在建立汽车系统仿真模型工作中,可将模型参数按类型分为运动学(几何定位)参数、质量参数(质量、质心和转动惯量等)、力学特性参数(刚度、阻尼等)与外界参数(道路、风力等)四类。传统上获取这些系统参数的方法主要是图纸查阅法和试验法。其中,运动学参数是通过图纸查阅法获取的,一般运动学参数在汽车系统的设计图纸中可以查得,如前悬架总成图就包括了分析前悬架运动特性的几乎所有参数;质量特性参数中质量一般可在设计图纸中查取,而运动部件的质心、转动惯量等参数则一般通过试验的方法获得;力学特性参数和外界参数主要通过试验法获取,力学特性参数中刚度、阻尼等特性一般可在设计图纸中查得,而轮胎、橡胶元件等动态特性参数则一般必须通过试验获得;外界参数中如道路谱主要通过试验测量获得,而风力因数则在分析计算的基础上结合试验获得。
基于多体系统动力学理论建立汽车系统仿真模型则对参数的获取尤其是质量特性参数的获取提出了新的要求,主要体现在:
(1)模型参数的描述由传统方法的数值描述转变为三维实体描述,即由“数”转变为“形”。
(2)对于汽车系统而言,系统本身及其零部件的质量、质心、转动惯量等决定了系统本身及其零部件的动力学特性。而在多体动力学中关注的只是多体意义上的运动部件的质量、质心和转动惯量。在多体动力学中,只要在运动过程中时刻具有相同运动轨迹,并具有特定联系方法(如通过螺栓连接等)固定在一起的零部件就是一个运动部件,如制动盘(鼓)与车轮即是一个运动部件。一个运动部件应只有一个共同的质心与转动惯量。(www.xing528.com)
(3)质量特性参数的测量与测量时选取的参考坐标系有关,故必须方便的获取在各指定参考坐标系中各运动部件的参数值。
(4)精度要求更高,CAD 技术的发展提供了与基于多体系统动力学理论建立汽车系统仿真模型相匹配的参数提取方法。在目前市场上居于领先地位的三维实体建模CAD 软件中,CATIA、I-DEAS、UG 和Pro/Engineer四种软件都具有在指定参考坐标系中测量及分析由汽车系统各零部件及其总成组成的运动部件的质心及转动惯量的功能。
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