【Adams-Car】应用Adams-Car求解最小转弯直径

介绍Adams中求解最小转弯直径的过程及相关理论。

一、Adams计算操作步骤

通过Adams的 Standard 界面进行前悬架的转向工况仿真即可获取该车型的最小转弯直径。

1.1 Steer工况 仿真

以 软件 自带的麦弗逊式悬架为例，进行悬架转向工况仿真：

• 选择转向工况，Simulate-Suspension Analysis-Steering
• 设置仿真前缀名，载荷步
• 转向输入以齿条行程的方式给定（±80mm）

操作如下所示：

1.2 后处理

求解结束后，在后处理窗口中获取转弯直径：

• Review-Postprocessing Window打开后处理窗口，或者按F8快捷键
• Source中选择Request
• 过滤器中输入“steering”并回车
• 点击“Data”，选择“steering_displacement”，选择“rack_steering_displacement”，该步骤为应用过滤器选择X轴数据为齿条行程
• 返回后，重新在过滤器中输入“turn”，选择Y轴数据为“outside_turn_diameter”
• 点击“Add Curves”，显示图像
• 应用游标工具，选择最左边的点，可以看到当前Y值即为转角最大时对应的转弯直径，即车辆最小转弯直径。

示意如下：

1.3 注意事项

转弯直径的计算是根据悬架车轮转角、轴距、轮距等 信息 计算得出的，在仿真前务必确保以下信息正确：

• 在轮胎上右键，选择Modify，弹出对话框，确保轴距信息填写正确

二、Adams转弯直径的计算 原理

2.1 原始设定

在Adams中，转弯直径称为“outside_turn_diameter”。在了解如何计算前，应了解Adams中的一些设定：

• 转弯直径是指前轮转向外轮接地点在转弯时绕圆心旋转的直径
• 由于存在Ackerman效应，理论上前轮内外轮绕的圆心不同，规定以内轮转角来确定圆心

2.2 计算原理

根据以上设定，结合以下示意图，不难推出直径计算 公式

   如图，定义如下：

• WB：WheelBase，轴距
• TR：Turn Radius（车轴中线转弯半径）
• T：Track，轮距（前）
• ϕ\phiϕ：内轮最大转角（图中为ϕL\phi_LϕL​）
• D：最小转弯直径

计算公式如下：
Dmin=2×(WB×cot⁡ϕ+T)2+WB2D_{min}=2 \times \sqrt{{(WB\times \cot \phi +T)}^2+WB^2}Dmin​=2×(WB×cotϕ+T)2+WB2   ​
注意：

   根据图示，Adams中的“Turn Radius”不是Outside_Turn_Diameter的一半，这个概念要特别留意。
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