剛體接觸模型是在不考慮物體變形的情況下簡單描述接觸問題的一種方法。而復(fù)雜方法采用的是彈性接觸模型,把物體當(dāng)做變形體,并使用邊界元法或者有限元法進(jìn)行計算。有限元法的計算結(jié)果精度很高,但比多體動力學(xué)方法費時,而多體動力學(xué)方法正好與之相反.對于柔性多體系統(tǒng)動力學(xué),其同時存在彈性變形運動和大范圍的剛體運動,因此,它與有限元分析方法和多體分析方法都有密切關(guān)系。事實上,實際工程問題大多是柔性多體動力學(xué)問題。為了易求解,通常將問題簡化為多剛體動力學(xué)和結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題來處理。這樣就要求將同一個問題利用兩種分析方法處理,給使用者帶來不便。
汽車鋼板彈簧屬于大變形和接觸非線性問題,所以不宜采用剛體模型。本章將借助現(xiàn)代接觸動力學(xué)理論,使用多體動力學(xué)法和有限元法相結(jié)合的方法分析汽車鋼板彈簧的振動特性。采用ADAMS和AN5YS兩種軟件建立汽車鋼板彈簧的多柔體模型,對其振動特性進(jìn)行分析,以達(dá)到解決接觸問題既效率高又精度高的目的。
為了提高仿真的效率,可以設(shè)置柔性體的某些內(nèi)容,包括阻尼率、模態(tài)成分、慣性組成以及初始條件等??筛鶕?jù)模態(tài)的階數(shù)或?qū)?yīng)變能的貢獻(xiàn)來決定某階模態(tài)的取舍,關(guān)閉那些對運動沒有貢獻(xiàn)的模態(tài),一旦某一階模態(tài)被關(guān)閉,柔性體將不會再計算這階模態(tài)所代表的變形,這就相當(dāng)于在模型上施加了一個約束。木文中均采用缺省值。
設(shè)置好鋼板彈簧柔性體后即可進(jìn)行仿真,分兩種情況進(jìn)行仿真分析:
(1)預(yù)加載荷F為2000N.
(2)預(yù)加載荷F為在。到2000N范圍內(nèi)變化的交變力,激勵頻率w=Trrad/so
在板簧末片的中部施加一個2000N的向上靜載荷,為板簧在恒定力作用下的模型變形圖,圖4.4為末片中部啞物體的中點隨時間變化的位移。
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