CATIA运动学仿真总结0801140001

1、CATIA DMU 模块在悬架与转向系统中的应用1 .前悬架与转向系统的装配模块本文前悬架为麦弗逊悬架，转向机为齿轮齿条转向机，悬架与转向系统的运动 仿真DMU共分为18个part,包括副车架、左右下摆臂、左右转向节、左右滑柱、 转向机、左右转向拉杆、左右传动轴、左右举升台、左右横向稳定杆拉杆、左右 横向稳定杆。为满足运动仿真要求，其中横向稳定杆被分为左、右两个 part,以实 现横向稳定杆不同方向的扭转；增加了左右举升台，模拟不平路面时车轮的上下跳 动。打开CATIA,进入Assembly Design模块，并将上述各部件调入到同一个 product 里。HrodProd .jc ULCtC

2、.L'JJliion讣JTJ”脑黄抖；KI 7竹丽门亡r-i.1工愣. ChTPart占电尔 QlndDH篁. b 鼠CAfPaCU atZuinxbb_ridviFBW.CMPartI.T'.UDuC.CATrrcdLKtiiEh1_t4ieel shrunk x:ru; J，：； ：； ri. -2 .前悬架与转向系统的运动仿真2、1运动约束Fixedrevolute运动约束工具条（点击revolute下拉菜单弹出）point surfaceu jointCylindricalprismaticspherical进入CATIA的DUM Kinematics模块,添加运动约束

3、，具体步骤如下：? 首先将固定副车架固定Fixed,并在副车架上做出滑柱上点，下摆臂转动轴线转向机中心线。? 左下摆臂与副车架连接为revolute,限制5个自由度，系统还有1个独立自由度? XRevolute joint物体1上的 参考平面物体1上的 参考平面?左下摆臂与左转向节连接为spherical,限制3个自由度，系统还有4个独立自由度 J 1 J CancelSpherical joint?左转向节与左转向拉杆连接为spherical,限制3个自由度，系统还有7个独立自由度?左转向拉杆与转向机连接为u joint,限制4个自由度，系统还有9个独立自由度物体1上的绕转轴物体2的绕转轴U

4、niversal joint?转向机与副车架连接为prismatic，限制5个自由度，系统还有4个独立自由度物体1上的滑 行方向（直线）物体2上的滑行方向（直 线，与1的直线重合）Joint Creion: PrismaticPrismatic joint物体1上的平面物体2上的平面（与1的平面贴合）?左滑柱与左转向节连接为度Cylindrical,限制4个自由度，系统还有6个独立自由物体1上的旋转轴线物体2上的旋转轴线Joint CreaiCylindricalCylindrical joint?左滑柱与副车架连接为u joint,限制4个自由度，系统还有2个独立自由度?左举开台与左转向节连

5、接为point surface,限制1个自由度，系统还有7个独立自由度Point surface?左举开台与副车架连接为Prismatic,限制5个自由度，系统还有2个独立自由度? 横向稳定杆（左）与副车架连接为revolute,限制5个自由度，系统还有3个独立 自由度?左横向稳定杆拉杆与横向稳定杆（左）连接为u joint,限制4个自由度，系统还有5个独立自由度? 左转向节与左横向稳定杆拉杆连接为 Spherical,限制3个自由度，系统还有2 个独立自由度?右下摆臂与副车架连接为revolute,限制5个自由度，系统还有3个独立自由度?右下摆臂与右转向节连接为spherical,限制3个自

6、由度，系统还有6个独立自由度?右转向节与右转向拉杆连接为spherical,限制3个自由度，系统还有9个独立自由度?右转向拉杆与转向机连接为u joint,限制4个自由度，系统还有5个独立自由度?右滑柱与右转向节连接为Cylindrical,限制4个自由度，系统还有7个独立自由度?右滑柱与副车架连接为u joint,限制4个自由度，系统还有3个独立自由度?右举开台与右转向节连接为point surface,限制1个自由度，系统还有8个独立自由度?右举开台与副车架连接为Prismatic,限制5个自由度，系统还有3个独立自由度?横向稳定杆（右）与副车架连接为revolute,限制5个自由度，系统

7、还有4个独立自由度?右横向稳定杆拉杆与横向稳定杆（右）连接为u joint,限制4个自由度，系统还有6个独立自由度?右转向节与右横向稳定杆拉杆连接为Spherical,限制3个自由度，系统还有3个独立自由度?左传动轴与左转向节连接为u joint,限制4个自由度，系统还有5个独立自由度?左传动轴与副车架连接为point curve,限制2个自由度，系统还有3个独立自由度Point curve?右传动轴与右转向节连接为u joint,限制4个自由度，系统还有5个独立自由度?右传动轴与副车架连接为point curve,限制2个自由度，系统还有3个独立自由度运动约束如下表所示步骤系统系统中可动Bo

8、dy数目约束系统此 时的自 由度数束的度 约制由数 该限自系统此 时的独 立自由 度数1副车架1Fixed6602左下摆臂 与副车架2Revolute12513左下摆臂 与左转向 节3Spherical18344左转向节 与左转向 拉杆4Spherical24375左转向拉 杆与转向 机5Universal30496转向机与 副车架5Prismatic30547左滑柱与 左转向节6Cylindrical36468左滑柱与 副车架6Universal36429左举开台 与左转向节7Point surface421710左举开台 与副车架7Prismatic425211横向稳定 杆（左）与 副车架

9、8Revolute485312左横向稳 定杆拉杆 与横向稳 定杆（左）9Universal544513左转向节 与左横向 稳定杆拉 杆9Spherical543214右下摆臂 与副车架10Revolute605315右下摆臂 与右转向 节11Spherical6636步骤系统系统中可动Body数目约束系统此 时的自 由度数的度约制由数 该限自系统此 时的独 立自由 度数16右转向节 与右转向 拉杆12Spherical723917右转向拉 杆与转向 机12Universal724518右滑柱与 右转向节13Cylindrical784719右滑柱与 副车架13Universal784320右举

10、开台 与右转向节14Point surface841821右举开台 与副车架14Prismatic845322横向稳定 杆（右）与 副车架15Revolute905423右横向稳 定杆拉杆 与横向稳 定杆（右）16Universal964624右转向节 与右横向 稳定杆拉 杆16Spherical963325左传动轴 与左转向 节17Universal1024526左传动轴 与副车架17Point curve1022327右传动轴 与右转向 节18Universal1084528右传动轴 与副车架18Point curve10823注:系统此时的自由度数=各个约束限制的自由度数的与+当时系统的

11、独立自由度数。比如，约束加到转向机与副车架时，此时，系统自由度数为30,即:30=（6+5+3+3+4+5）+4（系统此时的独立自由度数）。ApplicaticnsMechanismso-V Mechanism. 1, DQF=3(ploititsI SRsvolute, 1 (CIS body, 1,t, 1)竽 Spherical. 2 (low_axni_lef-t. 1, lett_wheel_3trnt_OTO604.1)隼 Spherical_3 (tie rod_left. 1, left_¥heel_strut_070604.1)rj U Joint*4 (tie r

12、(?d_leftR lj steering rmck.l)Frisnatic. 6 (steering rack* IjCIS body* 1)3'"钝Cylindrical. 6 (left_wheel_stiut_O70604. ls shock stTut_lcft. I.1 一为 U J Pint. 7 (shock etnjt- lef t. ljC16 b口加 1)一5Poiirt Suif祖(l&ft_wheel_s-txut_070604i lj1QPrismatic.S(C16 body, lj lift_lef1.1) Revolute. 10 (

13、C16_s tabilizer "bar_,ef t-new. 11C16 body. 1)U Joint. 11 (C16_；abili zer bax_lefi_nev. lf stabiliaer_li.nk_left. 1)?竽 SpheTLcal_ 12 (lef_urhftsl_strit_O70604. la stahilLsei-Link-Lsfi. 1) SRevalute. 13 (C16 bady. 17 law_amt_right. 1)个 '节 SphericaL 14 (rijht_wheel_strutjO70604.1,1)伞 竿 Spheri

14、cal. 15 (right_wheel_stiut_070604. ls tie rod._zight. 1)卜为 U Joint_ 16 (tie rod_riaht. 1, steering rajck. 1)"Cyl indr i cal. 17 (写 hock strut_iiglit, 17 right_wheel_s-truJt_070604.1)当 U Joint, 18 (shock strut_ri£h1:. 1,C1S body. 1)Po int Surf ace. IS (ii ght_whe &l_s tr-ut_070604.1, li

15、f t_right, 1).Prismatic. 20 (CIS body, 1, lift_right. LJ SRevolute 21 (C16 bod/i lj C16_stabilizer bar jright_ne¥4 1)U Joint* 22 (C16_stabilizer bar_ri£htjiew. 1, stabliser_link_right. 1)-,r SphexicaL 23 (rit_wheel_stxut_070604.1, ftablizex_Link_xigbt. 1.)一鼎 U Joint. 24 1 1?f t_vhee s"

16、;trut_O7(?SQ4» L« tHanmiwML口n_】ef 3 1)Curve_ 25 (tianjitission_left. IjCIG body4 1)鼎口 J aint. 2S (,tianjni3sicin_riglit. Ij xight_-wlieel_stzrU_t_070504. 1)J&Pq工irt Cm片.27 (txanmi3Sion_Tight. 1. U16 body. 1)FCcuunandsTF'tk Part ( C16 body. 1 JHL mwrL3p0eds_Acci?lei at ions2、2运动仿真所有

17、约束添加完成后，剩余3个自由度，这3方向的个自由度就是整车运动过 程中悬架与转向系统的运动方向。? 把左、右举升台与副车架的prismatic作为一个输入(length drive),当作车轮上、 下跳动行程。Joint Edition: Prismatic. 9 (Pris.Joint name： lri snat i c 4 9Joint geometry*Line 1 ：|d6 body. 1/Line4 3 Line 2：. 1/Plane 1: |C16 body. 1/Plane. 1 -Plane 2: lift.left. 1/Length drivenJoint Liinit

18、 sRLower limit ：卜90rnm囹口Upper limit： |75mn- ?把转向机与副车架的prismatic作为一个输入(length drive),当作齿条工作行程。?将这三个自由度作为驱动(length drive)后,从而运动仿真实现。Kinematic s SimulationEdit SimulatioMaw: Sinulation. 2Command. 1T4®E3H .C oiranand, 2-90 _*_755 uou口目Comroand. 3-90J 75 |0. 00Q0 闫_lCheck joint limitsReset I Keep po

19、sition on exitIni erf er enceDi stonce-Ta Animate viewpointit3.曲线绘制点击Simulation with commands命令，绘制曲线。DIU Ei nenat i csKinematics Simulation 一 r?rx激活Activate sensors选择所绘曲线的参数，并设置横坐标、纵坐标。Sulucti口口 InsTanlsneous Values | History |Sensor列 表NecharlJaintsRevolute+.- NeorfisjD, 1Joint5Fri snati. ySharimnk

20、lJoint5Cylindri ffazhani =m, lJnin+GCyl irdri. Nechar;ism» 1J oint sPri snat i. NBchari习m* lJointsRezolut e» Sechar.ism, 1 Xjnintsivolute. 鹏力ar.ivm* lXJointsylii.dri,., lJointcCylindri.,.NrhToinr sFri sitat 1. ir t 丁Mi i linear Mi 1 incher ripgrpp MiLli诟:er Degree 口已rtf已 Mil iiiu 二 er DegreeSelect AllIDfselect AllDisplay Urtions置 横 纵 坐 标4、1悬架参数曲线绘制为测量汽车行进过程中，主销倾角的变化量，需要在上述DMU中新增一个 part,并在part中作一条直线，直