[发明专利]一种汽车钢板弹簧多体模型的构建方法

摘要

本发明公开一种汽车钢板弹簧多体模型的构建方法，包括以下步骤：第一步，钢板弹簧静刚度及动态力测试；第二步，建立动态摩擦模型；第三步，在多体动力学程序中建立钢板弹簧多体模型；第四步，在钢板弹簧多体模型中加入动态干摩擦力模型；第五步，建立悬架系统模型，进行悬架及整车仿真。本发明由于将钢板弹簧簧片间的干摩擦力统一作为板簧总成特性处理，通过动态摩擦力模型描述总成干摩擦，所以能够准确反映汽车钢板弹簧的动态力特性，反映干摩擦力形成的动刚度，使平顺性仿真更准确。

主权项

一种汽车钢板弹簧多体模型的构建方法，包括以下步骤：第一步，钢板弹簧静刚度及动态力测试；将钢板弹簧(6)通过支座(7)支撑于导轨(8)上，操纵静态作动器(5)缓慢加载，记录载荷与钢板弹簧的变形，测试钢板弹簧的静态刚度；第二步，建立动态摩擦模型；根据动态力测试结果进行模型参数辨识；使用Dahl摩擦模型作为摩擦力的动态模型，其摩擦力的微分方程为： dF dt = dF dx dx dt = σ [ 1 - F F c sgn ( v ) ] α v 其中，需要辨识的参数：σ为刚度系数，Fc为库伦摩擦力，α为过渡系数；需测量或计算的参数：x为摩擦部件的相对位移，v为摩擦部件的相对速度，F为动态摩擦力；参数辨识：钢板弹簧动态力fi＝f(ti，σ，Fc，α)＝ma+kss+Fd；钢板弹簧动态力测试结果为Fi目标函数： S ( σ , F c , α ) = Σ i = 1 m ( f ( t i , σ , F c , α ) - Fi ) 2 其中，m‑钢板弹簧质量ks‑钢板弹簧刚度s‑钢板弹簧变形Fd‑钢板弹簧动态摩擦力，满足， d F d dt = σ ( 1 - F d F c sgn ( s ) ) α s 根据最小二乘法拟合出参数σ，Fc，α；第三步，在多体动力学程序中建立钢板弹簧多体模型；将钢板弹簧离散成变截面弯曲梁单元；按刚度测试方法建立仿真模型，检验模型刚度，调整模型，直到与试验吻合；设置轻质传力导向杆(1)，该轻质传力导向杆的一端通过球铰连接于钢板弹簧(6)的 前卷耳(2)，通过点在线上约束方式约束钢板弹簧(6)的后卷耳(4)与轻质传力导向杆(1)的另一端；第四步，在钢板弹簧多体模型中加入动态干摩擦力模型；根据拟合得到的参数σ，Fc，α通过微分方程定义此动态摩擦力，其中s为轮心到轻质导向杆的垂直距离： dF d dt = σ ( 1 - F d F c sgn ( s ) ) α s 按试验方法仿真获取钢板弹簧动态力，与试验结果对照，若误差较大，检查钢板弹簧的质量与实物是否吻合，修正误差；第五步，建立悬架系统模型，进行悬架及整车仿真。