Simulation of complete vehicle dynamics
using FE code Abaqus

Abstract: På grund av höga kostnader för att utveckla nya fordonsmodeller så blir
datorsimuleringar av fordonsdynamik allt viktigare i
produktutvecklingsprocessen. Fordonsdynamik är i dag ett smalt område på
marknaden, vilket innebär att det är oekonomiskt för de flesta mindre
företag att äga licenser för de programvaror som krävs för dessa
simuleringar då de endast används tillfälligt. Program för att beräkna
hållfasthet är betydligt vanligare ute i industrin idag och om möjligheten
fanns att simulera fordonsdynamik med hjälp av en sådan programvara skulle
detta kunna möjliggöra stora besparingar och nya möjligheter. Alla
kommersiella hållfasthetskoder har inte funktionaliteten att räkna
stelkroppsdynamik dvs när en kropps rörelser är stora i relation till
dimensionerna på delarna. En hållfasthetsprogramvara som har detta
inkluderat är Abaqus.

Examensarbetet undersöker om det är möjligt att göra handling och
åkkomfortsimuleringar i Abaqus som ger lika trovärdiga resultat som i ett
för ändamålet anpassat program. Som referens har ADAMS/Car från MSC.Software
valts pga. av att det är en av de vanligaste programvaror som används idag
inom fordonsdynamiska beräkningar. Handlingsimulering av fordon innebär
olika typ av kurvtagningsmanövrar. Åkkomfortsimulering innebär simulering
av vad olika ojämnheter i vägen ger upphov till för vibrationer.

En helbilsmodell av Volvo S40 modelleras och simuleras i både Abaqus och
ADAMS/Car och resultaten jämförs mot varandra. I Abaqus har även layouten på
hur modeller och simuleringar skall byggas upp för att möjliggöra en så bra
struktur av filerna som möjligt undersökts. För att kunna lösa ett så här
pass komplext problem och få goda resultat är en väl genomtänkt strategi
nödvändig och för detta ändamål har Crawl-Walk-Run strategin använts.

Från resultatet kan slutsatsen dras att Abaqus kan bli ett fullgott
alternativ till simuleringar av fordonsdynamik. Det fungerar bra för att
simulera enkla åkkomfortsimuleringar men för att möjliggöra
handlingsimuleringar krävs vidare arbete för att utveckla fungerande
däckmodeller. Överensstämmelsen mellan resultaten från Abaqus och ADAMS/Car
är god och tillräckligt noggrann för att börja användas till att lösa
verkliga problem. Fortsatt förbättring i överensstämmelsen mellan programmen
är något för framtida arbete.