ADAMS Driveline在汽车传动系统及整车动力学分析中的 应用

feifeidexie

一、Adams/Driveline的功能概述

         MSCAdams/Driveline提供给工程师和分析专家进行传动系统部件建模和仿真的专用工具，可以用来研究整个传动系在各种不同的工作条件下的动力学性能。

         利用MSCAdams/Driveline模块，可以快速创建完整的、参数化的传动系统，利用该模块建立包含传动系统的功能化数字样机可集成到MSC Adams/Car中分析研究整车（如前轮驱动、后轮驱动以及全轮驱动）的动力学性能分析。

带详细传动系统的整车模型

后轮驱动模型及台架试验台

         传动系模块提供了应用范围很广的强有力的工具。支持操稳分析中的前轮驱动，后轮驱动及四轮驱动，力矩转移、分配、陀螺效应和平衡效应、轴承动力学和弹性、以及部件级的噪声和振动激励。用户只需输入参数，差速器、驱动轴、分动器和变速器的模型将自动创建。齿轮力、自由行程、粘性联轴器和防滑差速器则来自于详尽的单元库。部件可以很容易地激活或失效以研究其对整个系统行为的影响。同时提供了丰富的标准试验，用户也可以高效地创建自己的试验。

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变速箱及差速器总成模型

二、      Adams/Driveline的传动系统建模介绍

Ø  Engine及Flywheel建模

发动机体、曲轴、飞轮以带有质量、惯量的part代替，可以带入详细的CAD几何渲染，发动机与车架通过bushing衬套，柔性连接。

曲轴和飞轮之间，通过complex spring扭簧连接，实现带弹性滞后阻尼效应的扭矩传递。模型及参数输入，详见下图：

Ø  Gearbox及Clutch建模

         变速箱通过建立输入轴/输出轴，建立各齿轮副，输入各档位速比，考虑齿侧间隙bachlash、啮合刚度/阻尼等参数。如下图所示：

离合器模型，建立摩擦片与压力盘模型，通过Clutch force实现离合器传递力建模，输入自由行程、摩擦函数参数值，以及在属性文件中包含有定义的接合行程与接合力关系样条曲线和阻尼系数。离合器传递力矩最终表达为接合力、摩擦系数与有效摩擦半径的乘积值。如下图所示：

其中，离合器的模型包括：

a)        Clutch Connectors双向离合器

b)        Conceptual Wet Clutches概念湿离合器

c)        Clutch Force离合器传递力

Ø  Differential差速器及主减速器建模

主减速器/差速器通过建立主从齿轮、行星齿轮等，建立各齿轮副，输入各传动比。

其中，Limited Slip Differential（限滑差速器）模型，包括：

a)        Viscous（转速敏感式）

b)        Torque-sensing（扭矩敏感式）

c)        Clutch-pack（多摩擦片式）

参数设置如下图所示：

Ø  Transmission shaft传动轴建模

支持弹性传动轴建模，类似于Car中的非线性多义梁（Nonlinear Beam），以及传动轴悬吊模型的建模，和传动轴滑动叉（Slip Yoke），以及液力耦合器（Viscous Coupling）模型。如下图所示：

三、Adams/Driveline的整车装配及各工况分析

Adams/Driveline建立各子系统模型后，即可组装成整车模型，Driveline支持两种装配组合：整车装配组合和台架试验组合。整车装配模型至少需要前后悬挂、前后车轮、转向和车身等子系统，台架试验组合至少需要悬架子系统，如下图所示：
整车模型装配

Ø  工况一：起步抖动judder

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工况参数设定

起步工况动画及车身质心纵向加速度变化曲线

离合器摩擦片与压力盘之间的力与力矩曲线

曲轴与飞轮连接处的力矩与角速度变化曲线

变速箱输出轴角加速度变化曲线

改变变速箱各档速比对车身质心纵向加速度影响

Ø  工况二：离合器分离试验

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离合器分离试验工况设定

整车动画及车身质心纵向加速度/变速箱输出轴角加速度曲线

Ø  工况三：阶跃脉冲（Step Torque）试验

阶跃脉冲试验工况设定

扭矩曲线：飞轮处、离合器压力盘、传动轴前段、变速箱输出轴等扭矩变化曲线

Ø  工况四：扭矩周期摆动（Rock Cycle）试验

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扭矩周期摆动试验工况设定

扭矩曲线：发动机扭矩、离合器压力盘、传动轴前段、变速箱输出轴等扭矩变化曲线

Ø  其它各种试验工况

四、总结

Ø  MSCAdams/Driveline提供给工程师和分析专家进行传动系统部件建模和仿真的专用工具，可以用来研究整个传动系在各种不同的工作条件下的动力学性能。

Ø   快速创建完整的、参数化的传动系统，利用该模块建立包含传动系统的功能化数字样机可集成到Adams/Car中分析研究整车（如前轮驱动、后轮驱动以及全轮驱动）的动力学性能分析。

Ø   支持操稳分析中的前轮驱动，后轮驱动及四轮驱动，力矩转移、分配、陀螺效应和平衡效应、轴承动力学和弹性、以及部件级的噪声和振动激励。

Ø   研究部件柔性对设计的影响以及系统动态行为、高转速下的二级运动。进行控制系统的分析、传动系布置方案研究、用于耐久性分析的部件疲劳载荷预测。

wangxianchuan

谢谢楼主

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谢谢分享