在Simpack中牵引扭矩与运行阻力的施加方法及函数应用
在做整车传动系统动力学时,需要对电机转子施加扭矩,通过传动链,将扭矩施加到轮对上模拟启动工况。启动之后,如果想把车速稳定在某个速度下,需要添加运行阻力,使整车牵引力与整车运行阻力相等,速度才能稳定下来。这要分两种情况:(一)如果同时具有牵引扭矩、阻力曲线,同时输入这两曲线,会自动得到稳定的速度(这个速度不是人为设置的);(二)如果只有牵引扭矩曲线,需要人为添加阻力,使得该阻力与该速度下(这个速度是我们设置的)的整车轮周牵引力相等。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537791516_52pyi7.jpg?imageView2/1/w/1206/h/564)
首先掌握阻力计算方法:
(1) 查找牵引扭矩曲线,找到该速度(比如50km/h)下对应的电机扭矩:T=1993.37Nm,对应的牵引力:T * 4.35 /0.42 = 20645.67N(4.35为速比,0.42为车轮半径),比如为使速度平稳在50km/h,需添加阻力:20645.67N,在什么时候添加这个阻力,很关键!!(步骤(2)就是解决这个问题)(2) 先不加阻力,让车在牵引扭矩曲线下运行起来,计算完成后,看车速与时间曲线,找到在哪个时刻速度达到50km/h,比如在16.87s到达50km/h。(3) 阻力一开始为0,到达16.87s时施加阻力20645.67N,车速会一直稳定在50km/h。(4) 建立Input Function函数,把牵引扭矩曲线导入,命名为$I_Torque。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537794399_xusrz8.jpg?imageView2/1/w/1286/h/664)
(5) 根据步骤(3)建立Input Function函数,创建阻力曲线,命名为$I_zuli。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537789600_8nv7d4.jpg?imageView2/1/w/1308/h/958)
提交计算,可以发现车速会稳定在50km/h。
如果想让车速稳定在50km/h一段时间后(比如16.87s-25s),继续加速,加速度到60km/h,再稳定一段时间。按以下步骤继续设置:
(6) 按照上述的阻力曲线计算一次,观察计算结果,查看哪个时刻速度达到60km/h,通过计算发现在32.26s速度达到60km/h,查找该时刻下的电机扭矩,根据步骤(1)计算出阻力,阻力17204.72N。在32.26s-42s施加该阻力,使该段时间内车速稳定在60km/h。更新阻力曲线。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537788901_u3wcjm.jpg?imageView2/1/w/1230/h/802)
(7) 如果要使速度进一步加速至70km/h,并稳定一段时间(比如10s)。按照步骤(6)进行更新阻力曲线。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537787930_2zudii.jpg?imageView2/1/w/1262/h/736)
(8) 建立扭矩与速度的表达式$X_Torque。利用软件内置函数IFCTNX使电机转矩随着速度变化而变化(VX表示提取x方向速度,乘以3.6是把速度单位换成km/h,与牵引曲线单位一致)。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537790250_dlpcyf.jpg?imageView2/1/w/1296/h/654)
(9) 建立阻力与时间的表达式$X_zu_li。利用内置函数IFCTNX使阻力随着时间变化而变化(TIME表示提取时间)![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537793745_pjay3v.jpg?imageView2/1/w/1296/h/636)
(10) 创建扭矩。在电机与电机转子之间建立50号力元,设置绕x轴力矩,填入力矩表达式$X_Torque。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537793007_oez631.jpg?imageView2/1/w/1314/h/886)
(11) 创建阻力。在大地与车体之间建立之间建立50号力元,设置x方向阻力,填入阻力表达式$X_zu_li。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537792091_hfo24k.jpg?imageView2/1/w/1332/h/888)
(12) 提交计算,观察车速随时间曲线,发现车速在50km/h、60km/h、70km/h都保持了一段匀速。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1676537790994_b7rwg3.jpg?imageView2/1/w/1294/h/928)
这样就可以提取传动系统(或者整车)在各个速度下的振动响应。