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正文內(nèi)容

adams使用手冊(cè)(編輯修改稿)

2024-07-22 05:57 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副使各個(gè)獨(dú)立的部件聯(lián)系起來形成一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)。在ADAMS/View中,運(yùn)動(dòng)副分為以下4類:(1)常用運(yùn)動(dòng)副:如轉(zhuǎn)動(dòng)副、棱柱副、圓柱副等。(2)基本副:如直線副、點(diǎn)在平面、。(3)接觸,定義兩構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生接觸時(shí)的相互約束。(4)運(yùn)動(dòng)約束,例如:規(guī)定構(gòu)件按某個(gè)給定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。一、運(yùn)動(dòng)副類型有兩種啟動(dòng)約束工具的方法,一種是在主工具箱中,右擊選擇約束工具按鈕,或在Build菜單中選擇Joints項(xiàng),可顯示約束對(duì)話框。主工具箱的連接和運(yùn)動(dòng)庫中包含大部分常用的約束,通過Build菜單或主工具箱的約束工具庫中按鈕展開全部約束。1.常用運(yùn)動(dòng)副常用的運(yùn)動(dòng)副見表25。表2-5常用運(yùn)動(dòng)副工具圖 標(biāo)名 稱功 能旋轉(zhuǎn)副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度平移副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2平移約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)平移自由度圓柱副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2即可平移又可旋轉(zhuǎn)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)平移自由度球面副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2可在球面內(nèi)旋轉(zhuǎn)約束3個(gè)平移自由度平面副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2可在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和1個(gè)平移自由度恒速副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2恒速轉(zhuǎn)動(dòng)約束1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度萬向副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)約束1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度螺旋副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2每旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)將上升或下降一個(gè)螺矩□提供一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)自由度齒輪副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2定速比嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)提供定比傳動(dòng)關(guān)系關(guān)聯(lián)副提供構(gòu)件1和構(gòu)件2的相對(duì)旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)兩構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸或平移軸可不共面固定副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2固定約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度 在施加運(yùn)動(dòng)副時(shí)過程中,首先在工具箱中選擇約束類型,這時(shí)在工具箱下部將出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)置對(duì)話框,依次選擇被連接的構(gòu)件1和構(gòu)件連接位置以及方向即可。圖2-10所示的為旋轉(zhuǎn)副(鉸)的設(shè)置對(duì)話框。圖2-10 旋轉(zhuǎn)副(鉸)的設(shè)置對(duì)話框在Construction中選擇欄中,1Location 表示選擇一個(gè)點(diǎn)來定義約束的位置,2 Bod1 Loc 表示選擇兩個(gè)部件一個(gè)點(diǎn)定義約束,2 Bod2 Loc 表示選擇兩個(gè)部件兩個(gè)點(diǎn)定義約束若方向選擇為Normal to Grid ,表示約束的Z軸為系統(tǒng)工作平面垂直到軸;選擇Pick feature表示Z軸需要操作者選擇一點(diǎn)來確定。ADAMS / View設(shè)定在兩個(gè)被連接的構(gòu)件中,注意是構(gòu)件1連接到構(gòu)件2上。如:用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副將一扇門連接到門框上,在選擇被連接的構(gòu)件時(shí),應(yīng)先選門,然后選門框。產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)副時(shí),ADAMS/View自動(dòng)給為運(yùn)動(dòng)副取名為:“JOINT_序號(hào)”,如:JOINT_2。當(dāng)然,可以通過rename修改約束名稱。2.基本約束ADAMS/View還提供了5種常見到基本約束,靈活使用這些基本約束可以組成不同的約束,或構(gòu)成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)約束。表2-6 基本約束基本約束名 稱功能平行軸約束構(gòu)件1的Z軸始終平行于構(gòu)件2的z軸。構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn),約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。垂直軸約束構(gòu)件l的Z軸始終垂直于構(gòu)件2的Z軸。構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的二個(gè)軸旋轉(zhuǎn),約束l個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。旋轉(zhuǎn)約束約束兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。點(diǎn)在面約束兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。點(diǎn)在線約束構(gòu)件1的連接點(diǎn),只能沿著構(gòu)件2連接點(diǎn)標(biāo)記的Z軸運(yùn)動(dòng),約束2個(gè)移動(dòng)自由度。3.高副約束ADAMS/View提供了高副約束工具和,定義凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪和從動(dòng)件之間的約束。4.運(yùn)動(dòng)約束利用按鈕為平移副、圓柱副添加建立移動(dòng);使用按鈕為旋轉(zhuǎn)副、圓柱副添加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);使用按鈕實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件沿一個(gè)軸移動(dòng),利用按鈕實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件沿一個(gè)軸或3個(gè)軸的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。5.約束修改創(chuàng)建約束后可完成下面的約束修改:(1)右鍵單擊待修改的約束,在彈出的快捷菜單中選擇需要修改的約束名和Modify命令,彈出如圖2-11所示為旋轉(zhuǎn)副的修改對(duì)話框。(2)可以修改約束名稱、被約束的兩個(gè)部件、約束類型。(3)Force Display下拉菜單中有None、On First Body、On Second Body 3個(gè)選項(xiàng),表示是否顯示連接力及顯示在哪個(gè)約束部件上。(4)Impose Motion按鈕表示施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)在這個(gè)鉸上。(5)Initial Conditions表示定義約束的初始條件。(6)表示定義約束的位置,表示給鉸定義一個(gè)測(cè)量,按鈕可以對(duì)類型為鉸約束的約束施加靜摩擦力或動(dòng)摩擦力。 圖2-11 旋轉(zhuǎn)副的修改二、定義運(yùn)動(dòng)副的一些技巧(1)建模時(shí),應(yīng)逐步地對(duì)構(gòu)件施加運(yùn)動(dòng)副,并檢驗(yàn)添加的運(yùn)動(dòng)副是否有錯(cuò)誤。(2)注意對(duì)象選擇順序, ADAMS/View設(shè)定在兩個(gè)被連接的構(gòu)件中,先選取得構(gòu)件1被連接到后選取得構(gòu)件2。(3)注意約束的方向。約束方向定義錯(cuò)誤將使某些自由度沒有被約束,或約束了不該約束的方向。(4)注意檢查運(yùn)動(dòng)副類型是否正確。(5)盡量使用一個(gè)運(yùn)動(dòng)副來完成所需的約束,如需要用多個(gè)運(yùn)動(dòng)副來約束兩個(gè)構(gòu)件,自由度約束可能會(huì)重復(fù),會(huì)導(dǎo)致無法預(yù)料的結(jié)果。(6)定期檢查模型自由度。Tools菜單,選Model Verify命令,可顯示當(dāng)前模型自由度信息。(7)在無沒有作用力狀態(tài)下,運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析來檢驗(yàn)樣機(jī)。在進(jìn)行樣機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析之前,最好先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,以確定添加的約束是否正確。為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的需要,可能還需添加一些臨時(shí)約束。(8)在模型中應(yīng)該將多余的約束去除。(9)設(shè)置了運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副,不要設(shè)初始條件。已設(shè)置運(yùn)動(dòng)和初始條件的運(yùn)動(dòng)副,ADAMS在求解時(shí),將使用設(shè)置的運(yùn)動(dòng)條件,而忽略所設(shè)置的初始條件。(10)若模型系統(tǒng)的自由度為零,并含速度或加速度表達(dá)式定義的速度,則不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,只能進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。第三節(jié) Adams載荷ADAMS/View有4種類型不同的力,這4類力分別為:(1)作用力:定義在部件的外載荷,必須使用常值、函數(shù)表達(dá)式、用戶編寫的參數(shù)化子程序來定義作用力。(2)柔性連接力:可以抵消驅(qū)動(dòng)的作用。定義柔性連接力需指定常量系數(shù)。彈簧阻尼器、梁、襯套、場(chǎng)力等可產(chǎn)生這類力。(3)特殊力:常見的重力和輪胎力等。(4)接觸力:模型運(yùn)動(dòng)時(shí),部件接觸相互作用力。在定義力時(shí),要說明是力還是力矩、力作用的構(gòu)件、力的作用點(diǎn)、力的大小和方向。另外,添加力不影響模型自由度。有3種方式定義力的大?。海?)輸入數(shù)值對(duì)作用力,可以直接輸入力或者力矩的大??;對(duì)柔性連接力,如軸套、彈簧力,可直接輸入剛度系數(shù)K、阻尼系數(shù)C、扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)KT、扭轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)CT等。(2)使用函數(shù)表達(dá)式利用位移、速度和加速度函數(shù),用以建立力和各種運(yùn)動(dòng)之間的函數(shù)關(guān)系。利用力函數(shù)可用以建立不同的力之間的關(guān)系,如正壓力和摩擦力的關(guān)系。利用數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù),如正弦、余弦、指數(shù)、多項(xiàng)式等函數(shù)建立。利用樣條函數(shù),由數(shù)據(jù)表插值獲得力值。(3)輸入子程序的傳遞參數(shù)用FORTRAN、C或C+十語言編寫子程序,定義力和力矩。輸入子程序的傳遞參數(shù),通過傳遞參數(shù)與自編子程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。有兩種方式定義力的方向:(1)沿兩點(diǎn)連線方向定義;(2)沿坐標(biāo)軸定義力的方向。在主工具箱中右鍵單擊按鈕,彈出圖213所示力庫,單擊按鈕展開力庫。也可以在菜單Build→Forces,彈出力庫。 圖2-13 力庫在ADAMS/View中可以創(chuàng)建單方向的作用力,也可以創(chuàng)建3方向分量,或者是6方向分量(3個(gè)力的分量,3個(gè)力矩的分量)的作用力。力可以定義在一對(duì)構(gòu)件上,構(gòu)成作用力和反作用力,也可以定義作用在構(gòu)件和地面之間,這時(shí)反作用力作用在地面上。一、 添加單向作用力和力矩根據(jù)參照的坐標(biāo)系不同,有3種方式定義單向作用力和力矩:(1)參照地面坐標(biāo)(Space fixed),力的方向不隨構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而變化,反作用力作用在地面。(2)參照構(gòu)件參考坐標(biāo)(Body fixed),力的方向隨作用構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而變化,相對(duì)于指定的構(gòu)件參考坐標(biāo)始終不變化。參照坐標(biāo)系可設(shè)置在力作用的構(gòu)件上(Moving with Body),也可設(shè)置在其它的構(gòu)件上(Moving with Another Body)。 (3)參照兩構(gòu)件運(yùn)動(dòng)(Two bodies),沿兩個(gè)構(gòu)件的力作用點(diǎn)連線方向,分別作用兩個(gè)大小相同方向相反的力。添加單向作用力和力矩的方法如下:(1)選擇單向作用力工具,或者單向力矩工具。(2)設(shè)置參數(shù):Run-Time Direction:設(shè)置力的作用方式是Space fixed、Body fixed、或Two bodies;選擇采用Space fixed或Body fixed定義力的方向,要在Construction欄,選擇定義力方向的方法:工作柵格平面(Normal to Grid)或用方向矢量定義力的方向(Pick Feature)。Characteristic:定義力的大小。通過輸入力值(Constant)、輸入系數(shù)Κ和C(K and C),或自定義(Custom)確定力的大小。Custom選項(xiàng)采用自定義函數(shù)或自定義子程序定義力。(3)根據(jù)狀態(tài)欄提示,選擇力或力矩作用的構(gòu)件,然后選擇作用點(diǎn)。如果選擇了力作用方式為“Two bodies”式,先選擇產(chǎn)生作用力的構(gòu)件,然后選擇產(chǎn)生反作用力的構(gòu)件。(4)如果采用方向矢量方式定義力的方向,環(huán)繞力作用點(diǎn)移動(dòng)鼠標(biāo),將看到一個(gè)方向矢量隨鼠標(biāo)的移動(dòng)而改變方向,在力的作用方向點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,完成施加力。二、添加力或力矩(1)根據(jù)需要,選擇3分量力按鈕或3分量力矩按鈕,或者6分量力按鈕,在創(chuàng)建力對(duì)話框下底部出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)置力對(duì)話框,如圖2-14所示。(2)Construction定義力的作用方式和方向力的作用方式:1 Location、2 BodiesLocation、或2 Bodies2 Location;力方向:Normal to Grid、Pick Feature;力的大?。撼V礐onstant、系數(shù)剛度系Κ和阻尼系C Bushinglike、用戶定自義的函數(shù)來表示力大小Custom。(3)根據(jù)狀態(tài)欄提示,在圖形區(qū)用鼠標(biāo)選取對(duì)象添加作用力。圖2-14 設(shè)置力對(duì)話框三、添加柔性連接,而柔性連接可以實(shí)現(xiàn)部件柔性連接起來。在ADAMS/View中,柔性連接有線性彈簧阻尼器、扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器、襯套、無質(zhì)量梁、場(chǎng)力。1.線性彈簧阻尼器線性彈簧阻尼器作用在有一定距離的兩個(gè)部件上。施加在兩個(gè)部件上的力分別為作用力和反作用力,兩者大小相等,方向相反??梢栽O(shè)置線性彈簧阻尼器的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。在添加好的線性彈簧阻尼器上單擊鼠標(biāo)右鍵,選擇Modify,彈出圖2-15所示修改對(duì)話框,設(shè)置線性彈簧阻尼器作用的構(gòu)件、粘滯阻尼系數(shù)C和彈簧剛性系數(shù)Κ、彈簧阻尼器的預(yù)緊力、是否顯示彈簧和阻尼力圖等。圖2-15 彈簧阻尼器修改對(duì)話框2.扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)構(gòu)件施加一個(gè)大小相等方向相反的轉(zhuǎn)矩,扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器的施加方法和設(shè)置修改:類似于拉壓彈簧阻尼器。3.襯套力通過定義力和力矩的6個(gè)分量(FX、FY 、FZ 、TX 、TY 、TZ),在兩構(gòu)件之間施加一個(gè)柔性力。施加軸套力后,會(huì)在兩構(gòu)件的力作用點(diǎn)自動(dòng)建立兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn),I Marker和 J Marker。施加襯套力的步驟:(1)在力庫中選擇按鈕,彈出圖2-16所示的對(duì)話框;圖2-16 襯套力設(shè)置對(duì)話框(2)在圖2-16所示的對(duì)話框中選擇:力的作用方式:1 Location、2 BodiesLocation、或2 Bodies2 Location;力的方向:Normal to Grid、Pick Feature。輸入拉伸和扭轉(zhuǎn)剛性系數(shù)K和阻尼系數(shù)C,扭轉(zhuǎn)剛性系數(shù)K和阻尼系數(shù)C。(3)根據(jù)屏幕狀態(tài)欄的提示,確定襯套力作用的構(gòu)件、襯套力作用點(diǎn)和襯套力方向,完成襯套力建模。此外還可以使用施加無質(zhì)量梁、施加力場(chǎng),來定義更一般的力和反作用力。它們的力計(jì)算公式與襯套力的計(jì)算公式有相似之處,主要的不同是無質(zhì)量梁、力場(chǎng)的不全為零。四、特殊載荷特殊力有接觸力、輪胎力、分布載荷等,在這里僅介紹接觸力。接觸力(Contact Forces)是一種作用在構(gòu)件上的特殊力,當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件相互接觸并發(fā)生變形時(shí),產(chǎn)生接觸力,接觸力的大小與變形大小和變形速度有關(guān)。兩個(gè)構(gòu)件不接觸時(shí),接觸力為零。ADAMS/View提供了7種類型的接觸力分析,Solid to Solid、Curve to Curve、Point to Curve、Point to Plane、Curve to Plane、Sphere to Plane、Sphere to Sphere,通過基本接觸的不同組合可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜接觸的仿真分析。接觸力的添加步驟:(1)在力庫選擇接觸力工具按鈕,彈出圖2-17所示接觸力設(shè)置對(duì)話框;(2)選擇接觸力類型,接觸體輸入欄會(huì)因接觸力類型的不同而相應(yīng)當(dāng)變化;(3)在接觸體輸入欄,第一欄為主動(dòng)的接觸體,第二欄為反作用的接觸體,在輸入欄內(nèi)雙擊左鍵,彈出數(shù)據(jù)導(dǎo)航窗口,從中選取接觸體。也可在欄內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇Pick,在從圖形窗口中點(diǎn)取接觸體,也可在欄內(nèi)直接輸入接觸體的名稱。如果接觸體為曲線或球體,將可以改變接觸面方向,單擊按鈕改變接觸方向。圖2-17 接觸力設(shè)置對(duì)話框(4)輸入?yún)?shù)Stiffness:剛度系數(shù),產(chǎn)生單位接觸變形的力Force Exponent:力的非線性指數(shù)Damping :最大的粘滯阻尼系數(shù)Penetration Depth:最大阻尼時(shí)構(gòu)件的變形深度。第四節(jié) 仿真參數(shù)控制及仿真建立模型后就可以進(jìn)行仿真分析。進(jìn)行仿真之前,需要完成以下工作:(1)確定仿真分析需要獲得的輸出。ADAMS/View提供了常用的默認(rèn)輸出,也可以采用測(cè)量和指定輸出,自定義—些特殊的仿真輸出。(2)為保證仿真順利進(jìn)行,需要檢查、檢驗(yàn)?zāi)P鸵约俺跏紬l件是否正確。(3)設(shè)置仿真
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