【正文】 絕該解，并減少積分步長，重新進行預(yù)估一校正過程。 ADAMS在進行動力學(xué)、靜力學(xué)和運動學(xué)分析之前， ADAMS將自動進行初始條件分析，這有利于在初始系統(tǒng)模型中各物體的坐標(biāo)與各種運動學(xué)約束之間達成一致協(xié)調(diào)，可以保證系 統(tǒng)滿足所有約束條件。初始條件通過分析求解相應(yīng)的位置、速度、加速度的目標(biāo)函數(shù)的最小值。 分析初始條件位置，確定位置目標(biāo)函數(shù) 0L ： ? ? 2 0001112 nmi i i j jijL W q q ???? ? ? ??? （ 321） 式中： n—— 系統(tǒng)總的廣義坐標(biāo)數(shù)； m—— 系統(tǒng)約束方程數(shù)； j? —— 約束方程； 0j? —— 拉格朗日乘子 微分方程； iW —— 0iq 的加權(quán)系數(shù)。如果 0iq 是準(zhǔn)確坐標(biāo)值， iW 則取大值；如果 0iq 是近似坐標(biāo)值， iW 則取小值；如果是程序指定的 0iq 坐標(biāo)值，則 iW 取零值。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 如果 0L 取最小值，則由 0 0iLq? ?? ， 00 0jL?? ?? 得： ? ? 00 1 00m ji i i jj ijW q q q????? ? ? ????????? (322) 式中： i =1,2,3,?? ,n； j =1,2,3,?? ,m。 其函數(shù)形式為： 0( , ) 0i k lfq? ? ( ) 0jkgq? （ 323） 式中： k =1,2,3,?? ,n； i =1,2,3,?? ,m 。 其中牛頓 拉夫森迭代公式為： ? ?? ?20 00,1 1 110,10n n m mjjiji i p i j p pkpk j jk i ij in lpj k pk k pW W q qqq q qqqq? ??? ? ? ???? ??? ? ??? ???????? ? ? ????? ? ? ????? ? ???? ? ? ???? ???? ???????? ? ? ?? (324) 式中： , , 1 ,k p k p k pq q q?? ? ?； 0 , , 1 ,l p l p l p? ? ??? ? ?中的下標(biāo) p 表示第 p 次迭代。 分析初始速度，確定速度目標(biāo)函數(shù) 1L ： ? ? 2101112nm ji i i jij dL W q q dt??? ?? ? ???′ ＇ (325) 式中： 1L —— 用戶設(shè)置的準(zhǔn)確的或近似的初始速度值或程序設(shè)定的缺省速度值； iW′ —— 對應(yīng) 0iq 的加權(quán)系 數(shù)； 1 0nj j jkk kd qd t q t?? ?? ??? ? ????—— 速度約束方程； j?＇ —— 對應(yīng)速度約束方程的拉格朗日乘子。 第三章 基于 ADAMS 整車虛擬樣機模型建立 20 當(dāng) 1L 取最小值時，則由 1 0iLq? ?? ， 1 0jL?? ?? ＇ 可得： ? ?1 011100mji i jjiinjjkkjkL W q qqqL qqt????? ????? ? ? ? ?? ????????? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ??????′ ＇＇ (326) 式中： i =1,2,3,?? ,n； j =1,2,3,?? ,m。 將（ 326）簡化為矩陣形式： 0110mjk kkkj kjnjjk kW Wqqqtq??????????? ??? ? ? ? ??? ? ? ???????? ?????? ????????′ ′＇ (327) 式中： k =1,2,3,?? ,n； j =1,2,3,?? ,m 。 公式 (327)是關(guān)于 kq ， j?＇ 的線性方程，系數(shù)矩陣只與位置有關(guān)，而且它的非零項已經(jīng)分解 (見式 (324)） ,因此，可直接求解出 kq ， j?＇ 。 分析初始加速度、初始拉格朗日乘子，可以 直接由系統(tǒng)動力學(xué)方程和系統(tǒng)約束方程的兩階導(dǎo)數(shù)來確定。 首先將矩陣形式的系統(tǒng)動力學(xué)方程簡化為分量形式 : ? ?? ? ? ?? ?11221, , 0nmjik k k j i k kkj injji j k ki im q q Q q q tqd q h q q tdt q??????? ??? ??? ? ? ???? ? ? ???? ??????? （ 328） 式中： i =1,2,3,?? ,n； j =1,2,3,?? ,m。 222 1 1 1 1n n n mj j j jj i i k ii i i ki i t k ih q q q qt t q q q q q? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? （ 329） 然后將（ 329）簡化為矩陣形式 : 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ? ?1110nmjik kkj kiin jjjk kmq qQqhq??????????? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ????????? (330) 式中： i =1,2,3,?? ,n； j =1,2,3,?? ,m。 其中（ 330）中的非零項已經(jīng)分解，見式 (324)和 (327)，由此，可以求解出 kq.. ，j? 。 第三章 基于 ADAMS 整車虛擬樣機模型建立 22 基于 ADAMS/Car建立 整車虛擬樣機模型 建立汽車各子系統(tǒng)模型 （ 1） 建立前懸架動力學(xué)模型 基于 ADAMS/Car 模塊對懸架系統(tǒng)進行建模，通常要求模型要與實際情況一致。汽車為一縱向?qū)ΨQ系統(tǒng)，模型在建立前需要確定每個部件的硬點，然后建立其中左邊或右邊的 1/2 懸架模型，另一部分則會自動生成 [6][8]。 汽車前懸架一般為麥克弗遜式撐桿式懸架，由彈簧、筒式減振器及滑柱、下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)總成（減振器下體、輪轂軸）、轉(zhuǎn)向橫拉桿、羊角、減振 器上端、球頭銷、轉(zhuǎn)向器齒條、車輪總成、車身等剛體部分組成。其中下擺臂與車身間由兩個彈性襯套（不考慮彈性襯套時為轉(zhuǎn)動鉸鏈）相連，下擺臂與羊角由球鉸相連，減振器上端與羊角由圓柱鉸相連，減振器上端與車身間彈性襯套（不考慮彈性襯套時為萬向節(jié)鉸鏈）相連，減振器上端與羊角間還有彈簧阻尼器力元。 將結(jié)構(gòu)簡化分析，然后建立前懸架動力學(xué)模型子系統(tǒng)如圖 31所示。 圖 31 前懸架模型 其中各部件約束如圖 31 所示，減振器上端采用用萬向節(jié)鉸與車身相連，轉(zhuǎn)向節(jié)總成與減振器上端用圓柱鉸約束，相對于減振器上半部分可以進行軸向移 動和轉(zhuǎn)動；下擺臂的一端通過轉(zhuǎn)動鉸與車身相連（其中含有一個虛約束），可相對于車身上下擺動，另一端則通過球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)總成相接；轉(zhuǎn)向橫拉桿的一端通過球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)總成相連，另一端則通過萬向節(jié)鉸與轉(zhuǎn)向齒條相連；其中懸架模型的鉸鏈類型與數(shù)目如下表 31所示。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 表 31 前懸架模型的鉸鏈類型與數(shù)目 鉸鏈名稱 鉸鏈約束的自由度 約束鉸鏈數(shù)量 平動 轉(zhuǎn)動 麥弗遜式 固定鉸鏈 3 3 10 轉(zhuǎn)動鉸鏈 3 2 4 平動鉸鏈 2 3 2 萬向節(jié)鉸鏈 3 1 2 圓柱鉸鏈 2 2 3 球鉸鏈 3 0 4 等速萬 向節(jié)鉸鏈 3 1 6 平面副 1 2 1 其中麥弗遜式前懸架 (不含轉(zhuǎn)向系 )的約束方程 1M 為： 15013426104623454341 ????????????????M (331) 懸架模型中存在兩個 Gruebler Count(相當(dāng)于兩個自由度 )，因此自由度 1K 為 : 215026251 ?????K (332) 1) 建立前減振器模型 懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件即減振器，它與彈性元件并聯(lián)安裝，通過減振器的衰減，減小車身與車輪之間的相對振動。要利用 ADAMS/Car 模塊建立減振器模型，首先需要用戶建立一個自定義的減振器文件，然后利用其屬性對話框進行數(shù)據(jù)修改，也可利用“速度一力”曲線在曲線上直接修正，還可以通過其中的數(shù)列表進行比較準(zhǔn)確的定義，最后系統(tǒng)將自動進行模擬，用戶可以得到比較滿意的非線性曲線 。 圖 32 前減振器特性曲線 第三章 基于 ADAMS 整車虛擬樣機模型建立 24 2) 建立前彈簧模型 建立方法與建立減振器模型方法類似，這里將不再進行介紹。下圖 33 為前懸架彈力隨壓縮、拉伸行程變化曲線 圖 33 前懸架彈簧剛度特性曲線 （ 2）建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是整車模型必不可少的一部分，它主要包括方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向傳動軸、橫拉桿、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器等。 轉(zhuǎn)向系傳動比是在進行建模分析前必須考慮的一個重要參數(shù)。它主要包括力傳動比 pi 和角傳動比 0wi ，傳動比直接影響汽車的動力性能和操縱性能。力傳動比 pi 指從輪胎接觸地面中心作用在兩個轉(zhuǎn)向輪上的合力 2 wF 與作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力 hF 之比；角傳動比 0wi 指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和駕駛員同側(cè) 的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比。 αRαRαRαRαR 39。0 ????????????????? ?????? ?? ????? ppHp iiiMMi (333) 式中： ?M —— 轉(zhuǎn)向阻力矩； HM —— 轉(zhuǎn)向盤的力矩； R —— 轉(zhuǎn)向盤的半徑； ? —— 主銷偏移距，即從轉(zhuǎn) 向節(jié)主銷軸線的延長線與支承平面的交點 至車輪中心平面與支承平面的交線之間的距離； ?i —— 轉(zhuǎn)向器角傳動比，它等于方向盤轉(zhuǎn)角增量 ?? 與轉(zhuǎn)向搖臂的相 應(yīng)增量 pB? 之比； ?39。i —— 轉(zhuǎn)向傳動裝置角傳動比，它等于搖臂軸轉(zhuǎn)角增量 178。p? ；與同側(cè) 轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角增量 kB? 之比。 下圖 34 為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學(xué)模型。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 34 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型 （ 3）建立后懸架動力學(xué)模型 后懸架是整車模型中很重要的部分，后懸架主要包括：下單斜擺臂、減振器、螺旋彈簧、橫向穩(wěn)定桿等。在 ADAMS/Car 模版下建立后懸架動力學(xué)模型，并進行雙輪跳動的仿真分析。 1) 建立后減振器模型 后減振器同前減振器一樣，是懸架的主要阻尼元件。其中下單斜擺臂前后段將分別與底盤和輪轂聯(lián)接，在下單斜 擺臂和車身之間安裝螺旋彈簧，減振器聯(lián)接下單斜擺臂與車身。建模時其阻尼特性與前懸架減振器處理方法一樣。 圖 35 后減震器特性曲線 2）確定后懸架模型約束 拖曳式懸架的鉸鏈數(shù)目與類型如下表 32 所示。 第三章 基于 ADAMS 整車虛擬樣機模型建立 26 表 32 后懸架模型的鉸鏈類型與數(shù)目 鉸鏈名稱 鉸鏈約束的自由度 約束鉸鏈數(shù)量 平動 轉(zhuǎn)動 拖曳式 固定鉸鏈 3 3 8 轉(zhuǎn)動鉸鏈 3 2 4 平動鉸鏈 2 3 2 萬向節(jié)鉸鏈 3 1 4 圓柱鉸鏈 2 2 3 球鉸鏈 3 0 0 等速萬向節(jié)鉸鏈 3 1 4 平面副 1 2 1 拖曳式后懸架 (不含轉(zhuǎn)向系 )的約束方程 3M ，為 : 1 2 6134468445254433