CATIA運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真總結(jié)(08.01.14)

./CATIADMU模塊在懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用前懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的裝配模塊本文前懸架為麥弗遜懸架,轉(zhuǎn)向機(jī)為齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī),懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真DMU共分為18個(gè)part,包括副車架、左右下擺臂、左右轉(zhuǎn)向節(jié)、左右滑柱、轉(zhuǎn)向機(jī)、左右轉(zhuǎn)向拉桿、左右傳動(dòng)軸、左右舉升臺(tái)、左右橫向穩(wěn)定桿拉桿、左右橫向穩(wěn)定桿。為滿足運(yùn)動(dòng)仿真要求,其中橫向穩(wěn)定桿被分為左、右兩個(gè)part,以實(shí)現(xiàn)橫向穩(wěn)定桿不同方向的扭轉(zhuǎn)；增加了左右舉升臺(tái),模擬不平路面時(shí)車輪的上下跳動(dòng)。打開CATIA,進(jìn)入AssemblyDesign模塊,并將上述各部件調(diào)入到同一個(gè)product里。前懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真2.1運(yùn)動(dòng)約束pointcurvepointsurfaceCylindricalFixedpointcurvepointsurfaceCylindricalFixed運(yùn)動(dòng)約束運(yùn)動(dòng)約束工具條<點(diǎn)擊revolute下拉菜單彈出>prismaticujointsphericalrevoluteprismaticujointsphericalrevolute進(jìn)入CATIA的DUMKinematics模塊,添加運(yùn)動(dòng)約束,具體步驟如下：首先將固定副車架固定Fixed,并在副車架上做出滑柱上點(diǎn),下擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線,轉(zhuǎn)向機(jī)中心線。左下擺臂與副車架連接為revolute,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有1個(gè)獨(dú)立自由度兩參考平面間距離關(guān)系物體2〔下擺臂上兩參考平面間距離關(guān)系物體2〔下擺臂上的旋轉(zhuǎn)軸線物體1〔副車架上的旋轉(zhuǎn)軸線Revolutejoint物體1上的參考平面物體1上的參考平面物體1上的參考平面物體1上的參考平面左下擺臂與左轉(zhuǎn)向節(jié)連接為spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有4個(gè)獨(dú)立自由度物體2上的球心物體1上的球心物體2上的球心物體1上的球心Sphericaljoint左轉(zhuǎn)向節(jié)與左轉(zhuǎn)向拉桿連接為spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有7個(gè)獨(dú)立自由度左轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向機(jī)連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有9個(gè)獨(dú)立自由度物體2的繞轉(zhuǎn)軸物體1上的繞轉(zhuǎn)軸物體2的繞轉(zhuǎn)軸物體1上的繞轉(zhuǎn)軸Universaljoint轉(zhuǎn)向機(jī)與副車架連接為prismatic,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有4個(gè)獨(dú)立自由度物體2上的滑行方向〔直線,與1的直線重合物體1上的滑行方向〔直線物體2上的滑行方向〔直線,與1的直線重合物體1上的滑行方向〔直線Prismaticjoint物體2上的平面〔與1的平面貼合物體1上的平面物體2上的平面〔與1的平面貼合物體1上的平面左滑柱與左轉(zhuǎn)向節(jié)連接為Cylindrical,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有6個(gè)獨(dú)立自由度物體1上的旋轉(zhuǎn)軸線物體2上的旋轉(zhuǎn)軸線物體1上的旋轉(zhuǎn)軸線物體2上的旋轉(zhuǎn)軸線Cylindricaljoint左滑柱與副車架連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有2個(gè)獨(dú)立自由度左舉升臺(tái)與左轉(zhuǎn)向節(jié)連接為pointsurface,限制1個(gè)自由度,系統(tǒng)還有7個(gè)獨(dú)立自由度Pointsurface左舉升臺(tái)與副車架連接為Prismatic,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有2個(gè)獨(dú)立自由度橫向穩(wěn)定桿〔左與副車架連接為revolute,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度左橫向穩(wěn)定桿拉桿與橫向穩(wěn)定桿〔左連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有5個(gè)獨(dú)立自由度左轉(zhuǎn)向節(jié)與左橫向穩(wěn)定桿拉桿連接為Spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有2個(gè)獨(dú)立自由度右下擺臂與副車架連接為revolute,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度右下擺臂與右轉(zhuǎn)向節(jié)連接為spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有6個(gè)獨(dú)立自由度右轉(zhuǎn)向節(jié)與右轉(zhuǎn)向拉桿連接為spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有9個(gè)獨(dú)立自由度右轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向機(jī)連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有5個(gè)獨(dú)立自由度右滑柱與右轉(zhuǎn)向節(jié)連接為Cylindrical,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有7個(gè)獨(dú)立自由度右滑柱與副車架連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度右舉升臺(tái)與右轉(zhuǎn)向節(jié)連接為pointsurface,限制1個(gè)自由度,系統(tǒng)還有8個(gè)獨(dú)立自由度右舉升臺(tái)與副車架連接為Prismatic,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度橫向穩(wěn)定桿〔右與副車架連接為revolute,限制5個(gè)自由度,系統(tǒng)還有4個(gè)獨(dú)立自由度右橫向穩(wěn)定桿拉桿與橫向穩(wěn)定桿〔右連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有6個(gè)獨(dú)立自由度右轉(zhuǎn)向節(jié)與右橫向穩(wěn)定桿拉桿連接為Spherical,限制3個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度左傳動(dòng)軸與左轉(zhuǎn)向節(jié)連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有5個(gè)獨(dú)立自由度左傳動(dòng)軸與副車架連接為pointcurve,限制2個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度Pointcurve右傳動(dòng)軸與右轉(zhuǎn)向節(jié)連接為ujoint,限制4個(gè)自由度,系統(tǒng)還有5個(gè)獨(dú)立自由度右傳動(dòng)軸與副車架連接為pointcurve,限制2個(gè)自由度,系統(tǒng)還有3個(gè)獨(dú)立自由度運(yùn)動(dòng)約束如下表所示：步驟系統(tǒng)系統(tǒng)中可動(dòng)Body數(shù)目約束系統(tǒng)此時(shí)的自由度數(shù)該約束限制的自由度數(shù)系統(tǒng)此時(shí)的獨(dú)立自由度數(shù)1副車架1Fixed6602左下擺臂與副車架2Revolute12513左下擺臂與左轉(zhuǎn)向節(jié)3Spherical18344左轉(zhuǎn)向節(jié)與左轉(zhuǎn)向拉桿4Spherical24375左轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向機(jī)5Universal30496轉(zhuǎn)向機(jī)與副車架5Prismatic30547左滑柱與左轉(zhuǎn)向節(jié)6Cylindrical36468左滑柱與副車架6Universal36429左舉升臺(tái)與左轉(zhuǎn)向節(jié)7Pointsurface421710左舉升臺(tái)與副車架7Prismatic425211橫向穩(wěn)定桿〔左與副車架8Revolute485312左橫向穩(wěn)定桿拉桿與橫向穩(wěn)定桿〔左9Universal544513左轉(zhuǎn)向節(jié)與左橫向穩(wěn)定桿拉桿9Spherical543214右下擺臂與副車架10Revolute605315右下擺臂與右轉(zhuǎn)向節(jié)11Spherical663616右轉(zhuǎn)向節(jié)與右轉(zhuǎn)向拉桿12Spherical723917右轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向機(jī)12Universal724518右滑柱與右轉(zhuǎn)向節(jié)13Cylindrical784719右滑柱與副車架13Universal784320右舉升臺(tái)與右轉(zhuǎn)向節(jié)14Pointsurface841821右舉升臺(tái)與副車架14Prismatic845322橫向穩(wěn)定桿〔右與副車架15Revolute905423右橫向穩(wěn)定桿拉桿與橫向穩(wěn)定桿〔右16Universal964624右轉(zhuǎn)向節(jié)與右橫向穩(wěn)定桿拉桿16Spherical963325左傳動(dòng)軸與左轉(zhuǎn)向節(jié)17Universal1024526左傳動(dòng)軸與副車架17Pointcurve1022327右傳動(dòng)軸與右轉(zhuǎn)向節(jié)18Universal1084528右傳動(dòng)軸與副車架18Pointcurve10823注：系統(tǒng)此時(shí)的自由度數(shù)＝各個(gè)約束限制的自由度數(shù)的和＋當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的獨(dú)立自由度數(shù)。比如,約束加到轉(zhuǎn)向機(jī)與副車架時(shí),此時(shí),系統(tǒng)自由度數(shù)為30,即：30＝〔6+5+3+3+4+5+4〔系統(tǒng)此時(shí)的獨(dú)立自由度數(shù)。2.2運(yùn)動(dòng)仿真所有約束添加完成后,剩余3個(gè)自由度,這3方向的個(gè)自由度是整車運(yùn)動(dòng)過程中懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向。把左、右舉升臺(tái)與副車架的prismatic作為一個(gè)輸入〔lengthdrive,當(dāng)作車輪上、下跳動(dòng)行程。把轉(zhuǎn)向機(jī)與副車架的prismatic作為一個(gè)輸入〔lengthdrive,當(dāng)作齒條工作行程。將這三個(gè)自由度作為驅(qū)動(dòng)〔lengthdrive后,從而運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)現(xiàn)。曲線繪制點(diǎn)擊Simulationwithcommands命令,繪制曲線。參數(shù)列表激活A(yù)ctivatesensors,選擇所繪曲線的參數(shù),并設(shè)置橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)。參數(shù)列表設(shè)置橫縱坐標(biāo)繪制曲線設(shè)置橫縱坐標(biāo)繪制曲線4.1懸架參數(shù)曲線繪制為測(cè)量汽車行進(jìn)過程中,主銷傾角的變化量,需要在上述DMU中新增一個(gè)part,并在part中作一條直線,直線過滑柱上點(diǎn)和下擺臂球頭銷球心,用這條直線表示主銷。添加運(yùn)動(dòng)約束,主銷和下擺臂球頭銷球心連接為pointcurve,主銷和副車架連接為ujoint；然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,繪制車輪跳動(dòng)量與主銷傾角、主銷后傾角等參數(shù)的變化關(guān)系曲線。如下圖所示：主銷傾角和車輪跳動(dòng)量變化關(guān)系曲線〔橫坐標(biāo)：車輪跳動(dòng)量,縱坐標(biāo)：主銷傾角