在汽车产品开发中ADAMS 与Nastran的应用

    MSC.ADAMS以其强大的车辆动力学模拟技术广泛应用于悬架系、转向系、动力传动系和整车的运动学、动力学分析，MSC.Nastran以其成熟的有限元计算技术在汽车结构分析中占有重要的地位。结合ADAMS与MSC.Nastran各自的技术优势，联合应用ADAMS与MSC.Nastran进行车辆动力学分析和汽车结构分析是一种新的技术趋势，能为车辆产品开发提供更高精度的计算结果、更深入的分析结论，在产品开发中的作用愈加明显。

　　1 悬架系与转向系的模拟

　　在进行车辆动力学的分析中，建立高精度的悬架系与转向系尤为重要，特别是悬架系的刚度、阻尼和运动性能关系到整车的振动特性和操纵稳定性，是建模的重点。利用ADAMS可以实现悬架系与转向系的建模，如下图所示。

　　2 整车动力学分析

　　整车动力学分析的基础是建立正确的悬架系、转向系、动力传动系、轮胎模型、路面模型及驾驶员操作指令。对动力传动系而言，若仅考虑其动力输出，可建立较为简单的模型;若详细考虑发动机(不同油门开度下的扭矩、转速特性)、离合器、变速箱的工作过程，需要建立复杂的模型。

　　3 汽车结构分析

　　Nastran 在汽车结构分析中应用十分广泛，特别是在车身车架的结构强度、刚度、模态、响应分析中占有重要的地位。模态分析是车身车架动态特性评价的基础，不同的车型对车身车架的固有频率和振型有不同的要求，在车辆开发过程中确定车身车架的模态参数是十分重要的;对于具有车身车架的整车有限元模型，一般是进行模态响应分析，从时间域和频率域两方面对车身车架的结构响应(应力、应变、应变能、加速度等)进行深入的分析。

　　4 刚柔混合体动力学建模

　　对于复杂的车辆动态工况，应用有限元软件来计算结构的动力学问题是较为困难的，特别是若机构的运动关系存在非线性特性，还要考查结构在运动过程中的应力，则有限元软件是不能直接处理这类问题的。通过对Nastran 和ADAMS 软件的联合应用，可以很好地解决这类问题。利用Nastran 生成ADAMS 需要的柔性体，在ADAMS 中建立整车刚柔混合动力学模型，模拟任何复杂的动态工况，并将动力学计算结果返回到Nastran 中，深入研究结构的动力学响应。

　　5 其它应用

　　ADAMS 与Nastran 不仅在车辆动力学和结构有限元方面应用广泛，而且可以很好地进行振动分析，与疲劳分析软件也有方便的接口，同时在专用车辆上应用也越来越多。

　　6.结论

　　ADAMS 与Nastran 在汽车制造业有着十分广泛而深入的应用，CAE 已成为产品开发过程中的一个重要环节，是提高设计能力和质量改进能力的重要手段。在对ADAMS 和Nastran 深入应用的基础上，结合二者的技术优势，通过对二者的联合应用，可以很好的进行各种复杂工况下的车辆动力学和汽车结构分析，为车辆开发提供更好的技术支持。