【正文】 最優(yōu)化設(shè)計(jì)以及多體動力學(xué)分析將會在第三次報(bào)告中體現(xiàn)。 首先我們按照論文中的方案進(jìn)行，在一次次失敗后我們依然沒有放棄，最終功夫不負(fù)有心人，成功地得到了想要的結(jié)果。雖然是由三人分別完成，但在寫作過程中，都是 3 人共同討論、修改，最終定稿。 到目前為止，機(jī)械原理課程基本結(jié)束了，通過做這個(gè)項(xiàng)目、課堂的學(xué)習(xí)我學(xué)到 了很多，也知道了自己的力量是有限，思維也是狹窄的，只有與人分享、和團(tuán)隊(duì)里的其他人一起探討研究，才能有更大的提高。找到了問題的突破口于是就查找到了相關(guān)的更多文獻(xiàn)，更多的信息。 本次設(shè)計(jì)未考慮所夾的物體所能承受的最大的力，如果夾緊機(jī)構(gòu)自鎖產(chǎn)生的力過大，就會導(dǎo)致被夾的物體發(fā)生變形或損壞，二機(jī)構(gòu)本身的強(qiáng)度不夠也會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)發(fā)生斷裂等危險(xiǎn)。 Optimum design point: Run = 409 Objective = DV_1 = DV_10 = DV_2 = DV_3 = DV_4 = DV_5 = DV_6 = DV_7 = DV_8 = DV_9 = OBJECTIVE_1 = 將每次的夾緊力的大小隨實(shí)驗(yàn)次數(shù)的變化繪制出下圖，可以看出，在 1900 左右達(dá)到最大。 2. 將優(yōu)化選擇 NLPQL，在 Variables 欄中勾選設(shè)計(jì)變量 DV_1~DV_10，分別根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置每個(gè)變量的變動范圍。 NLPQL用來解決帶有約束的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃問題，并假設(shè)目 標(biāo)函數(shù)和約束條件是連續(xù)可微的。每一內(nèi)優(yōu)化算法都適應(yīng)不同的問題，只有對優(yōu)化算法十分熟悉才可以重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 30 選擇出適當(dāng)?shù)乃惴ā? 最后選擇 SPRING_FORCE 為優(yōu)化目標(biāo)，選擇最小。在 Option欄下設(shè)置 Path to ADAMS ADAMS安裝目錄下程序啟動文件所在的地址，在 General欄下點(diǎn)擊 Browse選擇夾緊機(jī)構(gòu)的 ADAMS的模型文件，這時(shí)將會自動啟動 ADAMS 進(jìn)入 ADAMS 界面。 接下來在 ADAMS 中安裝 ISIGHT 插件。 c. ISIGHT 軟件中的一些環(huán)境變量設(shè)置不是很清楚。 (3) 在 Files 下的 Input Souces 選擇 In Model添加 文件， (4) 在主菜單單擊運(yùn)行 ， 完 成 ADAMS 與 ISIGHT 的連接。集成化就是能夠?qū)⒍鄬W(xué)科代碼集成并使流 程自動化，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和后處理功能，幫助數(shù)據(jù)分析。 五 多體動力學(xué)優(yōu)化分析 通過利用 ADAMS 優(yōu)化得到的夾緊力并非最大，采用多體動力學(xué)優(yōu)化可以得到更優(yōu)的結(jié)果。注意到夾緊力就是彈簧力的負(fù)值，所以這里目標(biāo)定為最小的彈簧力。參照上表設(shè)置最大值和最小值。從這張變我們可以看出變量 DV_4， DV_6， DV_8 對彈簧力的影響最大。 Design Evaluation 對話框出現(xiàn)。 調(diào)試設(shè)計(jì)變量 (1) 在 Build 菜單中依次選擇 Design Variable→Modify 。 (3) 同樣方法將 POINT_ POINT_ POINT_1 POINT_19_2 的 x、 y 坐標(biāo)參數(shù)化。之間實(shí)際曲線產(chǎn)生了波動。在圖表生成器中選擇 MEA_2 作為 y 軸數(shù)據(jù)。 (2)設(shè)置 File Type 為 Test Data。 (2)依照下圖完成對話框，選擇 OK。如下圖所示得到彈簧力變化曲線。在彈簧生成對話框中選擇 k 和 c 并設(shè)置 k 值為 800， c 值為 。 (7)用轉(zhuǎn)動鉸鏈連接構(gòu)件 用步驟 d(3)相同的方法在下述位置設(shè)置鉸鏈：手柄與連桿之間的 Point_8，連桿與鉤子之間的 Point_9，鉤子與曲柄之間的 Point_2。重命名為 Pivot。 設(shè)置工作工作環(huán)境 在 Setting 菜單中選擇 Units 將長度單位設(shè)置為厘米（ cm），點(diǎn)擊 ok。 第四章介紹了最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 第五章介紹了多體動力學(xué)優(yōu)化方案。 2. 完成了初始設(shè)計(jì)值下模型的運(yùn)動分析和力分析。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 重慶大學(xué) 《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì) 摘要 IV 摘 要 利用 ADAMS與 ISIGHT軟件對飛行器加緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合仿真與優(yōu)化，能夠快速準(zhǔn)確的到理想條件下的最佳夾緊力、最優(yōu)參數(shù)。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。之后在 ADAMS 中參數(shù)化模型，初步優(yōu)化，得到變量 DV_4，DV_6， DV_8對彈簧力的影響最大，因此對上述點(diǎn)最優(yōu)化，得到最優(yōu)夾緊力為 1024N及最優(yōu)參數(shù)。 5. 用 ISIGHT 結(jié)合 ADAMS 對夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在不同算法的情況下得到最后夾緊力與最優(yōu)參數(shù)。下壓時(shí)，樞軸繞節(jié)點(diǎn) 1 順時(shí)針轉(zhuǎn) 動，將鉤子上的節(jié)點(diǎn) 2 向后拖動，此時(shí)，連桿上的節(jié)點(diǎn) 19 向下運(yùn)動。 建造實(shí)體 (1)創(chuàng)建設(shè)計(jì)點(diǎn) 點(diǎn)擊 Point 圖標(biāo)，點(diǎn)擊 左邊欄 Point Table 進(jìn)入 Table Editor for points 界面。再次選擇 Revolute Joint 在主對話框中，把建造模式改為 2 Bod1 Loc，選取曲柄、手柄和 Point_3。 在（ 2， 1， 0）單擊鼠標(biāo)，拖到（ 18， 1， 0）生成地塊，將其改名為 ground_block。打開力值輸入開關(guān)，輸入 80。 (3) 在 First Point 輸入欄中點(diǎn)擊右鍵，從彈出的菜單中選擇 Marker，再選 Pick。 2) 用 Reset 回到模型初始狀態(tài)。 建立物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖 (1)在 results 欄選擇 Postprocessing， ADAMS/PostProsessor 窗口出現(xiàn) (2)Source 選擇為 Measures。橫坐標(biāo)名稱改為 Degrees，縱坐標(biāo)名稱改為 Newtons，圖例名稱改為 Physical Test Data。并建立一傳感器，重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 15 用于在機(jī)構(gòu)處于鎖止位置 (設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn) 1節(jié)點(diǎn) 19_2 處于同一直線 )時(shí)停止仿真。 (3) 選擇 Delta Type。 (3) 把 DV_1 的標(biāo)準(zhǔn)值改為 ，選擇 OK。 優(yōu)化仿真結(jié)束后，彈簧力圖、角度圖分別發(fā)生變化。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 19 調(diào)整設(shè)計(jì)變量 利用上表的設(shè)計(jì)研究結(jié)果來選擇哪些設(shè)計(jì)變量應(yīng)用于最優(yōu)化處理。 運(yùn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)程序 最優(yōu)化設(shè)計(jì)程序可以找到最佳設(shè)計(jì)方案。 下圖顯示每一次角度達(dá)到鎖緊點(diǎn)的情況。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化是一種設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)和子系統(tǒng)的方法論。所以為了得到更優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果，我們在得到 ADAMS 優(yōu)化結(jié)果的同時(shí)，探求用 ISIGHT 和 ADAMS 結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化，比較二者的優(yōu)劣。點(diǎn)擊 Design Matrix，生成設(shè)計(jì)矩陣，最后選擇 SPRING_FORCE為優(yōu)化目 標(biāo)，選擇最小。嘗試了多次之后，我最終決定尋找一種更簡便的方法。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 27 ISIGHT 調(diào)用 ADAMS 將 ISIGHT 插 件導(dǎo)入到 ADAMS 之后，就可以正常使用 ADAMS 插件。退出 ADAMS 回到 ISIGHT 窗口，在 ADAMS 插件界面出現(xiàn)以選擇的變量，可以選擇或者取消錯(cuò)選的變量，也可以編輯變量的名稱。從這張圖我們可以看到對夾緊力影響最大的變量是 DV_6DV_8,次之的是 DV_10。如果所有的設(shè)計(jì)變量都是實(shí)數(shù)型的，優(yōu)化過程停止。然后根據(jù)兩個(gè)可供選擇的優(yōu)化函數(shù)執(zhí)行一次線性搜索，其中 Hessian 矩陣由 BFGS公式更新，該算法很穩(wěn)定。 4. 點(diǎn)擊運(yùn)行 進(jìn)入 Runtime gateway 界面，這里可以對優(yōu)化的過程以圖表的方式完全重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 31 展現(xiàn)出來，拜托了一般軟件內(nèi)部運(yùn)行，用戶無法對運(yùn)行過程干預(yù)的缺點(diǎn)。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 32 Optimum design point: Run = 165 Objective = Penalty = ObjectiveAndPenalty = DV_1 = DV_10 = DV_2 = DV_3 = DV_4 = DV_5 = DV_6 = DV_7 = DV_8 = DV_9 = OBJECTIVE_4 = 將每次的夾緊力的大小隨實(shí)驗(yàn)次數(shù)的變化繪制出下圖，可以看出，在 1500 左右達(dá)到最大，比第一次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)更大。 本次的課程設(shè)計(jì)經(jīng)歷了毫無頭緒、閱讀文獻(xiàn)大概了解、學(xué)習(xí)軟件初步完成的過程，在研究期間我們互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，也感受到了團(tuán)隊(duì)合作的重要。但問題還沒有結(jié)束。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 34 參考文獻(xiàn) [1] ADAMS/View 使用入門練習(xí)。希望通過以后更多的學(xué)習(xí)，能夠?qū)⑦@一課題做的更好。通過查閱大量的文獻(xiàn)，找到了一篇論文利用 ISIGHT 將夾緊力優(yōu)化到了 1575N，是初始夾緊力的兩倍。我們將論文中的數(shù)據(jù)代入到 ADAMS 中后發(fā)現(xiàn)，最終得到的夾緊機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)自鎖，也就是說，在測量角度未達(dá)到 0 時(shí)，就已經(jīng)無法繼續(xù)向下壓了，出現(xiàn)這種問題的原因之一就是變量范圍重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 33 設(shè)置的不合理，以及未對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論分析，只是一味地追求最大力，而最大的力不一定是最好。最終得到優(yōu)化后的每個(gè)變量的最優(yōu)值如下表。 1. 將 Optimization 最優(yōu)化模塊拖動到 Task1 中，雙擊 Optimization，進(jìn)入設(shè)計(jì)