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ADAMS 板簧工具箱建模指导规范插件下载地址：https://www.jishulink.com/content/post/432377

目录 0 前言.........................................................................................................................................1 1 板簧工具箱介绍......................................................................................................................1 1.1LEAFTOOL 概述.................................................................................................................. 1 1.2 LEAFTOOL 模拟原理及参数............................................................................................. 1 1.3LEAFTOOL 载入设置.......................................................................................................... 4 2 初始几何轮廓建模..................................................................................................................5 2.1 初始几何轮廓 OG PROFILE...............................................................................................5 2.2 使用 OGPROFILEGENERATOR.......................................................................................5 3 创建板簧结构..........................................................................................................................7 4 创建和修改连接件..................................................................................................................9 4.1 创建连接件...........................................................................................................................9 4.2 修改连接件.........................................................................................................................10 5 设定参数................................................................................................................................11 6 分析及校正板簧模型............................................................................................................12 6.1 刚度分析设置....................................................................................................................13 6.2 结果曲线绘制.....................................................................................................................14 6.3 校正板簧刚度.....................................................................................................................15 7 模型预加载...........................................................................................................................16 8 模型总成装配.......................................................................................................................17

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范 0 前言本操作手册讲述了采用 ADAMS 板簧工具箱 LeafTool 工具进行板簧系统模型搭建的详细过程，包含板簧几何建模、板簧连接、刚度校正和板簧总成装配等。本操作手册建立的板簧模型可广泛应用于板簧悬架系统性能分析、整车操稳性能分析、整车平顺性能分析中的板簧模板中。 1 板簧工具箱介绍 1.1LeafTool 概述使用 Adams/Car 进行整车的操稳、平顺和疲劳分析时，板簧子系统的搭建即是一个难点，也是一个重点，建模的精度直接决定了整车分析数据的准确性。利用 Adams 自带的 LeafTool 板簧专业工具箱进行板簧系统模型的搭建，可极大的提高板簧建模效率和准确性。图 1-1 是根据 LeafTool 板簧工具箱约定的规则，创建的前端为固定吊耳（EYE），后端为压缩状态的活动吊耳(SHACKLE)的板簧模型。一些主要的定义如下： 1) 坐标系原点位于主片簧的上表面中心； 2) FORE：相对于整车坐标系 X 轴正方向； 3) AFT：相对于整车坐标系 X 轴负方向； 4) 单位：长度 mm；力 N；角度 degree。注意：在 Adams/Car 中“AFT”代表车辆的前端方向。 1.2 LeafTool 模拟原理及参数图 1-1 板簧模型 LeafTool 中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。对于钢板弹簧之间及钢板弹簧与弹簧夹之间的接触用 ADAMS 中提供的接触力来定义。板簧参数主要包括板簧的几何参数、离散的梁单元、衬垫和 1

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范弹簧夹。 1）板簧的几何参数；板簧工具箱支持 dat（*.dat）和 lef（*.lef）文件保存格式。其中 dat（*.dat）为旧版本的文件格式，建议使用 lef（*.lef）格式的文件，lef（*.lef）格式文件由 OG Profile Generator 生成。lef（*.lef）文件为 tiem orbit 格式，文件中包含每片板簧的厚度，包括前部分和后半部分。 a.板簧基本尺寸（宽度、厚度等）； b. Eye：卷耳类型（berlin，up，down，见图 1-2 示），卷耳半径。图 1-2 主簧卷耳类型 2) 板簧中离散梁单元； LeafTool 中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的柔性梁连接，如图 1-3 示。图 1-3 板簧梁单元示意图 a. 梁单元的特性(Ixx、Iyy、Izz 和 A)由指定的片簧宽度和厚度自动计算得到； b. 梁单元的间距 L，由用户界面输入得到； c. 用户可以通过参数定义对话框修改材料特性；当仿真分析的刚度曲线与实际试验提供的刚度参数不一致时，需要对板簧模型进行调校，打开参数对话框，对 beam 梁单元的弹性模量、剪切模量、结构阻尼等参数进行修改，表 1-1 是梁单元参数的默认值。 d. 柔性梁原理； 2

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范柔性梁是一个无质量的相同截面的柔性连接，按照 Timoshenko（铁木辛柯梁理论）来传递两个标记点之间力和力矩，如图 1-4、图 1-5 示，详细计算见表 1-2。图 1-4 无质量梁单元图 1-5 无质量梁力和力矩表达式表 1-1 梁单元默认参数名称 Young’s modulus(弹性模量 E) Share modulus(剪切模量 G) Structural damping(结构阻尼) Y share area ratio(Y 向剪切变形系数) Z share area ratio(Z 向剪切变形系数) 数值 2.0E+5(N/mm2) 7.7E+5(N/mm2) 1.0E-2 1.0 1.0 表 1-2 无质量梁力和力矩详细表达式 Fx=K11*(x-L) Fy=K22*y+K26*c Fz=K33*z+K35*b 其中： K11=E*A/L K22=12*E*Izz/[L3*(1+Py)] K26=K62=-6*E*Izz/[L2*(1+Py)] K33=12*E*Iyy/[L3*(1+Pz)] K35=K53=6*E*Iyy/[L2*(1+Pz)] K44=G*Ixx/L K55=(4+Pz)*E*Iyy/[L*(1+Pz)] K66=(4+Py)*E*Izz/[L*(1+Py)] Tx=K44*a Ty=K53*z+K55*b Tz=K62*y+K66*c Py=12*E*Izz*ASY/(G*A*L2) Pz=12*E*Iyy*ASZ/(G*A*L2) E：Young’s modulus G：Share modulus A：Area of the beam cross section L：Length of the beam ASY：Y Share Area ratio ASZ：Z Share Area ratio 3) Pad 衬垫（簧片之间接触力）；板簧各片之间的接触用 Adams/View 中的接触力来定义,见图 1-6 示，通过用户图形界面来为前半段和后半段板簧之间加入接触力以及衬垫高度和摩擦力。 4) Clip 弹簧夹；弹簧夹主要作用： 3

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范 a. 当钢板弹簧反向变形（反跳）时，是各片不致互相分开，以免主片单独承载； b. 防止各片横向错动。用户可以为主片簧和其他板簧之间定义 Clip 弹簧夹，采用固定副将弹簧夹固定到底部的板簧上。板簧之间创建接触力，主片簧和弹簧夹之间创建接触力，见图 1-7 示。图 1-6 簧片间接触力图 1-7 弹簧夹与片间接触力 1.3LeafTool 载入设置启动 Adams/View 或 Adams/Car（在欢迎对话框中选择 Template Builder）；单击菜单 Tools,选择 Plugin Manager。关于 Plugin Manager 的帮助，在对话框中按下 F1 键；从插件列表中找到 Leafspring Toolkit，然后单选或全选如下命令； 1) Load—在当前界面加载 Leafspring 工具箱； 2) Load at startup — 在启动 Adams/Car 或 Adams/View 时在界面中自动加载 Leafspring 工具箱； 3) 单击 OK。 Adams/Car 载入 Leafspring 工具箱，在 Adams/Car 界面上多出一个新的 LeafTool 菜单。 4

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范 2 初始几何轮廓建模 2.1 初始几何轮廓 OG profile LeafTool 中的初始几何 OG profile 允许用户直接从平展的板簧几何形状来定义板簧的初始几何轮廓，平展的板簧几何形状定义如图 2-1 所示。图 2-1 Flat Leaf 平展板簧图 2-2 弧高和卷耳类型 1）B 是指板簧安装夹持的有效长度（可设置为零），如图 2-1 示； 2）初始几何轮廓通过弧高（Camber Height）来描述，如图 2-2 示； a.主簧弧高是指平行于夹紧平面（U 型螺栓平面）内，吊耳中心到主簧上表面最低处的距离； b.副簧弧高是指平行于夹紧平面（U 型螺栓平面）内，板簧端部到主簧上表面最低处的距离；具体计算过程见 10.1 所述。 3）只有第一片簧（主簧）的两端有卷耳，板簧是等厚的。副簧可以是不等厚的，最后一片簧厚度可以是线性逐渐变薄的； 4）OG Profile Generator 根据输入的参数，如图 2-3 示。先将为每片板簧生成一组平展的梁单元，然后在弧高的测量点位置加上驱动，运行准静态分析后，平展的板簧可以变形为想要的弧高状态（前段和后段）。变形后板簧上表面内侧形状保存为初始几何轮廓。 2.2 使用 OGProfileGenerator LeafTool 工具箱通过 OGProfileGenerator 工具进行初始几何轮廓建立，图 2-3 及表 5

ADAMS 板簧工具箱建模指导规范 2-1 介绍了 OGProfileGenerator 对话框各个参数含义。图 2-3OG Profile Generator 对话框表 2-1OG Profile Generator 对话框详解参数详解输入文件名；模型中板簧的片数；副簧安装夹持中心位置的板厚；名称 Output OG File Name Number of Leafs Clamp Length Eye Type Eye Radius Tapering Auxiliary Leaf 副簧厚度是否逐渐变薄，选 yes 或 no； AFT Tip Base Center Fore Tip Beam Element Length Delta X in the File Insert row after Remove row Load spec Save spec Aft Camber Aft Length Fore Length Fore Camber Thickness 在板簧展开状态下的梁单元长度；初始几何轮廓输出文件中，X 向间距列表；在规格表中插入一行；前半部分板簧的展开长度；后半部分板簧的展开长度；副簧后端部位置的板厚；前半部分板簧的弧高；在规格表中删除一行；按文件的指定参数定义，作用在原始几何轮廓的负载将作用于原始几何轮廓的负载，保存为文件；板簧安装夹持的有效长度或固定不动的长度，可设置为零；主簧卷耳的类型，包括三种类型：[none,berlin,up,down]；见图 2-4。卷耳的半径；如果选择副簧厚度逐渐变薄，需要定义副簧前端部位置的板厚；后半部分板簧的弧高；板簧的厚度。①等厚度板簧的厚度；②如果是渐变厚度副簧，厚度将会线性逐渐变薄，梁单元的参数将基于变细的厚度进行调整。 6

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