ADAMS懸置系統(tǒng)建模培訓教程ppt課件

ADAMS發(fā)動機懸置系統(tǒng)建模培訓,1/14/2011,1,一、坐標系的概念,發(fā)動機坐標系OeXeYeZe以曲軸中心線與發(fā)動機后端面(RFB)的交點為坐標原點Oe;Xe軸平行于曲軸中心線,指向發(fā)動機前端;Ze軸平行與氣缸線,指向缸蓋;Ye根據(jù)右手定則確定,應與氣缸中心線所在的中心面垂直,指向發(fā)動機左側(cè)(從變速箱端向皮帶輪端看).質(zhì)心坐標系OcXcYcZc坐標原點位于質(zhì)心原點Oc;與發(fā)動機坐標系OeXeYeZe各軸對應平行且方向相同的坐標系為動力總成質(zhì)心坐標系.整車坐標系OvXvYvZv主機廠不同,定義各不相同,視具體情況而定.,2,一、ADAMS坐標系的概念,ADAMS的坐標系：ADAMS/View允許Cartesian（直角）、Cylindrical（圓柱）、Spherical（球）三種坐標系，默認情況下為直角坐標系。ADAMS在坐標系的運用上總共有三種形式:a全局坐標系也就是絕對坐標系，固定在地面（GroundPart）上，是ADAMS中所有零件的位置、方向、速度的度量基準坐標系。b零件的局部坐標系也稱零件坐標系。在建立零件的同時產(chǎn)生，隨零件一起運動，它在全局坐標系中的位置和方向決定了零件在全局坐標系中的位置和方向。c標記可以把標記分為固定標記和浮動標記兩類。固定標記相對零件靜止，可用于定義零件的形狀、質(zhì)心位置、作用與約束的位置與方向等。浮動標記相對零件運動，某些情況下要借助浮動坐標系來定義作用與約束,3,二、坐標系轉(zhuǎn)換,坐標系轉(zhuǎn)換在UG中的步驟：1、整車坐標系向發(fā)動機坐標系轉(zhuǎn)換，經(jīng)過幾次使用如下命令，即可把整車坐標系轉(zhuǎn)換為發(fā)動機坐標系2、通過畫線獲得質(zhì)心位置后采用命令1即可轉(zhuǎn)換到質(zhì)心坐標系,整車坐標系,命令2,命令3,發(fā)動機坐標系,4,三、發(fā)動機簡化模型建立及導入,一、利用ADAMS自帶的工具條來建模,二、用UG建模后導入,5,三、懸置硬點確定,一、懸置硬點（彈性中心）的確定,襯套類：彈性中心為產(chǎn)品內(nèi)骨架芯軸的中點。液壓懸置類：骨架上平面的中點。塊狀懸置類：上骨架和橡膠的接觸面的中點。V形塊狀懸置類：左邊方型塊的中點的延長線與右邊方型塊的中點的延長線的交點即為A點.彈性中心的在A點下面,但具體下多少并沒有具體的尺寸規(guī)定,可以按2-5毫米來計算.,6,四、POINT點及MARK點區(qū)別,Marker具有獨立方向性隨物件加入而產(chǎn)生格式:Part_1.Mar_1個別x,y,z座標值Part_1.Mar_1.location1-Xvalue,一、POINT和MARK的區(qū)別,Point不具有獨立方向性(依據(jù)物件的CM之投影)不隨物件加入而產(chǎn)生格式:Part_1.Point_1通常用來作為幾何參數(shù)化的控制點或預先定義於空間中的定位點利用TableBuilder來產(chǎn)生變數(shù)(Variables),7,四、PONIT點及MARK點建立,一、根據(jù)獲得的硬點坐標可以在ADAMS中建立相應得點，點的坐標可以隨意更改,二、在PONIT點的基礎(chǔ)上添加MARKER點，即得到了懸置的硬點位置，該MARK點的位置將根據(jù)PONIT位置而變化,8,四、動力總成參數(shù)轉(zhuǎn)換,在UG中取四個點，在ADAMS中做一個MARKER，獲得發(fā)動機的實際擺角和偏角數(shù)據(jù)。,9,四、動力總成參數(shù)輸入,初始建模時，修改質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量、慣性積對話框中，有一項InertiaReferenceMarker，此項的含義是當前輸入的轉(zhuǎn)動慣量、慣性積是相對于哪個Marker坐標系標定的，在此我們可以依據(jù)提供的參數(shù)進行設(shè)定。,10,四、動力總成參數(shù)輸入,初始建模時，修改質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量、慣性積對話框中，有一項InertiaReferenceMarker，此項的含義是當前輸入的轉(zhuǎn)動慣量、慣性積是相對于哪個Marker坐標系標定的，在此我們可以依據(jù)提供的參數(shù)進行設(shè)定。,11,五、BUSHING建立,在MARKER點上添加BUSHING,BUSHING上的坐標系是局部坐標系，通過調(diào)整BUSHING上MARKER點的方向即可對方向進行調(diào)整。BUSHING的顯示大小可以通過appearance來調(diào)整,剛度數(shù)據(jù)的輸入，一般認為阻尼和扭轉(zhuǎn)剛度都為零。,12,六、重力工況下仿真及數(shù)據(jù)分析,重力工況下的仿真是指在僅有重力情況下作一個動平衡的模擬，可以獲得懸置點的受力及變形數(shù)據(jù)，用于懸置初始設(shè)計。具體操作見下圖：,做完仿真后可以通過以下方式讀出力、位移及轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)：,13,六、重力工況下仿真及數(shù)據(jù)分析,做一個振動分析仿真后可以讀取懸置系統(tǒng)的模態(tài)及能量解耦情況：,六階模態(tài)的讀取,解耦率情況的讀取,14,七、參變量設(shè)置,參變量的設(shè)定見下圖所示，一般懸置分析時可以以剛度、角度以及懸置位置為變量。另外頻率以及解耦率也可以作為變量,15,七、參變量設(shè)置,能量參變量Rxx,Z的設(shè)置方法見右圖：,16,七、優(yōu)化方法介紹,1.采用Adams/ViewAdams/Vibration進行動剛度匹配比較直觀易用。在建立完成分析模型后，首先應將各懸置點三向動剛度參數(shù)化，如右圖所示。每個方向動剛度的設(shè)計變動范圍應根據(jù)2、中對于懸置類型的介紹而設(shè)定。這樣做對于縮小優(yōu)化范圍、更有效的獲得合理結(jié)果是必要的。依據(jù)現(xiàn)有的很多匹配經(jīng)驗，有效的優(yōu)化過程看按照下述方式進行：）首先將向和RXX向的解耦作為最初的優(yōu)化目標。向和RXX向能量最大出現(xiàn)的階數(shù)是不定的，可按照這樣的規(guī)則進行分配，盡量不使向能量最大出現(xiàn)在第一階，RXX向能量最大出現(xiàn)在第六階。這樣合適的階數(shù)分配如下：Z（）RXX（）/（），（）RXX（）。一般保證向能量最大出現(xiàn)在第三階而RXX向能量最大出現(xiàn)在第階較易實現(xiàn)，可作為首先方案。若有特定要求，必須使某向能量最大出現(xiàn)某階，則以上規(guī)則可不作考慮。）一般情況下，動力總成的六階固有頻率隨剛度的變動不敏感，若最初方案表明第一階和第六階固有頻率均處于設(shè)計范圍內(nèi)，則此后為了提高某向能量而進行的剛度微小變動一般不會導致固有頻率超出設(shè)計范圍。因此優(yōu)化的最初不必太多關(guān)心頻率的分布情況，除非固有頻率超出設(shè)計范圍。）采用多參量多目標優(yōu)化方式不是一個明智的方法，根本原因是由于解耦隨剛度變動的劇烈敏感性導致響應曲面擬合的困難所致。簡單有效的優(yōu)化設(shè)計方法如下：,17,八、優(yōu)化方法介紹,如下圖所示，使用菜單SimulateDesignEvaluationTools工具中的DesignStudy同時優(yōu)化向和RXX的解耦，在DesignVariable中分別考察各個動剛度變動時兩向解耦的最大值，在DefaultLevels中設(shè)置較大的值是非常有效的。建議采用100200，而不是默認的5。這種優(yōu)化方法可以逐個確定每個方向動剛度的初始優(yōu)化方案，實際證明相當有效。所有以上完成后，再按照同樣方式逐個考察其余四個方向的解耦與各向動剛度的關(guān)系并做出適當?shù)男拚?，最后查看頻率分布情況。一般經(jīng)過不大的工作量即可完成整個動剛度的匹配工作。在整個動剛度匹配過程中，一些方向上的動剛度量值要做適當?shù)目刂?，比如左右懸置Z向剛度一般較大，某些懸置某兩向剛度相等，某些懸置三向剛度比例不變等等，這些都是可以非常容易的實現(xiàn)的。,18,七、非線性剛度曲線設(shè)計及處理,動剛度匹配完成之后，初始的動靜剛度轉(zhuǎn)換暫按照以下規(guī)律：純膠懸置動靜比為1.4，液壓懸置動靜比也暫按1.4定。初始得出的懸置靜剛度一般即為懸置在測試時未撞擊到限位塊前的靜剛度。,在靜剛度的基礎(chǔ)上，設(shè)計出懸置三向非線性剛度曲線，如下圖：,19,七、非線性剛度曲線設(shè)計及處理,非線性剛度曲線設(shè)計出來以后，需要借助其他工具進行擬合以后才能導入到ADAMS中進行28種工況計算。曲線擬合可以采用matlab曲線擬合功能實現(xiàn)。擬合過程如下：1、輸入位移和力到matlab中，打開cftool工具欄，利用FITTING中的SmoothingSpline擬合出曲線,20,七、非線性剛度曲線設(shè)計及處理,2、也可以用另一種方法擬合，然后再插值,21,七、非線性剛度曲線設(shè)計及處理,2、由于原來點不夠，無法進行高階擬合，需要增加點，這時需要進行插值獲取更多的點，仍然利用MATLAB中的CFTOOL功能，此時可以進行9階擬合了獲得的公式可以代入ADAMS中進行工況計算了,LinearmodelPoly9:f(x)=p1*x9+p2*x8+p3*x7+p4*x6+p5*x5+p6*x4+p7*x3+p8*x2+p9*x+p10Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-2.588e-007(-2.588e-007,-2.588e-007)p2=-6.858e-021(-2.165e-018,2.152e-018)p3=0.0001449(0.0001449,0.0001449)p4=1.866e-018(-7.463e-016,7.5e-016)p5=-0.01272(-0.01272,-0.01272)p6=-1.289e-016(-7.96e-014,7.935e-014)p7=0.5911(0.5911,0.5911)p8=1