一文讲清ADAMS/CAR如何搞定汽车底盘动力学仿真分析

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导读：ADAMS全称Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，是海克斯康（HEXAGON）集团下属公司MSC Software开发的机械系统动力学自动分析软件。其以独特的底层建模功能、专业的部件及系统分析能力、灵活多样的后处理方法等优势，广泛地应用于航空航天、铁道、船泊、军工、工程机械、汽车等诸多行业，并成为部分行业的首选仿真分析软件。

使用ADAMS软件，用户可以快速搭建所需复杂机械系统的虚拟样机，调试出足够精确的仿真模型，进行各种针对性的仿真分析及优化，在保证产品功能、性能、质量的前提下，缩短产品开发周期，降低开发费用。

一、ADAMS模块构成

ADAMS软件广泛应用于各种机械行业，根据不同的行业，为提高应用效率和专业化，ADAMS的诸多模块可分为基础模块、专业模块、功能扩展模板、CAD接口模块、工具箱五大类，见下表。

基础模块也称为核心模板，其主要包含前处理模块ADAMS/View，求解器模块ADAMS/Solver，后处理模块ADAMS/Postprocessor。

（1）前处理模块ADAMS/View

ADAMS/View模块是可视化的前处理环境，其主要建立前期的模型，并利用内嵌式ADAMS/Solver模块可以对模型进行解算分析。

实际工程中，ADAMS/View模块大多用于常规通用机械结构的仿真分析。

（2）求解器模块ADAMS/Solver

ADAMS/Solver模块是ADAMS软件的求解器，其包含了稳定可靠的Fortran求解器和功能更为强大的C++求解器，供用户选择使用。该模块大多情况下集成在ADAMS/View、ADAMS/Car等模块下使用。

（3）后处理模块ADAMS/Postprocessor

其主要功能是对仿真分析结果及演示动画的处理。

二、ADAMS/Car模块介绍

ADAMS/Car模块是ADAMS的汽车专业模块，内置了ADAMS/Solver求解器模块及其他即插即用插件，可脱离主模块独立运行。不同于ADAMS/View，ADAMS/Car模块以汽车工程语言和思维，轻松实现车辆的建模及仿真分析，以其专业性和高效性应用于乘用车和商用车行业。ADAMS/Car在底盘动力学开发中主要应用简述如下。

（1）悬架建模及K&C仿真分析

悬架建模及K&C仿真分析是ADAMS/Car最基础的应用之一，其包含悬架模板的建立，悬架子系统和装配体的组建，衬套、弹簧、减振器等弹性元件属性文件的设置，零部件重量的调试，仿真工况设置及结果输出等内容。

悬架K&C仿真可以模拟分析悬架在不同工况下的运动特性，如平跳和侧倾工况下的车轮前束角（Toe）、外倾角（Camber）变化特性；转向工况下的主销参数等；纵向力加载工况下的纵向力轮心柔度（Longitudinal Wheel Centre Compliance）等。

悬架K&C仿真分析是基于悬架装配体和仿真工况完成的，如下图所示。

图1.悬架K&C仿真分析基础要素

（2）整车建模及操稳仿真分析

相较于悬架建模，整车建模要复杂得多，且工程量也相对较大。整车模型由多个子系统及对应试验台构成，模型调试后可以完成GB/T6323和ISO对应的各项操稳试验，同时用户也可自定义操稳试验。通过自带的数据处理功能，ADAMS/Car不仅能输出时域下的各项重要指标，也可输出频域下的关键指标。整车操稳仿真也是基于整车装配体、仿真工况（含路面文件）共同完成的，如下图所示。

图2.整车操稳仿真分析基础要素

（3）整车建模及平顺性仿真分析

ADAMS/Car整车平顺性仿真分析有两种方式：一种是基于ADAMS/Car Ride的四立柱试验台仿真分析；另一种是基于虚拟路面模拟实车的仿真分析，分别如下图所示。

（4）静态及动态载荷提取与分解

静态载荷提取与分解主要针对悬架系统，其目的是提取各工况下目标部件的静态载荷，用来分析零部件的结构强度，如下图所示。

图5.静态载荷提取与分解基础要素

动态载荷提取与分解也是提取部件硬点处的力，但不同之处在于其提取的是基于时间历程的动态力，主要用于零部件的疲劳耐久分析。动态载荷提取与分解主要有三种方法，图4所示可理解为基于VPG虚拟路面技术的方法，另两种方法分别是基于路面载荷谱的车身固定法和虚拟迭代法，其中，虚拟迭代需联合第三方软件，如FEMFAT LAB。

（5）部件分析

ADAMS/Car模块内嵌有特殊部件分析功能，如液压衬套分析可辨识衬套的重要特性参数，轮胎试验台可进行轮胎动力学模型的建立及分析等，分别如图6和7所示。

（6）其他分析

ADAMS/Car模块下还可完成其他仿真分析，如集成的ADAMS/Insight可进行试验设计（DOE）优化分析，内置的即插即用的插件（如ADAMS/Vibration、ADAMS/Durability）可完成相应的振动及疲劳耐久分析等。

三、AdamsCar系列直播福利

为了帮助大家快速掌握Adams/Car汽车底盘动力学开发核心技术，机械工业出版社邀请《ADAMS/Car汽车底盘动力学虚拟开发》作者、仿真秀精品视频课程《AdamsCar悬架动力学系列课23讲》创作者王老师，为大家带来“Adams/Car在汽车底盘动力学开发中的应用”系列课程。

本系列课程共分为4讲，涵盖ADAMS/CAR基础应用与操作、麦弗逊悬架动力学建模、悬架K&C基础知识及仿真分析、整车动力学模型及仿真分析等，具体内容如下：

系列课程的第一讲：“Adams/Car基础应用与操作”将于3月7日（周四）播出。直播主题为“Adams/Car在汽车底盘动力学开发中的应用”系列课程——Adams/Car基础应用与操作。

开放时间：2024年3月7日（周四）20:00

主讲老师：王老师

课程类型：视频直播

观看平台： 仿真秀、九州云播平台、机械工业出版社“IT有得聊”视频号、蔻享学术、示说网、智教新媒

1、讲师介绍

王老师, 仿真秀优秀讲师，某主机厂底盘动力学工程师

近15年的乘用车底盘研发工作经验，先后从事过制动、转向系统开发，最终专注于悬架系统及底盘动力学开发，具有多款乘用车的完整项目研发经历。仿真秀专业技术平台优秀讲师，其底盘动力学课程受到广泛好评。

2、讲课内容

3、如何观看

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4、相关图书

基于编者十多年的工作经验编著而成，主要讲解ADAMS/Car模块在汽车底盘动力学（悬架K&C、整车操纵稳定性、平顺性、载荷）开发中的应用。全书共14章，分为5个部分：第1~4章，软件基本应用；第5~7章，常见悬架、稳定杆、转向系统的结构、功能及动力学建模；第8~10章，悬架动力学模型调参、K&C仿真分析、实车K&C指标解读及应用；第11~13章，整车动力学建模、调参，整车操纵稳定性仿真分析，整车平顺性仿真分析；第14章，悬架静态载荷、整车动态载荷的提取与分解。

（完）

来源：仿真秀App