基于ADAMS的悬架侧倾与转向仿真 原创

基于ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）进行麦弗逊前悬架的侧倾与转向仿真，通常需要以下步骤和关键点。以下内容将分步骤说明建模、参数设置和仿真分析过程：

1. 麦弗逊悬架建模

根据实际悬架硬点坐标（Hard Points）定义部件的位置和尺寸，确保悬架运动学特性准确。各部件之间按照设计要求，通过建立连接副和衬套进行悬架系统装配。

本文介绍麦弗逊前悬架的侧倾与转向仿真，对模型的建立作如下假设: 悬架中所有零部件都认为是刚体; 减振器简化为线性弹簧和阻尼; 各运动副内的摩擦力忽略不计; 轮胎简化为刚性体。创建的模型如图 1。运用 ADAMS /CAR 模块建立与表1相对应的汽车前悬架的运动学模型，具体的模型如图 1 所示。

图1 麦弗逊悬架多体动力学模型

2. 参数设置

2.1 弹性元件参数

弹簧刚度：输入悬架弹簧的线刚度。需要考虑非线性弹簧刚度，因此曲线采用变刚度数据；

阻尼系数：根据减震器性能试验，绘制减震器示功图，在ADAMS软件里面设置减震器的压缩/回弹阻尼。

2.2 轮胎模型

为简化分析，本案例使用刚性轮胎+接触力模型，轮胎尺寸和参数在ADAMS软件里面进行设置，轮胎参数设置如图2所示：

图2麦弗逊悬架轮胎参数设置

2.3 质量属性

为准确体现各部件分配质量和转动惯量，需要对模型general part进行质量和转动惯量设置，具体数据要求按照实际零部件重量进行定义，尤其是转向节和车轮。

3. 仿真工况设置

3.1 侧倾仿真工况

基于adams car roll&vertical force/length进行悬架侧倾定义roll angle为±5°（绕着整车X向），定义垂向力10000N(按设计状态或者实验台载荷)

测量参数：

车身侧倾角（Roll Angle）

车轮外倾角（Camber Angle）变化

轮距变化（Track Change）

3.2 转向仿真工况

基于adams steering进行悬架转向工况定义，定义转向角度为±360°(按设计状态或者实验台载荷)

测量参数：

前轮转向角（Toe Angle）

阿克曼角（Ackermann Angel）

4. 仿真分析

4.1 侧倾刚度验证

通过静态侧向力加载，验证悬架的侧倾刚度是否与设计值一致，ADAMS仿真分析工况设置如图3所示。

图3侧倾仿真分析工况设置

分析侧倾角、前束角、车轮垂向力与轮胎垂向跳动的关系曲线。

图4外倾角（roll_angle+camber_angle）vs轮胎垂向跳动关系曲线

图5前束vs 轮胎垂向跳动关系曲线

图6车轮垂向力vs 轮胎垂向跳动关系曲线

4.2 转向特性分析

动态转向输入下，观察车轮定位参数（Camber, Toe）、转向阿克曼曲线的变化。ADAMS仿真分析工况设置如图7所示。

图7转向仿真分析工况设置

分析车轮转角、阿克曼、外倾角、主销后倾角、车轮垂向力与轮胎转角的关系曲线。

图8阿克曼、左右车轮转角VS转向盘角度关系曲线

图9阿克曼角、阿克曼误差VS转向盘角度关系曲线

图10外倾角VS转向盘角度关系曲线

图11主销后倾角VS转向盘角度关系曲线

图12车轮垂向力VS转向盘角度关系曲线

通过以上步骤，可以在ADAMS中完成麦弗逊悬架的侧倾与转向特性仿真，为悬架设计提供动力学依据。建议结合实验数据对模型进行标定，以提高仿真精度。

最后，欢迎通过公众号“320科技工作室”与我们联络。