摘要：以橡胶衬套为研究对象，介绍了一种非线性的仿真方法。利用FORTRAN语言对ADAMS中的GFOSUB文件进行编写，包括零部件的数学模型、参数识别、控制结构、循环结构。在ADAMS进行力学特性仿真时用GFOSUB文件代替橡胶衬套进行仿真试验。同时，利用FORTRAN语言编写了非线性橡胶衬套数学模型函数。在ADAMS中进行四台柱平顺性仿真试验对比。结果表明：非线性数学模型加速度幅值比线性降低5%～10%，频域峰值靠前0.5～2 Hz，更贴切实际情况。证明了悬架衬套的动力学特性对车辆平顺性能有着至关重要的作用。

悬架是车轮与车身之间的连接装置，能传递车轮和车身之间的力矩。悬架橡胶衬套是悬架的缓冲元件，一方面，其超弹性和阻尼作用减少了由路面传至车身的振动和噪声，从而影响汽车的乘坐舒适性；另一方面，其迟滞特性可以影响系统间传递载荷的大小和相位，是悬挂系统柔性特性的主要来源，对悬架运动性能产生影响，进而影响汽车的操纵稳定性。

ADAMS在进行仿真时通过函数表达式完成，因此不需要编译或者连接程序，ADAMS／Solver实时提供函数表达式。但是函数表达式只能提供编译结构，而不能提供复杂的逻辑结构。

GFOSUB文件可以进行复杂的数学函数表达、定义多用户使用的函数、GSE和UCON的声明、控制复杂仿真运行以及逻辑决策。GFOSUB文件还可以与ADAMS／View进行连接，所以具有函数表达式所没有的通用性和灵活性。所以在汽车零部件早期的开发中GFOSUB文件可以有效地代替汽车零部件进行动力学仿真。

1 橡胶衬套的函数表达式

根据经典力学理论模型建立图1所示橡胶衬套模型，此模型考虑了弹性力单元（橡胶衬套弹性特性）、摩擦力单元（橡胶衬套和激振振幅的关系）、黏弹性单元（橡胶衬套动态特性和激振频率的关系）。

图1 橡胶衬套经典力学模型示意图

橡胶衬套非线性弹性力表示为：

式中：Ke为静态弹性刚度；de为橡胶衬套的特征厚度，指橡胶衬套在一个方向上的物理极限。

理想的弹性材料力与形变的关系符合HOOK定律，即1阶线性关系。理想的流体满足本构方程：

橡胶衬套既不是理想的固体材料，又不是理想的流体材料，所以要用分数阶导数表示橡胶材料的记忆性和遗传性，推出橡胶衬套的黏弹性为

式中：α为x（t）导数的阶数；b为分数导数系数。

橡胶衬套形变的位移和激励的振幅存在关系，这种关系可以用摩擦力单元表示。橡胶衬套摩擦力和位移的关系：

式中：Ff max为橡胶衬套最大摩擦力；xs为初始位移；Ffs为初始力；x2为达到最大摩擦力1／2时所需的位移；sign（˙x）位移增加时取正值，位移减少时取负值。

2 GFOSUB文件编写

文件编写利用Adams／GFOSUB子程序对橡胶衬套X、Y、Z 3个方向上的转矩进行编写。

GFOSUB文件可以准确地描....