设计仿真 | Adams Car空气弹簧建模解析（下篇）

01
背景 

 Adams Car中空气弹簧模型反映两个零件之间的相互作用力。每个空气弹簧都引用一个空气弹簧属性文件，该文件包含弹簧力和弹簧位移。配平载荷是在给定的安装长度和内部压力下弹簧的额定载荷，可以通过调整空气弹簧的修正长度（trim length），来改变空气弹簧的配平载荷。在分析之前，Adams Car从引用的属性文件中读取数据并将其存储在SPLINE中。在分析过程中，Adams Solver通过使用Akima方法对SPLINE数据进行插值计算空气弹簧力。在《Adams Car空气弹簧建模解析（上篇）》中介绍了空气弹簧的建模流程，本文以6×4商用车驱动桥空气弹簧悬架为例讲解空气弹簧具体应用。

02
空气弹簧设置及应用

1）创建一个驱动桥空气弹簧悬架子系统。
在Adams Car标准界面中依次选择File→New→Subsy—stem，在新建子系统对话框中，选择空气弹簧模板文件_msc_truck_airspring_tandem_drive_axle.tpl，完成空气弹簧悬架子系统创建，如图1所示。

图6 驱动桥空气弹簧悬架

在模型视图中，右键选择弹簧uel_airspring_rear1_1→Modify在Preload Type选择Constant，输入预载值。注意：在悬架仿真中，Preload Type不能选择Auto模式。

在Adams Car标准界面中依次选择Simulate→Suspension Analyses→Parallel Travel，分别在Fore Axle和Aft Axle输入驱动桥后前后桥的悬架行程，进行平行轮跳仿真。进入后处理，添加空气弹簧位移-力曲线，如下图7所示，两曲线对应为不同的弹簧预载。

图7 不同预载下的空气弹簧位移-力曲线

b）应用于整车动力学分析。

装配带有空气弹簧悬架的整车模型。在Adams Car标准界面中依次选择File→New→Full Vehicle Assembly，依次选择各子系统。

图8 整车装配模型

在模型视图中，右键选择弹簧uel_airspring_rear1_1→Modify在Preload Type选择Auto Fix，在Ride Height Senser选择高度传感器。传感器参数设置如下图9（高度传感器参数设置以实际为准，本文参数设置主要用于学习）。

图9 高度传感器参数设置

在Adams Car标准界面中依次选择Simulate→Full-Vehicle Analyses→Course Events→3D Road，进入工况设置对话框，在对话框中分别输入仿真时间、步长、3D路面文件、车速、档位，并运行仿真。进入后处理，如下图10所示，两曲线分别是在空气弹簧Preload Type为Auto Fix模式下的空气弹簧力和空气弹簧预载，在Auto Fix模式下空气弹簧预载不会变化

图10 空气弹簧Preload Type为Auto Fix模式下的空气弹簧力和空气弹簧预载

将模型中空气弹簧Preload Type设置为Auto variable模式，重复以上仿真过程。如下图11所示，曲线1为高度传感器角度测量值，曲线2为高度传感器角度测量值过滤后的有效值，该曲线与Constant Time参数有关，Constant Time值越小，曲线1与曲线2重合度越高，即高度传感器越灵敏。图12中，两曲线分别是在空气弹簧Preload Type为Auto Variable模式下的空气弹簧力和空气弹簧预载，在Auto Variable模式下空气弹簧预载会随着ride_height_measure_delayed的变化而变化。

图11 高度传感器角度测量曲线和过滤后的曲线

图12 空气弹簧Preload Type为Auto variable模式下的空气弹簧力和空气弹簧预载