ADAMS+脚本仿真.docx

000/8/6Copyright reserved by Joh模拟描述控制（Simulation Script Controls） 廖伟志 着 本章之前的模拟分析均为单一程序执行程序或是多个单一程序执行程序。即，ADAMS 针对问题可单独进行静力学、运动学、动力学问题分析，或以分段时序的阶段分析，但都无法一 次进行，且需以人工方式逐步操作。ADAMS 提供模拟分析过程控制，可启动 /停止执行过程 中的分析类型、关节类型、力的定义、求解器特性、分析结果、探测器、外部副程序等对象。1.1 基本设定ADAMS/View 提供辅助工具来定义模拟分析过程控制，初学者不需要强记这些关键词。从窗体Simulate | Simulation Script | New， Script Type 为 ADAMS/Solver Commands，可使用左下方的 Append ACF Command 撰写程序。中间为编辑区域，可直接编辑或按鼠标右键 选 Edit，则系统会以记事本 作为内定编辑器，可更顺手的编辑和调整程序。编辑区ACF 命令ACF 命令有：1. Transient Simulation 瞬时分析 21nson W.C. Liao in Taiwan今 SIMULATE/TRANSIENT, END=2.0, STEPS=100运行时间长度亦可用间距 DURATION 表示，而可以 DTOUT 表示步距大小。可套用于其他 仿真模式，如动力、运动、准静力分析。2. Kinematic Simulation 运动分析今 SIMULATE/KINEMATIC, DURATION=2.0, STEPS=1003. Dynamic Simulation 动力分析 今 SIMULATE/DYNAMIC, END= 2.0, DTOUT=1.0E-0024. Quasi-Static Simulation 准静力分析今 SIMULATE/STATIC, DURATION=2.0, DTOUT=1.0E-0025. Static Simulation 静力分析今 SIMULATE/STATIC6. Activate 开启对象事件2000/8/62Copyright reserved by Johnson W.C. Liao in Taiwan000/8/6格式： ACTIVATE / 对象名称, ID= ID , RANGE= ID1, ID2 参数：1. 对象名称： BEAM, BUSHING, FIELD, JOINT, JPRIM, MOTION, SENSOR, SFORCE, SPRINGDAMPER2. ID = ID：对象编号，可由 对象属性窗口得知。3. RANGE=ID1 , ID2：（选择性）对象编号亦可以范围方式定义之，以 ,连接。如 5 至 9，则 以 5,10表示。 今 ACTIVATE/ SFORCE, ID=201,203 今 ACTIVATE/ JOINT, ID=123,125,353 今 ACTIVATE/ SENSOR, RANGE=5,107. Deactivate 关闭对象事件 使用同 ACTIVATE。8. Output File Separator今OUTPUT/SEPARATOR 输出分隔线今OUTPUT/NOSEPARATOR 抑制输出分隔线9. Reload 重载阶段结果 *.sav23Copyright reserved by Johnson W.C. Liao in Taiwan2000/8/64Copyright reserved by Johnson W.C. Liao in Taiwan格式：RELOAD/参数：SYSTEM STATES, FILEC, OUTPUT_PREFIXC , TITLEC 1. SYSTEM ：指定 ADAMS/Solver 重载所有完整数据，包含模型定义（对象、工作 点、关节等）、模拟时间对状态值（位移、速度、力、自行定义的元素等）、求解器设 定（积分器参数、状态导数等）。若指定 SYSTEM 时，系统会整个被以存在的数据覆 盖掉。2. STATES：与 SYSTEM 不同是，STATES 只包含模拟时间对状态值（位移、速度、力、 自行定义的元素等），模型定义不变。3. FILE= C：已存在的檔名。字符不可含有;, :, , , & 。4. OUTPUT_PREFIX= C ：（选择性）对 *.req, *res, *gra, *.out 指定名称，且会产生这些文件 案于工作目录内，建议设定一个名称给 ADAMS/Solver，便是事后数据的使用和分析。5. TITLE = C：（选择性）批注之用，字符不可含有 ;, :, , , & 。10. Save 储存阶段结果*.sav格式 ：SAVE/SYSTEM STATES, AUTOSAVE, FILE Ci参数：请参考 Reload 参数。11. Eigen Solution Calculation 解共扼根 格式：, NOVECTOR2000/8/68Copyright reserved by Johnson W.C. Liao in TaiwanLINEAR/ EIGENSOL , NODAMPIN, COORDS, ENERGY, DISSIPAT, KINETIC, STRAINi1, i2 i1, i 2 i1, i 2 i1, i2i1 , i2参数：1. EIGENSOL：解共扼根。2. NODAMPIN：（选择性）忽略阻尼效应于共扼分析。仅适用于力元素（ SPRINGDAMPER, SFORCE, BEAM, BUSHING 等 ）。3. NOVECTOR：（选择性）执行共扼分析时，不需要计算 mode shape。4. COORDS = i 1, i2：（选择性）指定 mode 的 范围。5. ENERGY = i1, i 2：（选择性）指定哪些 mode 要输出能量分布值。6. DISSIPAT = i1, i 2：（选择性）指定哪些 mode 要输出能量消耗分布值。7. KINETIC = i1, i2：（选择性）指定哪些 mode 要输出动能分布值。8. STRAIN = i 1, i2：（选择性）指定哪些 mode 要输出应变能分布值。12. General State Matrix 一般状态矩阵数据格式 ：LINEAR/STATEMAT ,PINPUT MATRIXXid ,POUTPUTid , FORMATMATLAB , FILE c参数： 1. PINPUT= id：（选择性）设定 Plant 输入编号。2. POUTPUT= id：（选择性）设定 Plant 输出编号。3. FORMAT=MATRIXX/ MATLAB：（选择性）设定输出给 MATRIXX 或 MATLAB 外部 软件。4. FILE= C：产生一个档案给状态矩阵。13. Import ADAMS Command file 可输入外部 ACF 档案 .编辑 ACF 命令程序时，不分大小写，为了编写方便可以最少前三个字符 描述。如 simulate/transient 为 sim/tra 或 simu/tran 均可，可降低输入不正确文字的机会。当然，若都以辅助对话框来设定， 是否缩写也就不重要了，但是，若不在 ADAMS/View 环境中时，以 ADAMS/Solver 数据文件 *.ADM 和 *.ACF 档执行背景计算时，缩写比较简洁快速，且 ACF 的头尾稍有不同。独立档案.ACF 第一行 第二行 . 第三行 ： ： 第 n-1 行STOP . 第 n 行范例： 4-bar.acf fourbar.adm fourbar_1output/noseparator simulation/ staticsim/dyn, end=3, steps=30 deactivate/joint, id=3sim/dyna, duration=3, steps=200stopActivate/ Deactivate 不支援 VFORCE, TFORCE, GFORCE 和 CONTACT FORCE 的，前三个FORCEs 之 Activate/Deactivate 以直接叙述方式定义。方式如下：VFORCE/1, FX=0 FY=0 FZ=0TFORCE/1, TX=0 TY=0 TZ=0GFORCE/1, FX=0 FY=0 FZ=0 TX=0 TY=0 TZ=0比较有技巧的作法为在原来的方程式中乘上 ARYVAL(1,1)，然后在程序中以来直接ARRAY/1, numbers=0 来设定 VFORCE, TFORCE, GFORCE 为零。 至于 CONTACT FORCE 之 Deactivate 定义方式与 GFORCE 相同，但 Activate 则需要获得 USER函数。方法就是输出 ADM 檔，可以得到 GFORCE 的形式，以 USER 函数定义 CONTACT FORCE。FUNCTION = USER(2.047483648E+009, , 3.4217728E+007, 4, 15, 13, 1, 35.3553390593, 0)练 习 1一球在斜面上滚动，至端点后自由坠落，使用球对面（ Sphere to Plane）关系建构分析程序。由于 ADAMS 定义的面是无穷大，利用 SENSOR 侦测是否到达右边端点 A。图 -XX 为原始的碰 撞分析结果，球沿着无穷大斜面继续运行。A答 案 1：SIMULATE/DYNAMIC, END=1.0, STEPS=50DEACTIVATE/SENSOR, ID=1GFORCE/1, FX=0 FY=0 FZ=0 TX=0 TY=0 TZ=0SIMULATE/DYNAMIC, END=2.0, STEPS=50练 习 2已知：系统受重力场影响，左边绿色 小球受一外力 =150*step(time,0,1,0,0.1,0)向右水平移动，当绿色小球完全进入红色大球内时，则解除水平移动的限制，因此小球会在大球内壁滚动。试建构 出仿真分析程序。答 案 2：GFORCE/1, FX=0 FY=0 FZ=0 TX=0 TY=0 TZ=0SIMULATE/TRANSIENT, END=2, STEPS=50GFORCE/1, FUNCTION = USER(2.047483648E+009, 3.4217728E+007, 1, 2, 1, 2, 50, 200) DEA/SENSOR, ID=1DEA/JOINT, ID=2SIMULATE/TRANSIENT, END=5, STEPS=2001.2 进阶研究仿真分析程序除了前一节所述以外，亦可加入积分器（ Integrator）、微分方程式（DIF）、数组（ ARRAY）、控制方程式（ CONTROL）、变量（ VARIABLE）、运动关系式（MOTION）、量测 需求（ REQUEST）等。基本上，是要将 ADAMS 的数据文件分为两大部分模型数据和仿真 分析程序数据。前者就 ADAMS/Solver 而 言为 ADM 檔；后者为 ACF 檔。因此，在 ACF 檔里 可以输入各种与模型和仿真分析相关的数据，同时，后者命令会覆盖前着命令。范 例 1DEACTIVATE/SFORCE, RANGE=1,10-+ 关闭 SFORCE/1 至 SFORCE/10SIM/STATIC-+ 执行静力学分析SAVE/SYSTEM, FILE=STATIC.SAV-+ 储存静力学分析结果于 STATIC.SAVACTIVATE/SFORCE, RANGE=1,10-+ 开启 SFORCE/1 至 SFORCE/10SIM/DYNA MIC, END=2.4, STEP=24-+ 执行动力学分析，时间 2.4 秒， 24 步SAVE/SYSTEM, FILE=BASELINE.SAV-+ 储存动力学分析结果于BASELINE.SAVRELOAD/SYSTEM,FILE=BASELINE.SAV, & OUTPUT_PREFIX=TEST1-+ 重载 BASELINE.SAVSIM/DYNAMIC, END=5.0, STEPS=26-+ 执行动力学分析，至 5 秒， 26 步RELOAD/SYSTEM,FILE=BASELINE. SAV, & OUTPUT_PREFIX=TEST2-+ 重载 BASELINE.SAVSIM/DYNAMIC, END=2.5, STEPS=100-+ 执行动力学分析，至 2.5 秒， 100 步SIM/DYNAMIC, END=5.0, STEPS=24-+ 执行动力学分析，至 5 秒， 24 步范 例 2DEBUG/EPRINT-+ 开启打印出求解过程INTE/ EQUILIBRIUM ,TLIMIT=1.0, MAXIT=1000-+ 调整 EquilibriumSIM/STATIC-+ 执 行静力学分析DEBUG/NOEPRINT-+ 关闭打印出求解过程INTE/ GSTIFF,ERROR=1E-4-+ 调整 GSTIFFSIM/DYNAMIC, END=2.5, DTOUT=0.01-+ 执行动力学分析，2.5 秒，步长 0.01INTE/ GSTIFF,ERROR=1E-5, HMAX=1E-3-+ 调整 GSTIFFSIM/DYNAMIC, DURATION=2.5, DTOUT=0.01-+ 继续执行动力学分析 2.5 秒，步长 0.01DEBUG/EPRINT-+ 开启打印出求解过程INTE/WSTIFF,ERROR=1E-5, HMAX=1E-4-+ 调整 WSTIFFSIM/DYNAMIC, DURATION=1.0, DTOUT=0.001-+ 继续执行动力学分析 1 秒，步长 0.001DEBUG/NOEPRINT-+ 关闭打印出求解过程SIM/DYNAMIC, DURATION=4.0, DTOUT=0.001-+ 继续执行动力学分析 4 秒，步长 0.001(分析时间总共 10 秒 )范 例 3ARRAY/51,NUM= 0.1, 0.00, 150