GTDRIVE培训教程.ppt

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1、GT-DRIVE 培训教程,本次培训的主要内容,本次培训包括了下列五个专题：专题一：GT-DRIVE的总体介绍。专题二：GT-DRIVE的建模。专题三：GT-DRIVE的计算模式。专题四：GT-DRIVE的计算和后处理。专题五：GT-DRIVE的实际算例。,专题一：GT-DRIVE的总体介绍,该专题为GT-DRIVE的基本介绍：软件的起源、背景。主要适用的车型。主要的应用范围。软件的操作方法。仿真计算的主要流程。,GT-DRIVE的起源、背景,GT-DRIVE是GT-SUITE系列软件的重要组成部分。GT-SUITE涵盖了发动机、驱动系统、冷却系统、燃油供给系统、曲轴机构、配气机构等六个方面，

2、是汽车厂和发动机制造公司理想的CAE工具。GT-SUITE的亚太技术、销售中心设在本公司，软件的开发者是美国的Gamma Technologies公司。本公司的北京办事处将为中国的GT-SUITE用户提供及时、准确的技术支持。由于GT-SUITE软件使用方便、功能强大，因此在同类软件中居于领先地位，是一种几乎为工业界的标准软件。,GT-DRIVE适用的主要车型,根据车的驱动方式分类：前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动等。根据车的用途分类：轿车、越野车、面包车、货车（可带挂车）等。根据变速箱分类：手动档、自动档、无级变速车。新概念车：内燃机-电动机混合动力车、燃料电池车、纯电动车等。,GT-DRIVE

3、主要的应用,车辆/发动机的性能匹配。循环工况模拟-燃油经济性和排放。发动机/传动控制系统仿真。发动机-变速箱-车辆动力性能。驱动系统的部件设计和配置。驱动系统的扭振、驾驶性能、制动性能、牵引能力。发动机台架实验。,GT-DRIVE的操作方法,GT-DRIVE是基于面向对象技术编写的，与GT-SUITE的其它软件拥有相同的软件界面GT-ISE。从模型图的建立、运行，到数据的后处理，GT-DRIVE的操作都是在GT-ISE中进行，使用方法简便、高效。GT-DRIVE的界面如下图所示，主要组成部分包括：菜单、按钮、窗口、建模区域、数据库、模块管理器等，与常见的Windows界面类似，符合大多数用户的

4、操作习惯。,GT-DRIVE仿真计算的流程,打开GT-ISE,建立GT-DRIVE模型,设置模型参数,后处理,运行计算,结束,车辆结构,进入GT-DRIVE,Y,N,专题二：GT-DRIVE的建模,该专题主要内容包括：模型数据库的组织体系。模型的分类标准。模型所处状态的层次结构。模型参数的设置。运行参数的设置。,模型数据库的组织体系,GT-DRIVE的模型数据库是用户建模的基础，根据物理模型的特点，数据库主要分为七大类：Flow：与流动有关的模型，如管道、阀门等，同时还包括气体、燃油的特性数据等。Mechanical：与机械结构有关的模型。这是GT-DRIVE使用频率最高的一类模型，如变速箱、

5、车体等，还有多种金属的特性数据等。Thermal：附加的一些热计算模型。如有限元热计算模型等。Electrical：与电、磁有关的模型。如电动机、电池、电磁阀等。Control：与控制系统有关的模型。如PID、传感器等。Analysis：与数据分析有关的模型。如FFT、监视器等。General：通用的模型。如各种循环工况的速度曲线，数据表等。,模型的分类标准,在GT-DRIVE数据库的每一大类中，模型根据如下规则主要分为四类：Component：基本模型。用于描述物理、化学现象的基本模型。Compound：复合模型。由Component和Connection等组成的模型封装。GT-DRIVE将

6、一些常见的复杂结构表示为一个模型，如变速箱、车体、制动器等，节省了用户的建模时间。Connection：连接模型。在GT-SUITE中规定任何Component和Compound之间都需要由Connection 连接。Reference：参考模型。主要是计算模型和内置数据，如燃烧模型、材料的特性数据等。还有另外几个小类：Control/Analysis、Sensor/Actuator等。,模型所处状态的层次结构（1/2）,模型在建模时是以不同的状态出现的，为了方便管理，主要为三层结构：模板（Template）：这是模型的原始状态，出现在数据库中，没有具体参数。实体（Object）：有具体参数的

7、模型，而且该模型用于管理一批类似结构的部件。部件（Part）：出现在建模区模型图上的模型，这是实际物理存在的模型，而不是概念。,模型所处状态的层次结构（2/2）,模板,实体1,部件1,实体2,部件2,部件3,模型参数的设置（1/2）,GT-DRIVE有关参数设置的几个概念：具体数值。“ign”：该参数忽略。“def”：该参数使用GT-DRIVE的缺省值。普通变量：将变量名置于方括号中，如para，在“Case Setup”中输入具体的数值或引用参考模型等其它对象。指针变量：直接输入变量名，此时变量名为绿色，此类变量直接指向参考模型等其它对象。,模型参数的设置（2/2）,运行参数的设置,在运行G

8、T-DRIVE计算前，还需在“Run Setup”进行运行参数的设置，主要包括：“Case Legend”：算例的说明。计算模式：静态计算、运动学计算、动力学计算、专家模式等。仿真时间控制：计算持续期，以时间、距离、速度等作为结束计算的标志。时间步长：时间步长的最大值。输出参数：定义需要保存的输出参数。,专题三：GT-DRIVE的计算模式,根据不同的仿真计算任务，同时也为了方便用户的使用，提高工作效率，GT-DRIVE提供了四种计算模式：静态计算模式。运动学计算模式。动力学计算模式。专家模式。,静态计算模式（1/2）,该模式用于计算发动机-变速箱-车辆的整体特性，没有时间概念，没有基于时间的积

9、分。运行速度很快。可以作为运动学或动力学计算模型的预处理计算部分。输出的结果是车速的函数，对应于发动机负荷。发动机的负荷大小可以由用户定义。可以输出变速箱各个档位下的结果。,静态计算模式（2/2）,可以得到下列主要的计算结果：发动机指定负荷下的牵引力。零坡度情况下的加速度。恒定速度情况下的爬坡能力。定速巡航情况下的燃油消耗率。定坡度或定加速度情况下所需的牵引力。发动机指定负荷下的燃油油耗率。,运动学计算模式（1/2）,用户输入的是车辆速度曲线和路面情况。由速度曲线和路面情况计算得到路面传递给车辆的负荷。反向求解得到发动机/驱动系统的扭矩、转速等参数，以满足速度曲线。假定发动机能满足指定工况所需

10、的转速和扭矩。发动机负荷自动调整，变速箱档位的切换可自动进行，也可以人工指定。,运动学计算模式（2/2）,可以得到下列主要的计算结果：在发动机-负荷图上标出发动机工作点的位置和工作时间。预测非定常状态下的发动机扭矩、瞬态油耗和排放。发动机的瞬态功率、扭矩、油耗等。如果车辆性能不能满足所要求的循环工况，GT-DRIVE将自动修正循环工况曲线。,动力学计算模式（1/2）,根据用户输入的发动机油门位置、制动器动作等，求出车辆的动态反应，实际上就是由驾驶员的动作控制车辆的运动。与运动学计算模式不同，该模式采用的是正向计算方式，最后得到车辆的运行情况。如果模型是简化模型，则计算为两自由度模型；如果是详细

11、模型，则计算为多自由度模型。变速箱可以是自动/手动形式，换档规律由用户指定。,动力学计算模式（2/2）,可以得到下列主要的计算结果：驾驶方法对车辆性能的影响，如油门、离合器的不同使用等。从静止到指定速度的加速时间、位移等。车辆制动器的制动距离、时间等。驱动系统的各个部件在动态过程中的扭矩、转速等情况。可以输出相应过程的发动机功率、油耗等参数。,专家模式（1/5）,基本使用方法是：用户提出问题，GT-DRIVE自动完成运行前的设置，用户干预很少，即为“问题-回答”模式。GT-DRIVE制作了问题模板，用户只要在模板中填入问题的参数即可。该模式的问题模板分为静态、运动学、动力学三种模式所对应的问题

12、。车辆驱动系统需要回答的常见问题基本上都已经在专家系统中了，如果问题比较特殊，那么用户可以用前三种模式单独计算。,专家模式（2/5）,可以得到下列主要的计算结果：指定发动机转速和负荷时的功率、扭矩、平均有效压力、燃油消耗率、排放。指定发动机负荷时最大扭矩点的车辆速度、牵引力、发动机性能、恒速爬坡能力、加速度。指定发动机负荷时最大功率点的车辆速度、牵引力、发动机性能、恒速爬坡能力、加速度。指定车速、油门位置和档位时，发动机的转速、功率、扭矩、牵引力、加速度、恒速爬坡能力。,专家模式（3/5）,指定车速和油门位置时，发动机的转速、功率、扭矩、牵引力、加速度、恒速爬坡能力，档位由变速箱的切换策略自动

13、选择。指定发动机转速、油门位置和档位时，发动机的转速、功率、扭矩、牵引力、加速度、恒速爬坡能力。指定发动机转速和档位时的车速。指定发动机转速时的车速，档位由变速箱控制策略自动选择。,专家模式（4/5）,指定档位时的最大车速，以及限制最大车速的因素。指定车速和发动机负荷时的燃油经济性。恒速行驶时的燃油经济性。指定车速时所需的驱动力。指定加速度/坡度时的最大车速。循环工况情况下车辆的燃油经济性。循环工况情况下车辆的排放。,专家模式（5/5）,指定时间、油门位置、变速箱控制策略时的车辆零初速加速过程，车速、车辆位移情况。指定终速、油门位置、变速箱控制策略时的车辆零初速加速过程，加速时间、车辆位移情况

14、。指定车辆位移、油门位置、变速箱控制策略时的零初速冲刺过程，时间、车速情况。指定档位和油门位置时的中途加速过程。指定车速时，空挡、零油门滑行过程。指定车速和档位时，零油门滑行过程。,计算模式与模型图的关系,计算模型图主要分为：简化模型图、详细模型图。简化模型图：整个驱动系统基本上由一个“Vehicle”模型表示，适用于典型的驱动系统，此外还包括发动机（动力源）等部件。详细模型图：将驱动系统中的各个部件分别建模，可以详细研究部件的特性。简化模型图可以使用的计算模式：静态、运动学、动力学和专家模式。详细模型图可以使用的计算模式：静态、动力学。,专题四：GT-DRIVE的计算和后处理,本专题主要讲述

15、了以下的内容：建立模型图的策略。模型图的预处理。仿真计算的运行。仿真计算结果的后处理。,建立模型图的策略,我们向用户推荐了两种建模策略：借鉴GT-DRIVE的自带例子：GT-DRIVE针对不同的车型和应用，建立了丰富的示范性例子，用户一般都可以找到比较符合自己需要的例子，只要经过简单的修改即可使用。从基础开始建立GT-DRIVE模型图：通过使用数据库中的模型逐个搭建自己的模型图。这种方法有利于用户深入掌握GT-DRIVE的原理和使用。,模型图的预处理,在模型图建立之后，仿真计算前，通常要进行模型图的预处理，主要目的是：检查模型图中各模型连接是否正确。检查各模型的参数设置是否正确，如是否有空缺、

16、超出合理范围等现象。进行逻辑检查，以检测是否存在模块、参数之间的冲突。对用户输入的数据、map图进行插值等处理，以形成仿真计算所需要的格式。,仿真计算的运行,如果预处理没有出错，则可以进行仿真计算的运行：计算的中间结果在一个输出窗口中显示，以供用户监视计算过程、提示用户的操作等。如果用户在模型图中设置了输出监视器，那么监视器将实时显示指定参数的变化过程。输出窗口还可显示出错信息，包括出错的状态、可能的原因和出错的位置等。,仿真计算结果的后处理,GT-DRIVE的后处理由GT-POST完成，主要有三种模式：Plots-Tables Mode(图表模式)RLT Viewer Mode（模型图中显示

17、指定模型的参数模式）Animation Mode（动画模式）对于GT-DRIVE来说，Plots-Tables Mode最为常用，RLT Viewer Mode 用得也较多。,后处理：Plots-Tables模式,主要实现以下功能：指定模型的参数以图的形式显示。导出参数到外部文件。计算报表（系统自动生成或用户自定义）。不同模型、不同算例的数据显示在同一张图上。计算结果与实验值在同一张图上显示。图形属性的保存、拷贝、编辑等操作。,后处理：RLT Viewer模式,主要实现以下功能：在模型图上显示指定模型的参数。可以用彩图的方式表示数据的大小和分布。参数的单位设置：参数的单位由用户定义或采用缺省值。,专题五：GT-DRIVE的实际算例,根据实际的需要，本次培训主要介绍简化模型图：简化模型图的建立过程。不同仿真计算模式的选择和设置。仿真计算的预处理和运行。仿真计算的后处理。具体文档另附，内容可能会根据实际情况做适当的调整。,