MSC-ADAMS在轮胎行业的应用

MSCADAMS在轮胎行业的应用董月亮2012年4月10日内容ADAMS/Tire的功能ADAMS/Tire的成功应用案例总结1内容ADAMS/Tire的功能ADAMS/Tire的成功应用案例总结2•ADAMS/Tire用来计算作用在车辆上轮胎所受到的力和力矩，该力和力矩是基于轮胎和路面之间相互作用情况所得到的。GRAPHADAMS/Tyre34轮胎的固有力学特性曲线纵向弹性/横向弹性侧向力vs侧偏角＆侧倾角回正力矩vs侧偏角＆侧倾角纵滑率vs纵向力转向能vs垂直负荷回正刚性vs垂直负荷滚动阻力vs速度滚动半径vs速度轮胎运动模型5•通过数学模型来模拟实际的物理轮胎的功能•轮胎在不同路面上，对车辆加速、制动、转向时，计算轮胎生成的力和力矩•支持的轮胎模型分类–操纵性分析轮胎–3D接触分析轮胎–MF-MC摩托车轮胎模型TireModelTypes6TireModeling:Motion-TestrigandToolAdams/CarTireTestrig–Awaytovisualizetirecharacteristics.–Easilycomparetiremodelperformance.–Helpsyouanalyzethequalityoftiremodelsandtiredatasets.–Giventirepropertyfile,andscheduleofinputs→itproducesplotsoftirecharacteristics.TireDataFittingTool–CreateAdams/Tirepropertyfilefrommeasuredorvirtualtestdata–Modifytirecharacteristicsfromtirepropertyfile–SupportforPacejkamodels7GeneratingTireModelParametersfromTestData-PAC2002TireDataandFittingToolTireMeasurementsVirtualTestData(TestRigorFE-TireMDSol400)PAC2002TirepropertyFileTireFittingToolConstrainedOptimizationMSCADSLibraryTireDataToolVisualizationAdams/Solver[MDI_HEADER]FILE_TYPE='tir'FILE_VERSION=3.0FILE_FORMAT='ASCII‘$----------------------------------------------------------------units[UNITS]LENGTH='meter'FORCE='newton'ANGLE='radians'MASS='kg'TIME='second'$----------------------------------------------------------------model[MODEL]PROPERTY_FILE_FORMAT='PAC2002'USE_MODE=14$Tyreuseswitch(IUSED)VXLOW=1LONGVL=16.7$MeasurementspeedTYRESIDE='LEFT'$Mountedsideoftyreatvehicle/testbench$-----------------------------------------------------------dimensions[DIMENSION]UNLOADED_RADIUS=0.548$FreetyreradiusWIDTH=0.318$NominalsectionwidthofthetyreASPECT_RATIO=0.8$NominalaspectratioRIM_RADIUS=0.28$NominalrimradiusRIM_WIDTH=0.229$Rimwidth...89DeformableRoadforSoftSoilTireModelingDeformableRoadforSoftSoilModeling–Modelingoftire-soilinteractionforcesforanytireonelastic/plasticgrounds,suchassand,clay,loamandsnow.–BasedontheorybyBekker,WongApplication–Off-roadvehicleapplications–Deformablerunway9不同轮胎类型的应用1011ADAMS/FTyreFtire模型示意图FTire模型由德国Esslingen大学MichaelGipser领导的小组开发，它基于柔性环模型，即本质是一个物理模型。FTire模型是兼顾仿真精度和仿真速度的2.5维非线性轮胎模型。自ADAMS11.0版本后FTire模型作为MSC官方推荐的用于车辆平顺性耐久性及操纵性仿真分析的轮胎模型。内容ADAMS/Tire的功能ADAMS/Tire的成功应用案例总结12CaseStudy:FujiHeavyIndustriesLtd.Business:AutomotiveChallenge:Improvementonthepredictionaccuracyofroad-loadusingADAMS/FTireSolution:Forinputpredictionfromroads,detailedtiremodelingmethodwhichconsiderstiredynamiccharacteristicswasconductedusingADAMS/FTire.Value:Evenunderdifferentcleatshapesandvelocitycondition,outlookinobtaininggoodresultsfromthesamepropertyfileisachieved.CaseStudyTire-Mechatronics4/10/2012•ElectronicStabilityControl(ESC)–SimulateFullVehicleSteeringManeuverssuchasaSingle-LaneChange.–IncludeESCSystemforafullycoupledcontrolsandMulti-BodyDynamicAnalysis.–ToggleESCOnandOfftoCompareTracking.–OptimizeESCSystemforBestPerformanceFrontTiresSubsystemFrontSuspensionSubsystemSteeringSubsystemRearTiresSubsystemRearSuspensionSubsystemPowertrainSubsystemCaseStudy:VirtualMechatronicsSimulationatMajorTireOEM2012-04-10CriticalBusinessIssuesNeedforsolvingVehicleMechanics(Transducer,Actuator)SystemDesignparameteralgorithmsinESCelectronicsystemKeyMSCValuePropositionExperiencewithElectronicSteeringSimulationandControlFunctionsofTranslationfunctionbetweenTransducersandActuatorsVisiblefunctionalityofSteeringMechanismoncorneringTransducerandActuatorSignalsESCSystemOff-SpinOutOccursESCSystemOn-ControlledManeuverCaseStudy:HondaR&DofAmerica•Business:Automotive•Challenge:Generatetiremodelbasedontiretestdata.•Solution:Parsetiretestdata,andfeedresultsintononlinearoptimizertodeterminetiremodelcoefficients,fitdatatoPAC-TIME,PAC-2002,orPAC-89tiremodel.•Value:AllowHondatogenerateconsistenttiremodelsindependentofsupplier.内容ADAMS/Tire的功能ADAMS/Tire的成功应用案例总结17MSCADAMS/TireHandling模块可以让用户很容易地建立车辆在道路运动时作用于轮胎的力和力矩。使用这些轮胎模型可以预测车辆在任意工况下的大位移车辆动力学行为。该模块提供了各种用于操稳的轮胎模型（取决于输入的数据变量），包括基于轮胎简单特性的Fiala模型和UA模型，以及基于广泛和详细的轮胎试验的Pacejka魔术公式模型。MSCAdams/TireFTire为MDADAMS/Car包之外的可选模块，用来在模型中考虑轮胎的影响，进行各种操纵性能分析，如：制动、转向、加速、自由滚动或滑动分析。可以模拟轮胎在标准路面或不规则路况上运动时作用在轮胎上的力和力矩。进行车辆的耐久性和舒适型研究时要求能够精确地预测系统和部件的载荷。MDADAMS/Tire中的Ftire模块允许用户考虑轮胎行为对系统载荷的影响。该模型提供了介于纯操稳模型和耗时的有限元模型之间的解决方案。柔性带和高级算法提供了可信赖的计算速度、模型细节以及逼真度。Ftire是一个2.5D维的非线性轮胎模型，轮胎的胎体由一些环形的元素来代替，一般大约为50~100个点质量元素，这些单元之间以及与轮辋之间均用非线性弹簧－阻尼连接起来。这些环形元素相对于轮辋可以在任意方向弯曲。FTire与TYDEX基本轮胎界面一致。Ftire可以描述高速时轮胎的径向硬化效果。自动计算作用于轮轴处的力和力矩，这些力来自于轮胎和地面的接触，为耐久性和舒适性分析提供精确输入。Ftire模块主要是针对乘坐舒适性、耐久性以及操纵性能方面的应用而设计的。除此之外，该模块还具有如下功能：在模型的逼真度、细节与计算速度之间提供了一个有效的折中方法在频率域提供了有效的结果分析，可达120HZ容易从轮胎的测量数据中获得模型参数对波长降到轮胎接地尺寸的一半的小障碍物，能够得出有效的结果当通过凸凹不平的路面时，能提供很高的精确值。1819谢谢！