基于ADAMS仿真的电动自行车的多体动力学分析

王 斌叶帅宏 阮 立许挺挺戴菲菲

(1、台州市产品质量安全检测研究院,浙江 台州318000 2、台州科技职业学院,浙江 台州318020 3、台州方圆质检有限公司,浙江 台州318000)

随着电动自行车强制3C认证的关注度越来越高，厂家对电动自行车的性能提出了新的要求，目前电动自行车性能检测标准GB 17761-2018《电动自行车安全技术规范》以实际道路为条件，对整车最大速度、续航里程、制动距离等动力学性能进行了规定[1,2]，这对厂家制造电动自行车的技术要求越来越高。为提升产品出厂质量，本文提出基于ADAMS的电动自行车多体动力学仿真方法，浅析电动自行车的机构仿真步骤，有着一定现实意义与价值。

1 多体动力学理论基础与ADAMS建模

1.1 多体动力学理论基础

电动自行车的整车最大速度、续航里程、制动距离等涉及到了多体动力学问题，其核心是建模问题和求解问题[3,4]。

1.2 目前常用的建模方法有拉格朗日法、完全笛卡尔法和笛卡尔法，具体如下：

采用相对坐标法来建模的拉格朗日法动力学控制方程为：

其中q为拉格朗日坐标阵，该方法方程数较少，但方程形式复杂。

采用绝对坐标法来建模的笛卡尔法动力学控制方程为：

其中q为位置坐标阵， λ为拉格朗日乘子， Φq为雅可比矩阵。该方法方程数虽多，但因其系数矩阵较稀疏使得建模简单。

采用另一种绝对坐标法的完全笛卡尔法，因其其雅可比矩阵具有线性特征使得计算较方便。

1.3 目前常用的求解方法如下：

针对拉格朗日建模，其求解可采用数值与符号相结合的方法，其原理是基于代数符号来简化计算模型，再通过数值方法得到模型解。……