ADAMS液压衬套仿真建模
液压衬套介绍及仿真建模
液压衬套不仅可以有效地改善汽车NVH特性、保证汽车乘坐舒适性，还对汽车平顺性有一定的影响。由于传统的橡胶衬套无法在低频和大振幅的情况下提供较大的阻尼滞后角和动刚度，所以为了解决这一主要问题，液压衬套应运而生，不仅可以在低频和大振幅的情况下提供较大的阻尼滞后角和动刚度的同时静刚度也有所增加。
图1.液压衬套示例
液压衬套分为径向压衬套和轴向型液压衬套，它们分别在径向或轴向提供较大的动刚度和阻尼。其结构主要由内外套、橡胶主簧、两个体积相同的液室、尼龙纤维块、金属骨架、乙二醇水溶液等组成。
下图2为液压衬套的结构简图，工作原理是橡胶主簧分别与金属内外套硫化固结起到支撑作用，同时由橡胶主簧与金属外套内部形成了两个主要为乙二醇水溶液的空腔，该空腔内壁主要是橡胶结构，组成了相互对称的两个液室，当液压衬套工作时尤其是在振幅过大时，限位块可以有效地与金属外套发生接触防止衬套变形过大而降低使用寿命。当受到外界载荷时，内外管相对位置发生改变，产生位移，上下两液室产生变形压强发生改变，因为两液室压强不同所以乙二醇水溶液在惯性通道内反复、来回流动。在流动过程中消耗了大量的能量，产生阻尼起到很好的减振降噪的作用而提高汽车的平顺性。
图2.液压衬套结构简图
在ADAMS/car中的衬套多为普通橡胶衬套，无法考虑到动刚度。在建立悬架时，有的衬套为液压衬套或者有的衬套需要考虑到动刚度，这时候就需要通过建立液压衬套来更精确的反映悬架平顺、操稳特性。建立液压衬套的具体过程如下：
1.导入adams/car Ride插件
打开adams/car标准模块，点击Tool栏中的插件管理(Plugin Manager)，然后在Car Ride后面的Load和Load at Startup打勾。
图2.Car Ride插件
导入插件后，点击Ride，选择Tools，然后再选择Hydromount-Parameter Identification(液压参数识别)：
图3.进入液压参数识别
2.液压衬套属性文件说明
在参数识别前，进入adams工作目录，然后在
aride\shared_ride_database.cdb\hydro_bushing.tbl目录下打开一个示例属性文件：
图4.液压衬套属性文件
参数解释如下：
a."HYDRO_COORDINATE"定义了液压作用力的作用方向，"Z"代表液压作用力为Z向，参考坐标系是液压衬套自身的坐标系；
b."BUSHING_PROPERTY_FILE"为叠加的普通衬套的属性文件路径，考虑到液压衬套只有一个方向的力，故建立液压衬套时需要选择是否再叠加一个普通衬套，以考虑其他方向刚度和阻尼的影响；
c."SUPER_IMPOSE_BUSHING "设定液压衬套是否需要叠加普通衬套，"on"代表叠加，"off"代表不叠加。
"RUBBER_STIFFNESS"为橡胶刚度；
"RUBBER_DAMPING"为橡胶阻尼
"COUPLING_STIFFNESS"为耦合刚度
"LINEAR_FLUID_DAMPING"为液压衬套的线性流体阻尼
"EFFECTIVE_FLUID_MASS"为有效流体质量
"COUPLING_STIFFNESS_DECLINING"为耦合刚度下降
"QUADRATIC_FLUID_DAMPING"为二次流体阻尼
"CLEARANCE"为间隙
以上蓝色参数为液压衬套的主要计算参数，具体的计算方法如下(选自帮助文档)：
图5.液压衬套参数计算
属性文件的后面还有两组数据，分别为：[HYDRO_IDENTIFICATION_DATA]和[HYDRO_TEST_DATA]，表示拟合识别数据和测试数据，其中amplitude、frequency cdyn、phase分别为扫频幅值、频率点、刚度值、阻尼角曲线。在识别过程中，通过试验参数可以拟合出上文中蓝色参数，再根据参数可以得到识别数据，因此属性文件中只要有测试参数数据就可以进行参数识别。
3.液压衬套参数识别
在上文中，点击液压参数识别选项，进入液压参数识别界面，然后点击Load，选择示例中的液压衬套属性文件，具体如下：
图6.液压衬套参数识别界面
上面参数识别界面，Error Control中的前三项，默认即可，"Max Optimizer Loops"为迭代次数，200次足够。Integrator Error为积分误差、Steady State Error为稳态误差、Convergence Tolerance为收敛误差。然后点击下面的"Go"，进行迭代计算，在迭代过程中不断更新液压衬套参数：
图7.迭代过程
计算完后，点击Save选项，会形成一个后缀为out的液压属性文件：
图8.计算完成后形成的属性文件
将图8中的数据提取到Excel表格，得到试验与识别的频率-刚度/频率-阻尼角曲线，可以看到试验与识别曲线基本一致，识别精度良好：
图9.试验与识别数据对比
4.液压衬套替换
在adams/car标准界面，任意打开一个装配或子系统文件，本文以前悬转向试验台为例，选择任意一个衬套，然后点击Replace进行替换：
图10.衬套替换
然后在下图中选择Hydro_bushing，再点击Apply，在属性文件一栏选择刚刚识别好的液压衬套属性文件：
图11.替换完成
经过以上过程就完成了普通衬套到液压衬套的替换。
END
