(6) 针对整车研究的不同方面，填写不同工况的仿真文件进行整车平顺性仿真。 (7) 仿真计算结果的后处理。
2.3 基于ADAMS的整车虚拟样机模型建立
2.3.1 各子系统模型的建立
（1） 前悬架模型
应用ADAMS/Car对悬架系统进行建模，模型原理要与实际的系统相一致。考虑到汽车基本上为一纵向对称系统，软件模块已预先对建模过程进行了处理，故只需建立左边或右边的1/2悬架模型，另一半就会自动生成[20][23][24][25]。
图2.1 前悬架模型
麦弗逊悬架结构，总成由弹簧、筒式减震器及滑柱、下摆臂、转向节总成（包括减振器下体、轮毂轴）、转向横拉杆、球头销、转向器齿条、车轮总成、车身等刚体部分组成。经结构简化分析，建立前悬架动力学模型子系统如图2.1所示。
表2.1 前悬架模型的铰链类型与数目
铰链约束的自由度 铰链名称 平动 固定铰链 转动铰链 平动铰链 万向节铰链 3 3 2 3 转动 3 2 3 1 麦弗逊式 10 4 2 2 约束铰链数量 圆柱铰链 球铰链 等速万向节铰链 平面副 2 3 3 1 2 0 1 2 3 4 6 1 各部件约束如上图2.1所示，减振器上体用万向节铰与车身相连，转向节总成与减振器上体用圆柱铰约束，相对减振器上半部分可以进行轴向移动和转动；下摆臂一端通过转动铰与车身相连（其中一个为虚约束），可相对车身上下摆动，另一端通过球铰与转向节总成相接；转向横拉杆一端通过球铰与转向节总成相连，另一端通过万向节铰与转向齿条相连；悬架模型的铰链类型与数目如表2.1所示。 麦弗逊式前悬架(不含转向系)的约束方程M1为：
M1=4x3+4x5+4x3+2x5+6x4+10x6+2x4+3+1=150
模型中存在两个Gruebler Count(相当于两个自由度)，故自由度K1为: K1=25x6+2-150=2 a) 前减振器模型的建立
减振器是悬架系统的主要阻尼元件，与弹性元件并联安装，车轮与车身间的相对振动，主要是通过减振器衰减的，即由于悬架匹配了适当的阻尼车身的自由振动被迅速衰减，车身的强迫振动会受到抑制。在ADAMS/CAR中建立减振器模型，首先建立一个用户自定义的减振器文件，然后利用属性对话框进行修改，也可以直接在速度一力曲线上直接拖改，也可以通过参数列表进行准确的定义，最终自动进行拟合得到满意的非线性曲线，图2.2为前减振器特性曲线。
图2.2 前减振器特性曲线
b) 前弹簧模型的建立
在ADAMS软件里首先建立一个用户自定义的弹簧特性文件，然后利用属性对话框进
行修改，也可以直接在力－行程变化曲线上直接拖改，也可以通过参数列表进行准确的定义
[26]
，最终自动进行拟合得到前悬架弹力随压缩、拉伸行程变化曲线如图2.3。
图2.3 前悬架弹簧刚度特性曲线
(2) 横向稳定杆模型
横向稳定杆常用来提高悬架的侧倾角刚度或是调整前后悬架侧倾角刚度的比值作为刚体模型时，横向稳定杆被分为左右对称的两段，并在稳定杆的中间对称剖分面位置以扭转弹簧相连。横向稳定杆采用两根断开轴中间通过转动铰连接，并在转动铰链上施加扭转力进行简化建模，其扭转力为[27]:
F=K(?-?o) (2.22)
其中: K: 横向稳定杆扭转刚度 ?:转动铰链运动角度 ?o:初始扭转角度
建立的横向稳定杆模型如图2.4所示：
图2.4 横向稳定杆模型
（3） 动力系统及转向系统模型
本文采用Car模板自带的动力系统简化模型，对其参数进行修改得到所要建立的发动机模型，如图2.5所示。
图2.5 动力系统模型
该车采用的是齿轮齿条式转向系。它主要包括方向盘、转向轴、转向管柱、转向传动轴、横拉杆、齿轮齿条转向器等。建立的转向系统如图2.6所示。
图2.6 转向系统模型
建模分析中必须考虑的一个重要参数是转向系传动比。转向系的传动比包括力传动比
ip；和角传动比i?0，它直接影响车辆的机动性和操纵轻便性。转向系力传动比ip指的是从
轮胎接触地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在转向盘上的手力Fh之比；转向系角传动比i?0指转向盘转角和驾驶员同侧的转向轮转角之比。计算公式如下2.23：
M?RRR????pR??R' ip???i?0??i??i??????? (2.23)
MHααα??p???α???α式中：
M?－转向阻力矩；Mh－转向盘的力矩；R－转向盘的半径；
?－主销偏移距，指从转向节主销轴线的延长线与支承平面的交点至车轮中心平面与
支承平面的交线的距离；
i?－转向器角传动比，等于方向盘转角增量??必与转向摇臂的相应增量?Bp之比；
p；与同侧转向节转角增量?Bki'?－转向传动装置角传动比，等于摇臂轴转角增量?2之比。
（4） 车身及底盘模型
为了使问题简便与直观，把不包括发动机的整个车架和车身作为一个刚体来考虑。整个刚体的质量集中在质心位置，具体位置由整车参数确定。修改刚体质量和转动惯量为簧载质量和转动惯量以定义与各子系统之间正确的连接关系。如图2.7所示。
图2.7 车身及底盘模型
（5） 后悬架模型
后悬架系统采用纵臂扭杆弹簧后悬架，由于该悬架结构复杂，加上弹簧、减振器、隔振垫块等非线性因素，且具有后轮随动的特点，用传统的建模和求解方法难以准确分析其动力学特性。本文利用ADAMS多体动力学软件成功建立了该悬架动力学模型，并对其进行了双轮跳动的仿真分析。下面对悬架进行建模，后悬架主要包括：下单斜摆臂、减振器、螺旋弹簧、横向稳定杆等[28][29]。
a) 减振器模型的建立
下单斜摆臂前后段分别与底盘和轮毂联接，螺旋弹簧安装在下单斜摆臂和车身之间，减振器联接下单斜摆臂与车身，建模时阻尼特性与前悬架减振器一样处理。经结构简化分析，建立建立的阻尼器特性如图2.8所示。