Simulation of complete vehicle dynamics using FE code Abaqus
Andreas Hellman · Epubl LTU · 2008
På grund av höga kostnader för att utveckla nya fordonsmodeller så blir datorsimuleringar av fordonsdynamik allt viktigare i produktutvecklingsprocessen. Fordonsdynamik är i dag ett smalt område på marknaden, vilket innebär att det är oekonomiskt för de flesta mindre företag att äga licenser för de programvaror som krävs för dessa simuleringar då de endast används tillfälligt. Program för att beräkna hållfasthet är betydligt vanligare ute i industrin idag och om möjligheten fanns att simulera fordonsdynamik med hjälp av en sådan programvara skulle detta kunna möjliggöra stora besparingar och nya möjligheter. Alla kommersiella hållfasthetskoder har inte funktionaliteten att räkna stelkroppsdynamik dvs när en kropps rörelser är stora i relation till dimensionerna på delarna. En hållfasthetsprogramvara som har detta inkluderat är Abaqus. Examensarbetet undersöker om det är möjligt att göra handling och åkkomfortsimuleringar i Abaqus som ger lika trovärdiga resultat som i ett för ändamålet anpassat program. Som referens har ADAMS/Car från MSC.Software valts pga. av att det är en av de vanligaste programvaror som används idag inom fordonsdynamiska beräkningar. Handlingsimulering av fordon innebär olika typ av kurvtagningsmanövrar. Åkkomfortsimulering innebär simulering av vad olika ojämnheter i vägen ger upphov till för vibrationer. En helbilsmodell av Volvo S40 modelleras och simuleras i både Abaqus och ADAMS/Car och resultaten jämförs mot varandra. I Abaqus har även layouten på hur modeller och simuleringar skall byggas upp för att möjliggöra en så bra struktur av filerna som möjligt undersökts. För att kunna lösa ett så här pass komplext problem och få goda resultat är en väl genomtänkt strategi nödvändig och för detta ändamål har Crawl-Walk-Run strategin använts. Från resultatet kan slutsatsen dras att Abaqus kan bli ett fullgott alternativ till simuleringar av fordonsdynamik. Det fungerar bra för att simulera enkla åkkomfortsimuleringar men för att möjliggöra handlingsimuleringar krävs vidare arbete för att utveckla fungerande däckmodeller. Överensstämmelsen mellan resultaten från Abaqus och ADAMS/Car är god och tillräckligt noggrann för att börja användas till att lösa verkliga problem. Fortsatt förbättring i överensstämmelsen mellan programmen är något för framtida arbete.