或者干脆某些条件在实验中根本就模拟不出来，或者代价太高，这时候，计算结果既便是定性的，也有很重要的价值。
   分析结果跟实验对不上，有很多原因。在整机分析中，影响最大的是接触面的接触特性，包括摩擦，阻尼，粘性，弹性，塑性。
   先说摩擦，一般的摩擦系数是在低压、低速下测的，或者干脆就是估计，比如0.1~0.2。冲击、振动条件下，接触面的相对滑移，频率都在几十、几百赫兹以上，接触面上的压力，有低压，也有高压，那个摩擦系数可不是一个简单的常数。
   阻尼在静态下不起什么作用，在动态下就很重要，可以成倍地影响振动幅值。但是阻尼现在计算方法上，一般也就能算个线性阻尼、比例阻尼。要准确分析阻尼，现有的算法就有困难，就更不要说如何测量了。现有的计算方法中，阻尼的处理是一个很尴尬的问题，通常只能做定性考虑。
   还有跟表面粗糙度有关的粘性、弹性、塑性，都对分析结果有很大影响。最明显的，就是整机的加载和卸载曲线相差很多，有很大的能量损失。而零件的曲线可是很好的直线。现有的算法，只能处理简单的摩擦和接触弹性。
   整机分析的另一个特点是模型巨大，以现在的硬件水平，还远不能满足需要，整机结构模型只能简化、简化再简化，分析结果的准确性可想而知。
   现在的静态有限元分析技术，零件分析，位移结果可以跟实验相差不到1～2％，做动态，由上面说的，幅值可以差到几百％都很正常，但是模态和频率倒是可以做到5％以下，因为零件阻尼小，阻尼对模态和频率影响也很小。
   冲击分析，材料的特性不是一般条件下的材料特性，力学规律也有所不同。由于实验条件及其苛刻，这方面的研究十分困难，建立合理的数学模型也就成了一个问题。
   整机分析，做静态，效果好的话，位移误差可以控制在20％一下，效果不好，差几倍都很正常。做动态，效果好的话，幅值误差也往往达到100～200％，基本靠不住，模态频率倒是可以很接近。
   看到过一些资料，国外的车厂做整机分析，能够代替1/3~1/5的实验，这大概就可以看成是整车分析的可信度吧。
   总之，整机分析涉及很多因素，有人的，有技术上的，更有理论上的。根据自己经验，可以说各占1/3吧。有些经过努力有可能解决，有些几十年之内感觉都不会有解决的希望。
   自己的一点经验，不对的地方，大家讨论吧。

wsjxaut

还有，ADAMS是个刚体动力学的东西，用它做整机分析，忽略弹性，可靠性有多少，真是不敢说啊。

wu_wjg

wsjxaut兄：真是分析透彻呀！ 我用ADAMS 做过几个分析，每次的结果总是有不太理想的地方，不是这就是那里，现在有时候也是挺害怕做某个事情做到很深的地步，一般结果不太可信，自己也找不出原因，郁闷！

pdman

wu_wjg你做得案例是不是整车性能方面的呢?

wsjxaut

chassis wrote:
为什么不在adams里面用柔体呢

  
      现在的柔体分析是很不成熟的，并不是什么情况都适用。比较一致的看法是，在大位移（刚体运动）的速度、加速度比较低，现有的一些柔体分析方法可以得到比较好的结果。换句话说，就是在准静态下。
    ADAMS是一个刚体动力学的分析软件，近年来也加入了一些柔性分析功能，比如构件的模态，但是这些柔性是小位移下的柔性，大位移运动与结构柔性的作用是相互耦合的，直接引用小位移下的柔性，丢掉了耦合关系，对计算结果的影响，是需要特别考虑的。
    大位移运动条件下，结构刚体运动与弹性振动的耦合关系是近20年来一般力学研究领域的一个热门，主要的动力来自航天工程中的空间机器人细长机械臂的运动与振动控制。地面上的机器人，这几年对机械臂的速度、精度的要求越来越高，振动的影响也开始难以忽略了，所以原有的刚体动力学软件开始考虑柔性效应。问题是，大位移运动中的振动问题并没有很好解决的前提下，工程分析结果的可靠性有多大就很难讲了。
    这里不是说整车分析不能用ADAMS，看具体问题了。工程中的问题，要具体问题具体分析。

bobo

I did several projects on Dynamic anylsis including both structure testing and numerical anylsis, I can say that nowdays the lower order of eigenmodes and correpoding frequency can be predicted by FEM with quite small errors(8%), but response analysis is in question. That is only my experience.