【Ansys Motion】載具底盤系統設計、運動模擬分析2

繼上回合分享Ansys Motion模擬載具底盤系統,收到熱情粉絲詢問細節、敲碗續集,如今過了一冬,上架第二集-整車底盤情境模擬。在本集,將分享載具常見的測試項目,透過模擬來觀察底盤各項數據,最後結合電路控制軟體進行耦合分析。看完這集,希望能讓Ansys Motion在載具設計道路上助您一臂之力。

 

前軸、後軸獨立分析完,接著就可以兜成整車開去分析了。在整車情境模擬中,常見的測試項目均已建立模板,如麋鹿測試、轉向測試等,直接輸入測試參數快速建立模擬情境。亦可以建立行駛路徑,觀察載具在指定路徑下的動態響應。甚至還能連結PID控制迴路模擬程式,將循跡防滑系統、煞車防鎖死系統等配備納入模擬,實現多體動力、電路控制耦合分析。


 

在轉向測試中,除了懸吊設計尺寸外,可加入您設計的幾何結構模型。如下圖加入了方向機拉桿、三腳架鐵套的結構模型,模擬載具於轉向過程中,底盤結構件的受力情形,並以雲圖動畫呈現受力數值。結果還能呈現車體的位置變化量,可以看到車體因重量所產生的下沉量,以及轉彎時由慣性所產生的側向傾斜量,再以圖表呈現側向加速度、各輪正向力等數值的歷時曲線。一次比較各種設計參數的分析結果,實現參數研究的優秀解決方案。


在麋鹿測試中,可透過動畫直覺了解底盤的動態反應,搭配圖表觀察許多詳細資訊,包含橫向加速度、側傾角度、側滑角度、車輛轉向角度等歷時數據,並加以判斷是否達成設計目標。再藉由模板快速修改底盤設計參數,直接進行下回模擬,比較調整前後差異,輕鬆實現參數研究。


 

在電路控制耦合分析中,依然用模板輸入模擬情境參數,與電路控制軟體進行資料傳遞,形成耦合分析的迴圈。由Ansys Motion計算出載具的運動數據,傳遞給Ansys Twin Builder來計算PID控制電路,再回傳計算結果給Ansys Motion,以調整載具的輸出力道。常見的應用項目包含循跡防滑系統、煞車防鎖死系統等,當載具加速度與輸出力道不一致時,控制電路便會介入來調整輸出力道,讓載具回到穩定且效率最佳的狀態。


在這兩集的”載具底盤系統設計、運動模擬分析”裡,運用Ansys Motion搭配car工具包分析了許多項目。其中也包含了機構運動、結構變形問題,更模擬出載具的行駛、操控特性,這些項目的模型均使用模板建立而成。除了這次用的car工具包,Ansys Motion還有其他一樣好用的工具包,應用於其他領域,如齒輪傳動系統、鍊條傳動系統。更可以搭配無網格技術,讓產品研發加速再加速。