MBD-FEM-ansats för modellering och simulering av ”Research Concept Vehicle”

This work highlights the design process to build a MBD (Multi-Body Dynamics) model with flexible parts for a RCV (Research Concept Vehicle). Full vehicle dynamic simulations of the RCV model with flexible parts were performed for different load cases and the results were compared with that of a MBD model with rigid body components. In addition, FE modelling of the RCV body parts, selection of attachment nodes, generation and verification of Modal Neutral Files (MNFs) are discussed. RCV is a concept vehicle developed at KTH Royal Institute of technology as a research platform to implement, validate and demonstrate results of various research projects. The vehicle consists of body, suspension and tire subsystems which were designed and developed as individual projects. The body subsystem comprises of rollcage, subframe and a composite baseplate. In this project, a MBD model of the RCV was developed in ADAMS/CAR to measure the forces acting at the interface of these body components and also to consider the suspension forces acting on the individual front and rear subframe parts. Finite element (FE) models were incorporated to consider the flexibility of the body components. The RCV is a vehicle constantly evolving with addition of new components to implement and test various research results. To study the application of this method, two Models of the RCV with design modifications were developed and studied. A model of the RCV without rollcage and a model with a rigid link connecting the body components were built and the results of dynamic simulations were compared with that of the existing RCV design. When flexibility of the baseplate was considered in the models, an overall change in dynamics of the body components was observed. Further, observing the results from models with design modifications, it was evident that this method can be used to study the effect of these modifications on the dynamic behaviour of the vehicle.Det här arbetet belyser konstruktionsprocessen för att bygga en MBD-modell (Multi-Body Dynamics) med flexibla komponenter av konceptfordonet RCV (Research Concept Vehicle). Fullständiga fordonsdynamiska simuleringar med flexibla komponenter utfördes för olika lastfall och resultaten jämfördes med en MBD-modell med stela komponenter. Dessutom diskuteras FE modellering av RCVs olika delsystem, val av kopplingsnoder, generering och verifiering av ”Modal Neutral Files” (MNFs). RCV är ett konceptfordon som utvecklats vid Kungliga Tekniska Högskolan, KTH, som en forskningsplattform för att implementera, validera och demonstrera resultaten av olika forskningsprojekt. Fordonet består av delsystemen; chassi, hjulupphängning, och däck, vilka har utvecklats tidigare i separata projekt. Chassit består i sin tur av delsystemen; ”rollcage”, ”subframe” och ”baseplate”. I detta projekt har en MBD-modell av RCV utvecklats i ADAMS/CAR för att simulera olika körfall och beräkna de krafter som verkar mellan dessa delsystem och att också studera skillnaden i belastning av främre resp. bakre ”subframe”. FE modeller importeradesäven till modellen för att studera effekten av elasticiteten hos komponenterna på fordonets beteende.RVC är ett fordon som konstant utvecklas med tillägg av nya komponenter för att implementera och testa olika forskningsresultat. För att studera tillämpningen av denna metod skapades två modeller av RCV med olika konstruktiva förändringar vilkas inverkan på fordonet studerades. En modell av RCV utan ”rollcage” och en modell med styv länk som förbinder olika delar av chassit skapades och resultaten av dynamiska simuleringar jämfördes med simuleringsresultat för den befintliga RCV-designen. När flexibiliteten hos basplattan beaktades i modellerna observerades förändringar i dynamiken hos chassit vad gäller vertikala förskjutningar och vinkelförskjutningar. Utifrån dessa simuleringar kan vi dra slutsatsen att den utvecklade metoden är användbar för att studera effekter av konstruktionsförändringar på det dynamiska beteendet hos fordonet