ADAMS板簧工具箱建模指导规范
目录
0前言 (1)
1板簧工具箱介绍 (1)
1.1LEAFTOOL概述 (1)
1.2LEAFTOOL模拟原理及参数 (1)
1.3LEAFTOOL载入设置 (4)
2初始几何轮廓建模 (5)
2.1初始几何轮廓OG PROFILE (5)
2.2使用OGPROFILEGENERATOR (5)
3创建板簧结构 (7)
4创建和修改连接件 (9)
4.1创建连接件 (9)
4.2修改连接件 (10)
5设定参数 (11)
6分析及校正板簧模型 (12)
6.1刚度分析设置 (13)
6.2结果曲线绘制 (14)
6.3校正板簧刚度 (15)
7模型预加载 (16)
8模型总成装配 (17)
0前言
本操作手册讲述了采用ADAMS板簧工具箱LeafTool工具进行板簧系统模型搭建的详细过程，包含板簧几何建模、板簧连接、刚度校正和板簧总成装配等。本操作手册建立的板簧模型可广泛应用于板簧悬架系统性能分析、整车操稳性能分析、整车平顺性能分析中的板簧模板中。
1板簧工具箱介绍
1.1LeafTool概述
使用Adams/Car进行整车的操稳、平顺和疲劳分析时，板簧子系统的搭建即是一个难点，也是一个重点，建模的精度直接决定了整车分析数据的准确性。利用Adams 自带的LeafTool板簧专业工具箱进行板簧系统模型的搭建，可极大的提高板簧建模效率和准确性。
图1-1是根据LeafTool板簧工具箱约定的规则，创建的前端为固定吊耳（EYE），后端为压缩状态的活动吊耳(SHACKLE)的板簧模型。一些主要的定义如下：
1)坐标系原点位于主片簧的上表面中心；
2)FORE：相对于整车坐标系X轴正方向；
3)AFT：相对于整车坐标系X轴负方向；
4)单位：长度mm；力N；角度degree。
注意：在Adams/Car中“AFT”代表车辆的前端方向。
图1-1板簧模型
1.2LeafTool模拟原理及参数
LeafTool中用离散的梁单元进行模拟：将钢板弹簧的各片分成若干段，各段之间用无质量的梁连接起来。对于钢板弹簧之间及钢板弹簧与弹簧夹之间的接触用ADAMS 中提供的接触力来定义。板簧参数主要包括板簧的几何参数、离散的梁单元、衬垫和
弹簧夹。
1）板簧的几何参数；
板簧工具箱支持dat（*.dat）和lef（*.lef）文件保存格式。其中dat（*.dat）为旧版本的文件格式，建议使用lef（*.lef）格式的文件，lef（*.lef）格式文件由OG Profile Generator生成。lef（*.lef）文件为tiem orbit格式，文件中包含每片板簧的厚度，包括前部分和后半部分。
a.板簧基本尺寸（宽度、厚度等）；
b.Eye：卷耳类型（berlin，up，down，见图1-2示），卷耳半径。
图1-2主簧卷耳类型
2)板簧中离散梁单元；
LeafTool中用离散的梁单元进行模拟：将钢板弹簧的各片分成若干段，各段之间用无质量的柔性梁连接，如图1-3示。
图1-3板簧梁单元示意图
a.梁单元的特性(I xx、I yy、I zz和A)由指定的片簧宽度和厚度自动计算得到；
b.梁单元的间距L，由用户界面输入得到；
c.用户可以通过参数定义对话框修改材料特性；
当仿真分析的刚度曲线与实际试验提供的刚度参数不一致时，需要对板簧模型进行调校，打开参数对话框，对beam梁单元的弹性模量、剪切模量、结构阻尼等参数进行修改，表1-1是梁单元参数的默认值。
d.柔性梁原理；
柔性梁是一个无质量的相同截面的柔性连接，按照Timoshenko（铁木辛柯梁理论）来传递两个标记点之间力和力矩，如图1-4、图1-5示，详细计算见表1-2。
图1-4无质量梁单元图1-5无质量梁力和力矩表达式
表1-1梁单元默认参数
表1-2无质量梁力和力矩详细表达式
F x=K11*(x-L)T x=K44*a
F y=K22*y+K26*c T y=K53*z+K55*b
F z=K33*z+K35*b T z=K62*y+K66*c
其中：
K11=E*A/L P y=12*E*I zz*ASY/(G*A*L2)
K22=12*E*I zz/[L3*(1+P y)]P z=12*E*I yy*ASZ/(G*A*L2)tool工具箱
K26=K62=-6*E*I zz/[L2*(1+P y)]E：Young’s modulus
K33=12*E*I yy/[L3*(1+P z)]G：Share modulus
K35=K53=6*E*I yy/[L2*(1+P z)]A：Area of the beam cross section
K44=G*I xx/L L：Length of the beam
K55=(4+P z)*E*I yy/[L*(1+P z)]ASY：Y Share Area ratio
K66=(4+P y)*E*I zz/[L*(1+P y)]ASZ：Z Share Area ratio
3)Pad衬垫（之间接触力）；
板簧各片之间的接触用Adams/View中的接触力来定义，见图1-6示，通过用户图形界面来为前半段和后半段板簧之间加入接触力以及衬垫高度和摩擦力。
4)Clip弹簧夹；
弹簧夹主要作用：
名称数值
Young’s modulus(弹性模量E)  2.0E+5(N/mm2)
Share modulus(剪切模量G)7.7E+5(N/mm2)
Structural damping(结构阻尼)  1.0E-2
Y share area ratio(Y向剪切变形系数)  1.0
Z share area ratio(Z向剪切变形系数)  1.0

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