刚体接触模型是在不考虑物体变形的情况下简单描述接触问题的一种方法。而复杂方法采用的是弹性接触模型,把物体当做变形体,并使用边界元法或者有限元法进行计算。有限元法的计算结果精度很高,但比多体动力学方法费时,而多体动力学方法正好与之相反.对于柔性多体系统动力学,其同时存在弹性变形运动和大范围的刚体运动,因此,它与有限元分析方法和多体分析方法都有密切关系。事实上,实际工程问题大多是柔性多体动力学问题。为了易求解,通常将问题简化为多刚体动力学和结构动力学问题来处理。这样就要求将同一个问题利用两种分析方法处理,给使用者带来不便。
汽车钢板弹簧属于大变形和接触非线性问题,所以不宜采用刚体模型。本章将借助现代接触动力学理论,使用多体动力学法和有限元法相结合的方法分析汽车钢板弹簧的振动特性。采用ADAMS和AN5YS两种软件建立汽车钢板弹簧的多柔体模型,对其振动特性进行分析,以达到解决接触问题既效率高又精度高的目的。
为了提高仿真的效率,可以设置柔性体的某些内容,包括阻尼率、模态成分、惯性组成以及初始条件等。可根据模态的阶数或对应变能的贡献来决定某阶模态的取舍,关闭那些对运动没有贡献的模态,一旦某一阶模态被关闭,柔性体将不会再计算这阶模态所代表的变形,这就相当于在模型上施加了一个约束。木文中均采用缺省值。
设置好钢板弹簧柔性体后即可进行仿真,分两种情况进行仿真分析:
(1)预加载荷F为2000N.
(2)预加载荷F为在。到2000N范围内变化的交变力,激励频率w=Trrad/so
在板簧末片的中部施加一个2000N的向上静载荷,为板簧在恒定力作用下的模型变形图,图4.4为末片中部哑物体的中点随时间变化的位移。
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