【正文】 ......................................2 虛擬樣機(jī)技術(shù) ............................................................................................................ 3 虛擬產(chǎn)品的開發(fā)流程 ............................................................................................... 3 ADAMS 軟件的介紹 ...............................................................................................................................5 ADAMS 軟件的概述 .............................................................................................. 5 ADAMS 軟件基本模塊 ............................................................................................. 7 ADAMS 仿真分析步驟 .......................................................................................... 10 平面連桿機(jī)構(gòu) ............................................................................................................................................. 11 連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) ................................................................................................... 11 42 噸集裝箱叉車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu) ................................................................. 12 橫置液壓缸式轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)形式 .......................................................................... 12 2利用 ADAMS 對(duì)叉車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模 ................................... 14 叉車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的建模 .............................................................................................................................. 14 應(yīng)用 ADAMS 創(chuàng)建轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)模型 ..................................................................................................... 14 啟 動(dòng) ADAMS........................................................................................................... 14 設(shè)置工作環(huán)境 .......................................................................................................... 15 創(chuàng)建設(shè)計(jì)點(diǎn) .............................................................................................................. 16 創(chuàng)建機(jī)構(gòu)的各個(gè)部件 .............................................................................................. 16 創(chuàng)建車輪和地面 ...................................................................................................... 17 保存模型 ................................................................................................................. 20 3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的仿真 .................................................... 22 叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)前處理模塊 ....................................................................... 22 叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)分析計(jì)算模塊 .................................................................. 22 叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)后處理模塊 ....................................................................... 24 4叉車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) ............................................ 26 4． 1 定義設(shè)計(jì)變量 ......................................................................................................................................... 26 定義目標(biāo)函數(shù) ............................................................................................................................................. 28 確定約束條件 叉車國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TC110 稱為工業(yè)車輛。特別是隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大部分企業(yè)的物料搬運(yùn)已經(jīng)脫離了原始的人工搬運(yùn)，取而代之的是以叉車為主的機(jī) 械化搬運(yùn)。該叉車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用橫置液壓缸式轉(zhuǎn)向橋取代傳統(tǒng)的拉桿式轉(zhuǎn)向橋。 2 1 緒 論 近年來(lái)，國(guó)外叉車尤其是大噸位叉車大多采用橫置液壓缸式轉(zhuǎn)向橋取代拉桿式轉(zhuǎn)向橋。良好的機(jī)動(dòng)性能反映了叉車在狹窄通道和場(chǎng)地靈活轉(zhuǎn)彎和作業(yè)能力 ,體現(xiàn)了叉車對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的適應(yīng)性及對(duì)倉(cāng)庫(kù)、貨場(chǎng)面積的利用率。運(yùn)用 ADAMS 軟件，用戶可以很方便地對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的角度出發(fā)， Fan Dai 等人將虛擬樣機(jī)定義為一種快速評(píng)價(jià)不同的物理產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法。 建模和仿真領(lǐng)域比較通用的關(guān)于虛擬樣機(jī)的概念是美國(guó)國(guó)防部建模和仿真辦公室（ DMSO）的定義。 圖 虛擬產(chǎn)品開發(fā)與傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程比較 Virtual product development pared with the traditional product development process 傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)，在概念設(shè)計(jì)（產(chǎn)品規(guī)劃）之 后，是一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì) — 樣機(jī)建造 — 測(cè)試評(píng)估 — 反饋設(shè)計(jì)的循環(huán)反復(fù)過程，這其中的每一次循環(huán)，都伴隨有物理樣機(jī)的建造或修改，隨之而來(lái)的產(chǎn)品開發(fā)周期的延長(zhǎng)和開發(fā)成本的增長(zhǎng)。 在幾何建模中， 模型主要是二維圖形、三維線框和三維實(shí)體造型。根據(jù)1999 年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國(guó)際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料， ADAMS 軟件銷售總額近8 千萬(wàn)美元、占據(jù)了 51%的份額。用戶不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專用模塊針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。 ADAMS/View 有自己的高級(jí)編程語(yǔ)言，支持命令行輸 λ 命令和 C++語(yǔ)言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對(duì)話框創(chuàng) 建和修改工具包，而且具有在線幫助功能。用戶可以通過運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)激勵(lì)，高副接觸、用戶定義的子程序等添加不同的約束。 ADAMS 仿真分析步驟 ADAMS 仿真分析步驟如圖 所示，其中，產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)模型是在計(jì)算機(jī)中建立的反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征和屬性數(shù)據(jù)的靜態(tài)產(chǎn)品模型。通過對(duì)曲線數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，可以驗(yàn)證模型的正確性。此外，構(gòu)件的幾何形狀也較簡(jiǎn)單，便于加工制造。 3) 雖然可以利用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)滿足一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求，但其設(shè)計(jì)卻是十分繁難的，且一般只能近似地得以滿足 。 建立機(jī)構(gòu)力學(xué)模型 橫置液壓缸轉(zhuǎn)向橋比一般的拉桿式轉(zhuǎn)向橋的雙梯形機(jī)構(gòu)少 1個(gè)參數(shù)，有 4個(gè)獨(dú)立參數(shù)：轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng) m，液壓缸外偏距 S，轉(zhuǎn)向節(jié)初始角 θ 和連桿長(zhǎng)度 n。 1′ ，右轉(zhuǎn)向輪的最大內(nèi)轉(zhuǎn)角 θ′為 5539。虛擬樣機(jī)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)上建造產(chǎn)品的整體模型，對(duì)產(chǎn)品投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品性能的一種新技術(shù)。 對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。如圖 所 示。 在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇點(diǎn)（ ,0） mm(該點(diǎn)的位置可以選擇在其他地 方 )，然后按照和題目中要求 連桿寬度（ Width=100)高度（ depth=50） ，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵（選擇點(diǎn)（ ,0） mm)， 17 創(chuàng)建出 連桿 。理想約束是通常的具有物理意義的約束副，如：旋轉(zhuǎn)副（ Revolute Joint）、移動(dòng)副（ Translational Joint）、齒輪副（ Gear Joint）等；虛約束用于限制物體之間的相對(duì)于運(yùn)動(dòng)。 1） 添加橋體和地面間添加固定副 在 ADAMS/View 中用鼠標(biāo)左鍵選擇約束庫(kù)中的固定副（ Fixed Joint）圖標(biāo) ，主工具箱中顯示出固定副的選項(xiàng) 。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇連桿，然后選擇轉(zhuǎn)向節(jié)臂。 6） 創(chuàng)建輪胎模型 ADAMS/Tire 是研究輪胎 /道路相互作用的建模可選模塊。 表 主要特性參數(shù) Table Main parameters 參數(shù) 數(shù)值 主半徑 R/mm 次半徑 r/mm 20 縱向滑移剛度 KS/(N.(176。 21 保存模型命令 Save the model order 圖 保存模型對(duì)話框 Save Model dialog box 22 3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的仿真 ADAMS 提供了強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能。當(dāng)設(shè)計(jì)變量的參數(shù)值發(fā)生改變時(shí)，與設(shè)計(jì)變量相關(guān)聯(lián)的對(duì)象的屬性也得到更新。 根據(jù) 叉車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)理論研究和實(shí)際需要， 叉車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析仿真系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的分析仿真項(xiàng)目有兩種： 叉車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)測(cè)量力的仿真分析。 圖 創(chuàng)建傳感器 Create Sensor 24 圖 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的仿真模型 Steering the simulation model 對(duì)主銷距 M = 1 640mm、節(jié)臂初始角 θ = 87176。在設(shè)計(jì)研究過程中，設(shè)計(jì)變量按照一