本文說明Adams 2D_drum路面用于轉鼓臺架的模擬以及使用中的一些問題，另外，利用cosin ftire對該型路面進行了視圖渲染，方便工程師對其深入理解以便更靈活地應用于實際工程。

(相關資料圖)

01

轉鼓臺架

轉鼓臺架在工程上有非常廣泛的應用，針對一些輪式系統(tǒng)，模擬其動態(tài)工作過程，研究在指定工況下的某些性能指標。

在車輛行業(yè)，可對車輛進行動力性檢測、多工況排放指標及油耗等測試，為研究車輛的動力性、經濟性、舒適性和操穩(wěn)性等提供試驗條件，如下圖1所示：

圖1 車輛轉鼓臺架試驗

同樣地，對于航空業(yè)，針對起落架的性能研究，也需要轉鼓臺架的支持，比如針對起落架制動性能，甚至ABS系統(tǒng)的性能檢測，如下圖2所示：

圖2 飛機起落架轉鼓臺架

02

Adams對轉鼓的模擬

Adams提供眾多的輪胎和路面模型，可方便地進行輪胎路面的力學模擬。針對轉鼓的模擬，Adams有多種手段進行建模仿真，本文僅對專門提供的2D_drum路面模型進行說明。

2D_drum路面模型是Adams提供的二維路面模型中的一種，用起來比較方便，這里基于Adams View進行說明，使用輪胎力完成此應用。所需的數據都來自于Adams安裝路徑下的自帶文件，分別是輪胎屬性文件和路面定義文件，如下所示：

D:\MSC.Software\Adams\2021_3_841263\atire\tires.tbl\uat.tir;

D:\MSC.Software\Adams\2021_3_841263\atire\roads.tbl\2d_drum.rdf;

通過Adams的輪胎力進行具體定義，將質量、慣量、空間位置和方位以及路面的附屬部件確定完畢即可，如下圖3和4所示：

圖3 輪胎路面力

圖4 完成的演示模型

為了方便，創(chuàng)建了兩個小球，綠色球體代表輪胎轉軸，創(chuàng)建的輪胎部件可繞其質心轉動，同時綠球與大地定義了上下方向的滑移副，另外在綠球上施加了豎直向下的500牛頓力。下方的紅球為路面附著的部件，紅球與大地可定義固定副。

對于上述的建模，有一定Adams使用經驗的人員可快速實現。由于所用的2D_drum路面文件沒有圖形參數，所以在所建立的模型中看不到路面的狀態(tài)，這個對于初次應用這個路面模型的工程人員來說不太好掌握其參數，盡管幫助手冊中有2D_drum部分參數的說明。

上述參數中，需要注意的是：1.Diameter是轉鼓半徑，一般用轉鼓外柱面時需要設為負值，正值為內柱面；2.V表示柱面線速度，正負與內外柱面的選擇有關，比如，外柱面且速度為正時，表示逆時針轉動；3.cleat系列參數表示了轉鼓上的橫擋激勵，個數，方向等，本次仿真不考慮橫擋，設為0個；4.Acceleration_time，表示從0到指定轉速所需的時間。

圖5 輪胎滾動半徑時間歷程曲線

圖6 輪胎轉動速度時間歷程曲線

通過轉速可知，經過1秒完成速度的提升，穩(wěn)態(tài)轉速為197.709d/s，這與轉鼓的速度設定一致。穩(wěn)態(tài)后的轉動半徑為289.75，經過計算289.75*197.7/57.3=999.8基本與設定的1000一致。

03

cosin ftire視圖展示

為了看到路面的三維狀態(tài)，可以使用cosin/tools工具，該工具通過Adams Car的菜單中，也可以單獨啟動，如下圖7所示：

圖7 啟動cosin ftire工具

不論何種方式，啟動cosin ftire工具后，可以通過其視圖展示功能，將原本在Adams中不能查看的路面形狀展示出來，如下圖8所示：

圖8 轉鼓模型展示一

上圖即為前面模型所定義的轉鼓路面，可以看到其并不是一個完整的鼓面，而只是取了一部分。在Adams中雖然沒有幾何展示，但可以測試，將輪胎沿x方向挪動一定距離，輪胎還是可以在重力作用下與路面碰撞上，有力的體現，但是如果挪動的幅度變大，將自由落體，這和顯示的視圖一致。同時，在上圖中可以看到沒有橫擋條，和前面的參數設置也是一致的。

圖9 轉鼓模型展示二

上圖9為在鼓面兩端施加了止停邊界元素，同時鼓面上有傾斜45度的橫擋激勵體現。

圖10 轉鼓模型展示三

上圖10為按用戶數據控制轉鼓轉速的模型，通過數據列表達到控制轉速的目的，如下所示：

圖11 路面數據細節(jié)

圖12 仿真后獲得的轉鼓轉速

當然，實現二維路面的視圖展示還有別的辦法，比如通過Adams提供的函數create_shell_from_rdf等，在一些文獻中也提到過這種辦法，將生成的路面.shl文件再導入Adams中進行查看。但是，通過cosin ftire視圖查看的方式更簡單直接。

04

總結

Adams提供的輪胎路面元素可以針對轉鼓試驗環(huán)境進行一定的模擬，方法比較簡單，操控非常方便。另外，通過利用cosin ftire視圖展示功能，可方便地幫助工程師確認所建立模型的狀態(tài)，做到心中有數，有效彌補Adams二維路面不能直接查看視圖的問題。