Adams技巧分享：基于Leafspring工具箱的板簧建模方法

01钢板弹簧建模的常用方法

钢板弹簧建模的处理方法一般有3种:

1. 作为柔性体进行模拟：用有限元方法计算钢板的模态输出MNF文件，Adams读取MNF生成钢板柔性体，模态叠加模拟不易产生理想效果。

2.用离散梁进行模拟：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，钢板弹簧之间的接触用Adams提供的接触力来定义。

3.简化方法：三连杆理论建钢板弹簧，用衬套bushing将三段梁连接起来，然后在中间梁与轴连接处添加固定副，在前后梁与车架连接处添加衬套连接，以此模拟钢板弹簧最典型的工作状况。

Adams Chassis模块最早基于离散梁方法开发了钢板弹簧工具，首先，需要编辑ltf文件，对板簧各参数修改好，运行生成adm文件；然后，利用Adams View模块，import生成的adm文件，删除其中所有的request、bushing、sforce、sensor等，输出为cmd文件；再修改cmd文件中的语法格式，然后打开Adams Car模块，建立leafspring模板，import修改后的cmd文件，最后添加bushing、通讯器等。后来这个工具直接嵌入到Adams Car模块中。

Adams Chassis和Adams Car板簧工具建模流程比较长，费时费力，效率相对比较低，工程师浪费太多的时间在板簧建模的前处理工作中。

02Leafspring板簧工具箱强大的建模功能

MSC公司开发的Adams板簧工具箱，采用离散梁方法为工程师提供了高质量的板簧建模环境。

工程师利用Leafspring板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。

由于该工具箱能够显著提升建模效率，能够让工程师把更多的时间和精力投入到研究设计方案是否合理。

Leafspring板簧工具箱包括如下功能选项：

• OG（Original Geometry）Profile 初始几何轮廓建模
• 创建板簧
• 创建和修改连接件
• 分析板簧模型
• 创建加预载荷的板簧模型
• 创建板簧装配体模型
• 板簧分析结果后处理
• 转换为Adams/Car的模板

OG Profile Generator 对话框 ：

创建板簧对话框：

创建板簧模型：

设定参数对话框：

执行板簧刚度分析：

绘制板簧刚度曲线：

板簧装配模型：

在Adams Car中，可以使用Porting to Adams Car将板簧工具箱中板簧装配体转换为Adams Car悬架模板。在模板创建模式下，将板簧装配体转换成Adams Car悬架模板对话框：

板簧模型可以作为一个独立的子系统进行板簧性能的仿真分析，或作为一个子系统装配到Adams View或Adams Car的悬架总成模型或整车模型中进行静力学、运动学、动力学分析，以研究车辆的操纵稳定性能、乘坐舒适性能、耐久性能分析等。

03实际工程应用案例

1、钢板弹簧悬架载荷分析

根据CAD部门提供的整车几何参数、质量参数、力学特性参数，建立某款前后钢板弹簧悬架车型，对吊耳、卷耳、

驾驶室、车架等连接点的载荷进行预测，为强度分析提供边界载荷。

静态工况是指汽车满载状态，并保持不动的工况（静止于试验台架上）。

表中所指均为各部分对车架的力和力矩，力和力矩的坐标系为均为全局坐标系。

2、钢板弹簧悬架K&C分析

根据CAD部门提供的悬架几何参数、质量参数、力学特性参数，建立某款钢板弹簧悬架车型的前后悬架动力学模型：

悬架K&C分析工况：

• 悬架左右轮平行跳动工况
• 悬架侧倾工况
• 转向工况
• 悬架侧向力工况
• 悬架纵向力工况
• 悬架回正力矩工况

悬架K&C分析结果曲线图如下：

根据悬架K&C分析结果曲线，可评价悬架运动学、动力学性能。

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