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文档简介
第5章ADAMS软件基本操作
ADAMS简介:(AutomaticDynamicAnalysisofMechanlcalSystems)是美国MDI公司(MechanicalDynamicslnc.)开发的非常著名的虚拟样机分析软件。包括3个最基本的解题程序模块:ADAMS/View(基本环境)ADAMS/Solver(求解器)和ADAMS/PostProcessor
(后处理)。另外还有一些特殊场合应用的附加程序模块。附加程序模块ADAMS/Car(轿车模块)、ADAMS/Rail(机车模块)、ADAMS/Driver(驾驶员模块)、ADAMS/Tire(轮胎模块)、ADAMS/Linear(线性模块)、ADAMS/FLex(柔性模块)、ADAMS/Contro1s(控制模块)、ADAMS/FEA(有限元模块)、ADAMS/Hydralics(液压模块)、ADAMS/Exchange(接口模块)、Mechanism/Pro(与Pro/Engineer的接口模块)、ADAMS/Animation(高速动画模块)等。
自ADAMS9.0版本开始.ADAMS/View采用了Windows风格的操作界面和各种操作习惯,使得ADAMS/View9.0版以后的程序操作界面非常友好。
ADAMS/View程序模块
ADAMS/View提供了一个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前处理功能,其中包括:样机的建模和各种建模工具、样机模型数据的输入与编辑、与求解器和后处理等程序的自动连接、虚拟样机分析参数的设置、各种数据的输入和输出、同其它应用程序的接口等。ADAMS/PostProcessor程序模块
ADAMS通过调用后处理模块ADAMS/PostProcessor来完成仿真分析结果的后处理。
ADAMS/PostProcessor模块具有相当强的后处理功能:(五个可以)回放仿真结果;直接绘制绘制各种分析曲线;对仿真分析曲线进行一些数学和统计计算;输入实验数据绘制试验曲线,并同仿真结果进行比较;进行分析结果曲线图的各种编辑。
5.1ADAMS/View界面
5.1.1ADAMS/View启动5.1.2ADAMS/View界面组成
5.1.1ADAMS/View启动
双击桌面上的图标或选择Program子菜单,再选择ADAMS10.1子菜单,然后选择AView项,最后选择ADAMS—View程序项,启动ADAMS/View程序。重力(Gravity)的设置1)EarthNormal参数:设置大小为1G的向下的重力加速度2)NoGravity参数,表示不设置重力加速度。3)Other参数,表示设置根据用户的需要自行设置重力加速度。此时,在选择OK按钮以后,将显示一个设置重力加速度对话框,可以根据重力加速度对话框的提示,自定义重力加速度。
单位(Units)设置
ADAMS/View预先设置了4种单位系统:MMKSMillimeterKilogramSecondMKSMeterKilogramSecondCGSCentimeterGramSecondIPSInchPoundSecond供选择,有关单位系统的定义,可在Settings菜单下选择Units命令,打开单位设置对话框查看和修改。
5.1.2ADAMS/View界面组成
(1)主工具箱(2)命令菜单栏
(3)工作屏幕区
(4)工作栅格
(5)状态栏
(6)坐标窗口
(7)视图方向
在View菜单中选择ToolboxandToolbars项,显示Toolsettings对话框,可以设置打开或关闭主工具箱、快捷工具栏和状态栏。
主工具箱的界面有时随命令执行会发生变化,以便输入命令所需的参数,如图5-3所示。点击选择命令可恢复原貌。图5-3link参数5.2.1主工具箱位置I,J说明1,1选择命令1,2几何建模工具集1,3测量距离和角度工具集2,1后退或再做一次命令集2,2约束工具集2,3仿真分析命令3,1颜色设置命令集3,2运动约束工具集3,3回放访真分析结果命令4,1移动对象命令集4,2施加力工具集4,3调用后处理模块命令5.2.2命令菜单对于主工具箱中不包含的命令,可以在命令菜单中选择输入。有以下几种输入菜单命令的方法:1)用鼠标选择菜单中的有关命令。2)在按下Alt键的同时,键入菜单标题中下划线的字母,选择有关菜单,再用同样的方法选择命令。
3)使用命令快捷键。命令快捷键快捷键功能说明快捷键功能说明F1显示帮助窗口Ctrl+e放弃最后一步操作F3显示命令窗口Ctrl+z放弃最后一步操作F4显示坐标窗口Ctrl+q退出F5显示菜单g切换显示工作格栅F8显示绘图窗口r绕XY方向旋转视图Ctrl+n产生一个新的数据库t移动视图Ctrl+o打开已存盘的数据库w定义视图区域Ctrl+s保存当前数据库c设置视图中心Ctrl+c复制对象f显示整个样机的视图Ctrl+v粘贴对象Del删除对象Ctrl+x剪切对象Esc放弃操作弹出式菜单的应用场合1)建模过程中屏幕上的各种对象,例如:构件、标记、约束、运动、力等均设有弹出式菜单,其中包括编辑、修改、命名、删除等各种相关命令。2)输入对话框中的文本输入栏,可以利用弹出式菜单进行对象或文件名的选择、浏览、复制、修改,输入值的复制、修改和参数化处理等操作。3)后处理图标中的各种对象,例如:曲线、标题、坐标、符号标记等。ADAMS/View在许多场合都设计有弹出式菜单。包括:典型操作(四步)1)将鼠标放置在要输入命令的对象上,点击鼠标右键,即可出现与对象有关的弹出式菜单。2)首先出现的菜单是该对象的类型或名称列表,例如:构件名、约束名等,供用户选择。3)移动鼠标到某对象上,自动弹出下一层菜单,一般是所选对象的有关命令,例如Modify,再将鼠标拖至所选的命令上,然后点击鼠标左键。4)显示与所选对象和命令对应的输入参数对话框,供选择输入。
5.2.4对话框
对话框中可以包含文本框、工具图标、选择栏、滚动条、单选按钮、复选按钮和命令按钮等数据输入和选择方式。
修改零件属性对话框
在对话框中还设有一些工具图标,选择这些工具图标可以启动相应的命令例如:对话框的工具图标表示编辑注释命令,可以显示编辑注释对话框。表示移动和旋转命令,可以显示移动和旋转对象对话框。表示测量命令,可以显示产生测量对话框。5.2.5鼠标的应用
鼠标是最常用的程序操作工具,ADAMS/View的鼠标应用有两种方式:
鼠标左键和鼠标右键。使用鼠标左键,选择样机模型中的各种对象、选择菜单栏中的命令、快捷工具图标命令和对话框中的有关命令。
鼠标右键的应用
1)显示建模过程中屏幕上的各种对象的弹出式菜单,例如:构件、标记、约束、运动、力等。2)在各种输入对话框中的参数文本输入栏,显示输入参数的弹出式菜单。3)在后处理过程中,显示曲线图中各种对象的弹出式菜单,例如:曲线、标题、坐标、符号标记等。4)在主工具箱、快捷工具栏等有工具图标集的场合,显示所选择的工具图标集的所有图标命令。鼠标右键主要应用于激发各种弹出式菜单和工具集,使用鼠标右键的场合主要有:ADAMS/View命令语言采用文字方式输入的命令,由命令名和命令参数组成,其格式如下:
keywords表示命令名称,对应于命令菜单中的各种命令;parameters表示命令参数,对应于命令输入对话框中的各种选择。values表示命令参数,对应于命令输入对话框中的各种输入或选择值。{keywords}{parameters=values}命令语言示例定义一个旋转副。其中:“!”以后的内容为注释内容。在命令行的结尾添加一个“&”符号,表示该行没有结束,输入的下一行仍然是本行的内容。关于使用命令窗口输入命令的详细操作方法可以参见用户手册。
主要内容
5.3.1ADAMS/View命名层次和规则5.3.2打开新数据库5.3.3保存当前数据库
5.3.4后退一步操作5.3.5取消操作5.3.6退出ADAMS/View5.3.7指定保存文件位置数据库(/或.)视图机构图标XY图用户界面运动副菜单构件分析运动力曲线对话框标记几何形状结果数据数据分量5.3.1ADAMS/View命名层次和规则
对象的全名以根符号“/”或“.”开头,并包括该对象所属的全部上层名称,上下层名称之间用“/”或“.”隔开。例如:MODEL机构中PART_1构件上的点PTl,其全名为“.MODEL.PART_1.PTl”或”\MODEL\PART_1\PTl”。
5.3.2打开新数据库
首次启动ADAMS/View时,程序将根据欢迎对话框中的选项,自动产生一个新的数据库或者打开—个保存的数据库。ADAMS/View在操作过程中只能打开一个数据库,但是在一个数据库中可以储存多个样机模型的所有信息,包括:样机几何模型、各种约束、仿真结果、分析图、自定义的菜单和对话框等。
如果希望在启动ADAMS/View后再打开新数据库或已保存的数据库,操作方法如下:
在File菜单,选择NewDatabase命令。
在File菜单,选择OpenDatabase命令。
5.3.3保存当前数据库
在File菜单,选择SaveDatabase命令。
将当前计算机中的数据库保存到一个二进制文件中。该文件中保存所有的建模信息,包括所有的自定义屏幕界面信息。在File菜单,选择SaveDatabaseAs命令。以其他的文件名保存数据库。在默认条件下,所有文件均存放在c盘的根目录下。.bin文件保存备份文件
在保存提示对话框中,有3种选择:●如果选择Yes,则产生一个原有的数据库文件的备份文件,并保存数据库。ADAMS/View在原来的数据库文件名后面加一个%号。例如,如果数据库文件名为model.bin,则备份文件名为model.bin%。●如果选择No,表示保存数据库,但是不产生备份文件。●如果选择Cancel,表示不保存数据库。
5.3.4后退一步操作
如果不小心删除了一个有用的构件,可以使用放弃操作命令,取消已经做出的误删除操作,可找回已删的构件。ADAMS/View提供了可以放弃绝大多数已经执行的命令操作,向后退一步的功能。ADAMS/View总共可以记住多达100步的操作。第一次放弃操作,即放弃最后一步操作,依次前推。在Edit菜单中,选择undo命令或者点击快捷工具栏undo图标。如果要再次放弃操作,在Edit菜单中,选择Redo命令或者在快捷工具栏中选择Redo图标。
操作命令:5.3.5取消操作
取消操作经常发生,例如,从一个对话框中退出,从正在进行的绘图操作中退出,或者终止一个正在进行的仿真分析。可以取消在ADAMS/View中进行的任何操作。有两种取消操作的方法:在对话框中选择Cancel按钮。按Esc键,或者选择ADAMS/View窗口状态栏中的停止工具。
5.3.6退出ADAMS/View退出ADAMS/View的方法:1)在File菜单,选择Exit命令。2)如果没有保存过当前的数据库,ADAMS/View会显示保存文件对话框,要求选择保存方式●选择OK按钮,表示保存数据库并退出,如果需要改变数据库名称,在栏,输入数据库文件名。●选择Exit,Don’tSave表示不存盘退出。●选择Cancel表示放弃退出。如果不小心退出了ADAMS/View程序,而没有将有用的样机模型(数据库)存盘,可以尝试着从aView.log文件恢复数据库。
小技巧:5.3.7指定保存文件位置
在默认条件下,ADAMS/View将所有的保存文件存放在C盘的根目录下,可以通过以下的方法,改变ADAMS/View的默认存盘位置。1)在File菜单,选择SelectDirectory命令,显示选择目录对话框。2)选择默认的存盘目录。3)选择OK按钮。
5.4定义操作环境选择视图窗口
改变窗口中的视图方向正侧投影图和透视图设置背景颜色设置工作栅格设置图标设置模型显示方式动态移动视图动态旋转视图缩放视图定量操作设置视图中心设置窗口中显示的对象显示视图辅助信息
5.4.1定义地面坐标5.4.2视图窗口设置
5.4.3控制视图5.4.1定义地面坐标系
首次启动ADAMS/View时,在屏幕的左下方,显示了一个表示当前采用的地面坐标系类型和方向的坐标图标。在默认条件下,ADAMS/View采用笛卡尔坐标系作为地面坐标系。也可以将笛卡尔坐标系的地面坐标转变为圆柱坐标系或者球面坐标系,以适应不同的建模需要。动坐标系的旋转ADAMS/View采用3个方向角来确定绕坐标轴的旋转,有两种类型的转动:一是定位于空间的旋转(Space-Fixedrotation),二是定位于构件的旋转(Body-fixedrotation)。如果选择定位于空间的旋转,在旋转过程中坐标轴是固定不动的。如果选择定位于构件的旋转,在旋转过程中坐标轴同时随构件一起旋转。区别:定义对象的旋转定义对象的旋转(Orientation)定义对象的旋转,除了需要确定绕坐标轴旋转的3个方向角以外,还必须指出绕坐标旋转的先后次序。ADAMS/View采用l,2,3分别表示x、y、z轴。例如,旋转顺序312表示,首先绕Z轴旋转,然后绕X轴旋转,最后绕Y轴旋转。旋转顺序313表示首先绕Z轴旋转,然后绕X轴旋转,最后绕Z轴旋转。ADAMS/View总共提供了24种不同的旋转系列供选择。在默认状态下,ADAMS/View采用313旋转系列。在定义旋转时,使用右手规则确定旋转的正方向。
设置默认坐标系的方法
1)在Settings菜单,选择CoordinateSystem命令集,显示设置坐标系对话框。2)在LocationCoordinates栏,选择坐标系类型。3)在RotationSequence栏,选择坐标的旋转系列。4)选择方向坐标类型,定位于空间的旋转(Space-fixed)或定位于构件的旋转(Body-fixed)。5)选择OK按钮。
设置视图窗口、视图方向选择视图窗口
ADAMS/View提供了7种预先设置好的视图方向,即:前视、后视、左视、右视、俯视、仰视,和正等轴侧投影。
正侧投影方式绘制模型图形,模型各部分的尺寸均按相同的比例绘制,就如在图纸上进行机械制图那样。
人眼观察获得的视图为透视图,根据样机各部分到人眼的距离,各部分的比例也有所不同。
改变窗口中的视图方向
正侧投影图和透视图设置视图类型、背景颜色等设置是否显示图标设置背景颜色
Depth按钮设置模型显示方式是正侧投影图或透视图
设置模型显示方式
设置是否显示栅格平面
设置工作栅格
通常,ADAMS/View显示一个栅格平面,绘制物体的操作将在此平面上进行,故称为工作面。它带有自己的坐标系,其原点和方位可根据用户建模的进展,随时调整。同时,在绘制,移动和修改几何形体时,几何形体的实际尺寸将自动圆整到栅格上。因而工作栅格是一个非常重要的操作环境。
工作栅格设置对话框设置工作栅格
除了工作栅格的尺寸和是否可见以外,还有以下4种显示方式可供选择:1)Dots参数表示是否显示栅格的交点,同时也可以设置栅格交点的颜色和尺寸。2)Axes参数表示是否显示栅格的轴线,同时也可以设置栅格轴线的颜色和粗细。3)Lines参数表示是否显不栅格线,同时也可以设置栅格线的颜色和粗细。4)Triad参数表示是否在工作栅格中心设置坐标图标。图5-11工作栅格设置对话框设置工作栅格的方法
1)在Settings菜单中选择WorkingGrid命令;或者,在主工具箱中的Move工具集中,选择WorkmgGrid工具。屏幕将显示工作栅格设置对话框2)在选择框内,选择是否要显示工作栅格。3)选择栅格的类型。4)选择和输入栅格平面的尺小(Size)、栅格的间距(Spacmg)。5)选择显示对象,及其颜色(Co1or)和宽度(Weight)。6)设置栅格平面的位置和方向。工作平面操作示例5.4.3控制视图缩放视图
动态改变视图显示比例动态放大区域动态移动视图
动态旋转视图
显示整体视图设置视图中心定量操作设置窗口中显示的对象设置窗口中显示的对象用户可以设置窗口显示当前样机数据库中的某一个样机或显示样机中的一个特定构件。1)激活显示样机的窗口。2)在View菜单中选择Model命令,或者在Bui1d菜单中Model,然后选择Display命令。数据库浏览器将显示数据库中的所有样机。3)选择要显示的样机,然后按OK按钮。1)激话显示构件的窗口。2)在View菜单中选择Partonly命令,数据库浏览器将显示当前样机中的所有构件。3)选择要显示的构件,然后按OK按钮。
定量操作ADAMS/View提供了移动视图、旋转视图、缩放视图等功能,并能精确地控制视图的移动,旋转和缩放等。具体操作方法相同。例如,如果要定量地放大或缩小视图,可以在主工具箱的增量文本栏Increment,输入视图的放大倍数,然后按住shift键不放并拖动鼠标,此时,视图将按照给定的增量变化。
5.5信息坐标窗口操作设置屏幕和打印字体保存和重新设置帮助信息坐标窗口操作
坐标窗口显示当前光标在坐标系中的位置坐标。在几何建模过程中,显示坐标窗口可以有助于准确地绘制模型,例如:可以使用坐标窗口确定任何位置的坐标值,进行模型的精确定位。也可以利用坐标窗口来确定两点之间的距离。显示坐标窗口方法及测量距离显示坐标窗口方法及测量距离1在View菜单,选择CoordinateWindow命令,或者按F4键。2在主工具箱的切换工具集,选择坐标窗口图标命令。如果需要测量两点之间的距离,可以按以下的方法操作:1)用鼠标选择第一点。2)拖动鼠标至第二点。此时,坐标窗口显示x,y,z,dx,dy,dz,Mag。其中,dx、dy、dz分别表示两点间x、y、z方向的坐标差,Mag表示两点之间的直线距离。3)释放鼠标结束测量。设置屏幕和打印字体
ADAMS/View可以显示操作系统支持的各种字体为12号。屏幕和打印字体的设置方法如下:1)在Settings菜单,选择Fonts命令,显示选择字体对话框。2)在ScreenFont文本输入框,输入希望使用的字体名称。此时,也可以利用弹出式菜单,选择浏览命令Browse,利用浏览器选择字体。如果Windows操作系统支持显示和打印中文,ADAMS/View也可以显示中文。3)在PostscriptFont文本选择框,选择打印文本的字体。4)选择0K。保存和重新设置
ADAMS/View提供了保存当前的屏幕显示设置和其他任何设置的功能,以便以后使用用户定义的风格。也可以在建模过程中放弃当前新的屏幕设置和其他设置,返回到启动时的设置状态。ADAMS/View将设置要求保存在ADAMS/View启动目录的aviewBS—cmd文件中。在启动ADAMS/View程序时,程序首先到启动目录读取aviewBS.md文件,如果aviewBs.cmd存在并成功读取,ADAMS/View将不再使用模型数据库中的各种设置.保存和重新设置
在Settings菜单,选择saveSettings命令,可以保存当前的设置。如果要放弃当前新的设置,返回到启动时的设置状态。可以在Settings菜单,选择RestoreSettings命令。帮助信息
在建模过程中获得帮助信息的方法主要有:(1)在Help菜单中,选择TipsOn/Off命令,可以打开或关闭显示工具标签。工具标签是一个文本框,它可以显示光标所指的工具和命令的简单信息。(2)在线ADAMS程序用户手册,可以通过Help菜单查看用户手册。(3)随机的ADAMS用户手册在ADAMS的安装目录中,有一个名为pdtdocs的子目录,在该目录中保存有ADAMS所有程序模块的PDF格式用户手册,可以直接到该目录中打开显示有关用户手册。(4)在命令窗口,选择Help按钮,获得所选命令的使用说明。
第五章结束第六章虚拟样机几何建模
与参数化
主要内容6.1几何建模基本知识
6.2几何建模工具和操作6.3简单样机几何建模6.4复杂机构的几何建模(自学)6.5构件特性修改6.6使用参数表达式6.7参数化点坐标6.8关联移动工具6.9使用设计变量6.10设计示例几何体类型
几何体坐标系
几何体的命名
几何建模的准备
参数化建模
6.1几何建模基本知识
几何体类型
构件是机械系统运动的最小单元,构件的形状、尺寸和特性(刚性)直接影响仿真数学模型的参数,如质量、惯性矩等,从而影响仿真的精度。
几何体类型决定了构件的类型,它必须与实际相符,否则会产生较大的仿真误差。ADAMS/View可以产生4种类型的几何体:刚性形体、柔性形体、点质量和地基形体。几何体类型的确定在机械系统中,将受力变形较小的形体近似作为刚性构件,它有质量和惯性矩,且几何形状在任何时候都不会发生变化。将受力变形较大的形体作为柔性构件。它有质量和惯性矩。点质量的体积为零,它仅有质量而没有惯性矩。地基形体没有质量和速度,其自由度为零,在任何时候都保持静止。地基形体与地面坐标系的固连,在默认状态下,地基形体还是所有构件的速度和加速度的惯性参考坐标。
几何体坐标系
每一个新产生的几何体都设有一个参考坐标系,可称为构件局部坐标系。几何体局部坐标确定了它在地面坐标系中的位置和方向
在仿真分析过程中,几何体的尺寸和形状相对于该坐标系静止不变,ADAMS/View用专用的图标表示几何体的参考坐标。当关闭Icon图标后,鼠标左键点击几何体后,将单独显示该几何体的局部坐标。几何体的命名
产生几何体时,ADAMS/View自动地为几何体取一个名称,例如:当产生第一个点质量时,ADAMS/View命名为POINT_MASS_1;产生第二个点质量时,命名为POINT_MASS_2。将各种形状的刚性形体统一用PART命名。例如:如果首先产生一个矩形形体,ADAMS/View命名为PART_1。接下来,如果再产生一个圆柱形体,将命名为PART_2。取名的规则是几何体的类型+序号。用户可以根据需要,对构件和几何形体重新命名。
几何建模的准备
建议在几何建模前作以下准备工作:1)显示工作栅格平面。ADAMS/View绘制的物体平行于当前的工作栅格平面,显示工作栅格平面有利于绘图。2)显示坐标窗口,以便可以了解点的坐标值。3)确认当前的单位设置是否符合要求。4)确定当前所绘几何形体属于:新的构件、向现有构件添加的几何形体、还是加到地基上的几何形体。参数化建模
目的:预先设置可变参数,自动地进行一系列的仿真分析,研究一个或多个参数变化对样机性能的影响,获得最危险的操作工况以及最优化的设计结果。直接利用ADAMS/View提供了参数化建模和分析功能,可大大地提高样机建模和分析的效率。参数化建模方法参数化建模(ParameterizingModel)是将样机的建模参数设置为可以改变的变量、表达式和函数,在分析过程中,只需改变样机模型中有关参数值,程序就可以自动地更新整个样机模型,获得新的样机模型。参数化建模方法
(1)使用参数表达式
参数化的表达式是使用最广泛的一种参数化方式,在建模过程中,许多要求输入参数值的场合,都可以使用参数表达式。(2)参数化点坐标
在建模过程中,点坐标主要用于定位几何形体、约束点和载荷作用点。将点坐标参数化,可以自动地修改与参数点有关联的有关对象。
(3)关联移动
通过指定参考对象和参数化对象建立关联表达式,可以方便地改变参数化对象的位置和方向。(4)使用设计变量
通过使用设计变量,可以方便地改变样机的任何对象。例如:将连杆构件的宽度设置为设计变量,将弹簧的刚度设置为设计变量等。当设计变量值改变时,所有同设计变量相关联的对象都随之改变。
6.2几何建模工具和操作几何建模工具几何建模工具集表格编辑器浮动对话框按钮几何参数设置表ADAMS/View提供了丰富的基本形体建模工具库,调用几何建模工具通常有两种方法:在主工具箱上的建模工具集选择工具图标,或通过菜单选择几何建模工具命令。
利用ADAMS/View提供的参数化三维造型工具,可以非常方便地设计构件的几何形体。
6.3简单样机几何建模基本几何形体(Construction)实体几何形体(Solids)形体操作(BooleansandFeatures)基本几何形体(Construction)基本几何形体包括:点、直线、曲线和标记坐标等。这些基本几何形状没有质量,主要用于定义其它的几何形状和形体。点和标记坐标是最常用的几何建模辅助工具。
依次是绘制点(Point)标记坐标(CoordinateSystemMarker)直线或折线(Polyline)圆弧(Arc)或圆(Circle)样条曲线(Spline)几何建模时,通常设置三维空间点,确定不同构件的连接点和位置,以有利于精确建模。移动点或对点坐标进行修改,可以动态修改样机的参数,而保持拓扑关系不变。所以,定义点是进行参数化仿真分析的基础。点的使用定义点时,需要确定点加到地基上,还是另一个构件上。另外,也可指定将点与附近的对象关联。如果构件与点关联,当关联点位置变化时,这些构件的位置将随之改变。
例如:三铰构件有4个标记坐标,三个标记坐标定义构件的三个端点,一个标记坐标定义连杆的质心。标记坐标的使用自定义标记坐标:对于系统不能自动建立标记坐标的地方,需要采用标记坐标工具来定义力的作用位置,定义构件的约束位置和方向,定义运动的方向等。自动定义标记坐标:ADAMS/View自动在所有实体的质心和几何热点设置标记坐标,用于定义构件在空间的位置。也自动为约束构件创建标记坐标,定义构件的约束位置和方向。标记坐标是一个样机构件或地基上的局部坐标系,具有位置和方向。绘制基本几何形体的一般步骤
上机练习
自学6.4复杂机构的几何建模几何建模时,ADAMS/View能自动计算出构件的体积和质心位置坐标,并根据体积和材料密度自动计算出构件的质量和相对于质心坐标的转动惯量和惯性积。当修改质心位置时,系统将给出警告—不能自动计算相对于质心坐标的转动惯量和惯性积。
精确建模时,一般不需要修改构件的质量和相对于质心坐标的转动惯量和惯性积,可获得满意的仿真结果。初步设计时,需修改构件特性,来获得满意的仿真结果。6.5构件特性修改构件特性直接影响机构样机运动和动力仿真的结果。仿真分析时,构件特性包括:几何形状、质量、转动惯量和惯性积,初始速度,初始位置和方向等。
注意:不能将构件的质量设置为零,零质量的可移动构件将会导致分析失败,因为根据牛顿定律:“a=F/m,零质量将会导致无穷大的加速度。
6.5.1修改构件质量、转动惯量和惯性积
6.5.2修改初始速度、初始位置和方向
几何建模时,ADAMS/View根据相邻构件的情况,自动计算构件的初始位置、方向和初始速度。用户选择PositionIcs和VelocityIcs按钮可以改变初始设定。
这里定义的初始速度为构件质心的速度,初始角速度为相对于质心标记坐标轴的旋转速度。初始速度和角速度设置包括3项内容:参考坐标、速度值和方向。在构件特件修改对话框中选择PositionIcs按钮,将显示初始位置和方向设置对话框。改变初始设定
6.5.3设置材料ADAMS/View设有常用材料特性数据库,其中包括材料的摩擦系数、泊松比、密度等:在默认状态下,构件材料设置为钢材。用户可以在材料库选择其它材料,也可以自行输入。
ADAMS/View利用公式G=0.5E/(1+μ)计算构件的切变模量G。6.5.4使用特性修改对话框工具图标在构件特性修改对话框中还安置了4个工具图标,选择这些工具图标依次可以产生构件的注释、移动和旋转构件、产生构件有关分量的测量和定义有些运动副中的摩擦力。如果选择其中一图标,将弹出对应的对话框6.5.小结
6.5.1修改构件质量、转动惯量和惯性积
6.5.2修改初始速度、初始位置和方向6.5.3设置材料6.5.4使用特性修改对话框工具图标
ADAMS/View中的绝大多数模型对象(例如:构件特性、力、运动、变量、传感器、测量等的定义)都可以用常数或表达式两种方式来表示,例如:用表达式(3*.model_1.part_1.mass)表示构件2的质量,如果part_1构件的质量发生变化,构件2的质量也随之变化。其中.model_1.part_1.mass是引用样机中的参数,每当引用数据发生变化时,ADAMS自动计算并更新表达式的值。
这种用表达式定义样机模型的参数,保证所有样机参数随某些主要参数变化而自动变化的过程,称为样机模型的参数化。
6.6使用参数表达式
表达式必须置于前后两个圆括号之中,可以包括:1)常数。2)标准的数学运算符。3)ADAMS/View定义的设计过程函数。4)样机模型中的其他对象,例如:part_1构件的质量(model_1.part_1.mass),
ADAMS/View的变量对象等。
6.6.1表达式语法
通常在建模期间构造表达式,当ADAMS/View读入时,它会立即检查表达式的语法,求表达式的值,并储存结果在数据库中或只储存表达式。
设计过程函数(Design—timefunctions)用于表达式中构造参数化的样机模型,以便进行设计研究、优化和试验研究。
ADAMS/View仅在样机的建模设计阶段才计算设计过程函数的值。除优化和设计研究以外,设计过程函数的值在仿真分析过程中是不变化的。设计过程函数它们可分为两大类:一类是ADAMS/View程序提供的系统函数,另一类是用户自定义的函数。6.6.2设计过程函数
ADAMS/View提供了二百多个设计过程函数,在函数构造对话框中可以列出所有系统支持的函数。系统提供的设计过程函数包括8大类:系统函数
附录A列出了所有系统提供的设计过程函数。数学函数(MathFunctions)、位置和方向函数(Location/0rientation)、模型函数(ModelingFunctions)、数组和矩阵函数(Matrix/ArrayFunctions)、字符串函数(StringFunctions)、数据库函数(DatabaseFunctions)、其他函数(MiscellaneousFunctions)等。
用户可以自定义两种函数:解释函数和编译函数。解释函数在ADAMS的命令窗口产生。产生解释函数时,必须详细说明函数的语句和参数名称。例如:自定义函数functioncreatefunction_name=MID_PT&text_of_expression=“LOC_ALONG_LINE(P1,P2,DM(P1,P2)/2)”&argument_names=“P1”,“P2”&type=location_orientation在此解释函数中,P1和P2是函数MID_PT的自变量参数。使用解释函数时,ADAMS将用户的参数代入对应的参数名称所在的函数语句中。例如:用marker_l和marker_2定义标记marker_3的位置(在连线的中点)。markercreatemarker_name=marker_3location=(MID_PT(marker_1,marker_2))
编译函数用户自定义的编译函数可以用C或Fortran语言编写,然后通过编译同ADAMS/View连接。编译后的函数可以在ADAMS/View的表达式中使用。
表达式可以直接在有关参数的文本输入框中输入,也可以利用ADAMS提供的函数构造对话框输入。函数构造对话框是一个非常方便的函数生成器,它提供了许多与生成函数有关的工具,帮助用户构造函数,产生和修改测量。利用函数构造对话框输入表达式,首先要进入函数构造对话框,然后根据提示进行对话框的操作。6.6.3表达式生成与删除
如果要删除表达式,可以采用以下两种方法之一:1)在表达式的文本输入框中,将表达式修改为常数。2)在表达式的文本输入框中,显示弹出式菜单,选择
Parameterize项,再选择Unparameterize命令。
l
方法一:1)置鼠标在文本输入框,按鼠标右键,显示弹出式菜单。2)在弹出式菜单中选择Parameterize项,再选择
ExpressionBuilder命令,显示函数构造对话框。l
方法二:
在Bulld菜单,选择Function项,再选择New项,显示构造函数对话框。l
方法
三:
在Build菜单,选择Measure项,在下一层菜单中选择Computed,再选择New,可以显示构造函数对话框。
进入函数构造对话框构造函数对话框的操作
为了保持样机几何形体随特殊点变化而拓扑关系不变,从而获得修改后的样机模型,最简单的方法是对特殊点进行参数化处理。首先,根据样机几何结构的特点,设置若干点,这些点定义了一些特殊的位置,是构造其它几何形体的基准点。然后利用这些点产生一些新的构件,或者将已有的构件同新建立的点关联。当这些特殊点的位置改变时,与其相关联的几何形体也将自动更新。因此,参数化点坐标,则可以在一定程度上实现样机几何形体的参数化建模。如果要删除点的参数化表达式,可以在表格编辑器中将点坐标设置为常数。
6.7参数化点坐标
1)在几何建模工具集中选取绘制工具图标,设置点2)在Tools菜单,选择TableEditor命令,显示表格编辑器
对话框。3)在表格编辑器的底部选择对象类型Points。4)选择需要参数化处理的点。5)在坐标值输入栏,输入参数化的表达式。或者利用函数构造对话框构造参数化表达式。6)重复步骤4)和5)参数化其它点坐标。7)选择OK按钮,完成点的参数化处理。点坐标的参数化处理
关联移动工具是控制对象位置和方向的参数化工具,它的作用是建立主对象和副对象之间的关联,使副对象的位置和方向随着主对象位置和方向的变化而变化,保持它们的相对位置和方位不变,从而获得参数化的样机模型。这种方法建立参数化样机,不需要建立复杂的表达式,操作简单。ADAMS/View提供2种关联移动工具,f(x)和f(θ)。
f(x)控制仿真对象的位置
而f(θ)控制仿真对象的方向。
调用关联移动工具的途径是:6.8关联移动工具在主工具箱的移动工具集中,选择f(x)或f(θ)工具
利用f(x)工具可以将正在建模的对象同一个点或一个坐标系标记建立关联。有两种关联方式建立关联:6.8.1使用f(x)工具
一是破坏原先的对象位置关系,强制性地将对象约束在某一点或坐标标记上。施加关联施加关联二是保持原先的相对位置不变。
在移动工具集选择f(x)工具后,在主工具箱出现Location选择栏,选择Collapse(第一种关联方式)或选择maintain(第二种关联方式)。然后根据提示依次选择需要参数化的对象和定位对象(pointorMarker)。ADAMS/View移动参数化对象到锁定点或坐标标记所在位置,并自动为该对象的坐标设置一个表达式,例如,(LOC_RELATIVE_TO({0.0,200.0,0.0},.model_1.Ground.POINT_1)),完成对象同锁定点或坐标标记相关联。以后,如果锁定点或坐标标记的位置发生变化,与之关联对象的位置也随之变化。可以修改参数化对象的表达式,使其位置相对锁定点按表达式的计算结果变化。关联操作及其结果
利用f(θ)工具可以将坐标系标记、约束或力等对象的方向同一个坐标系标记相关联。从而控制对象的方向随锁定标记变化。f(θ)工具提供了三种类型的方向关联方式:6.8.2*使用f(θ)工具
(1)SameAs方式(2)ToAxis方式(3)To2Axis方式
(1)SameAs方式类似于f(x)工具的使用方法,该方式保持对象的方向同坐标系标记一致,或者保持一定的角度差值。选项Collapse和Maintain的作用同f(x)工具中的相同,区别在于前者对象的角度将随锁定标记变化,而后者保持原先的方向。SameAs方式(2)ToAxis方式仅控制对象的一个轴同坐标系标记一致。
ADAMS/View自动按对象的控制轴与坐标系标记对应轴的角度差旋转对象,使对象的控制轴方向同坐标系标记的方向一致,同时,自动产生一个表达式,表示控制轴与坐标系标记的关联关系。如果以后旋转标记,关联的对象也自动旋转,保持对象的控制轴与坐标标记的方向—致。
在利用标记定义运动副和力的方向时,ToAxis方式非常有用。例如,可以使用ToAxis方式重新定义旋转运动副的旋转轴方向。由于ToAxis方式仅控制对象的一个轴,ADAMS/View将在环绕控制轴的任意方向放置对象。ToAxis方式
To2Axis方式控制对象的两个轴分别同一个坐标系标记的两个坐标轴一致。
ADAMS/View旋转对象,首先使第一个控制轴的方向同指定坐标系标记的方向一致,然后再尽可能的使第二个控制轴的方向同指定坐标系标记的方向一致。ADAMS/View也产生一个表达式,用以关联控制轴与坐标系标记。如果以后坐标系标记发生转动,关联的对象也自动旋转,保持对象控制轴与坐标标记的方向一致。
由于第3个轴必定垂直于其它两个轴,同时第3个轴的正方向可以由右手规则确定,因此,To2Axis方式可以完全确定对象的方向。To2Axis方式
将标记、约束或力的某一个轴同一个点或坐标系标记关联的方法:
ToAxis方式关联操作
1)在运动工具集或对话框,选择f(θ)工具。2)选择ToAxis方式。3)选择要控制方向的对象,例如:标记、约束或力。4)选择对象的控制轴(x、y或z轴)。5)选择锁定坐标轴方向的坐标系标记。
将标记、约束或力的两个轴同一个点或坐标系标记关联的方法:
To2Axis方式关联操作
1)在运动工具集或对话框,选择f(θ)工具。2)选择To2Axis方式。3)选择要控制方向的对象,例如:标记、约束或力。4)选择对象的第一个控制轴(x、y或z轴)。5)选择锁定第一个控制轴方向的坐标系标记。6)选择对象的第二个控制轴(x、y或z轴)。7)选择锁定第二个控制轴方向的坐标系标记。
如果在样机模型中有3个圆柱体,而且希望这3个圆柱体具有相同的长度,则可以定义一个名为cyl_lengh的设计变量,然后令所有圆柱体的长度等于设计变量cyl_1ength。以后,如果要改变圆柱体的长度值,只需改变设计变量cyl_1ength,所有圆柱体的长度也随之改变。
设计变量可以用于储存数据或表达式,提供了一种简单明了的管理关键设计参数的方法,将设计参数列表,可以非常方便地观察和修改参数值。可以作为参数化分析过程中的变量,令设计变量在一定范围内变化,可自动地进行一系列的分析,完成设计研究、试验设计和优化分析。6.9使用设计变量
有两种产生设计变量的方法:1.使用产生设计变量对话框2.使用弹出式菜单中的CreateDesignVariable命令。6.9.1产生设计变量
1使用对话框产生设计变量
2)输入设计变量名称。3)变量类型:实数、整数、字符串和对象。在Units栏选择变量的单位。4)输入变量的标准值。如果希望用较复杂的函数表达式设置变量的标准值,可以使用构造函数对话框。5)如果设计变量用于设计研究、试验设计或优化分析,需要给定设计变量的变化范围。6)选择OK按钮,产生设计变量。
1)在Build菜单,选择DesignVariable项,再选择New命令。
产生设计变量对话框不能将设计变量输入到正在建模的样机中。因此,产生设计变量以后,在需要设置设计变量的文本输入框中引用设计变量。引用的方法是:在文本输入框用鼠标右键显示弹出式菜单,选择ReferenceDesignVariable命令,显示数据库浏览器,从中选择要引用的设计变量,然后选择OK按钮。ADAMS/View自动将选择的设计变量以表达式的形式插入文本输入框,例如:(.model_1.DV_6)。当然,也可以直接按表达式的形式输入文本框。
引用设计变量
使用弹出式菜单产生设计变量时,ADAMS/View采用文本输入框中的当前值,作为设计变量的标准值。操作方法如下:1)显示希望输入设计变量的文本输入框。2)在文本输入框上单击鼠标右键显示弹出式菜单。
3)在弹出式菜单中,选择Parameterize项,再选择产生设计变量命令CreateDesignVariable。ADAMS/View按默认的名称和标准值,产生一个新的设计变量,并以表达式的形式插入文本输入框,例如:(.model_1.DV_6)。
4)根据需要产生或修改对象。2使用弹出式菜单产生设计变量
使用弹出式菜单中的CreateDesignvariable命令,可以产生设计变量,并且将设计变量输入到显示弹出式菜单的文本输入框中。此时,所产生的设计变量使用默认值,需要用修改设计变量的方法改变设计变量的类型或名称。有两种修改设计变量的方法:一种是使用修改设计变量对话框,另一种是使用表格编辑器。
6.9.2修改设计变量
1)在Build菜单,选择DesignVariable项,再选择Modify命令,显示数据库浏览器。2)选择要修改的设计参数,然后选择0K按钮,显示修改设计变量对话框,并显示所选择设计变量的当前特性。3)根据需要修改设计变量的有关特性。4)选择OK按钮,完成修改。如果在修改过程中,修改了设计变量的值,ADAMS/View将立即更新所有引用设计变量的对象的有关参数值。1.使用修改设计变量对话框
1)在Too1s菜单,选择TableEditor命令,显示表格编辑器窗口。2)在表格编辑器窗口底部的类型选择区,选择Variable选项,显示样机模型中所有的设计变量,关于表格编辑器的操作可以参见9.3节。3)根据需要修改设计变量的有关参数。4)选择0K按钮,完成修改。在默认条件下,ADAMS/View仅显示样机模型中的实数变量,如果要显示其他变量和参数,可以使用Filters按钮,选择和设置表格编辑器显示的标题。2.使用表格编辑器6.10设计示例(上机作业)厚度t=50mm,质量Q=65kg,惯性矩Ixx=0.132kg·m2,Iyy=6.80kg·m2:Izz=6.91kg·m2,滑块3长度L=400mm,高度h=300mm,厚度t=300mm,材料为黄铜。
建立曲柄滑块机构样机模型.已知:圆盘1的半径R=350mm,厚度t=100mm,材料密度为7.8×10-3kg/cm3;连杆2长度L=1100mm,宽度b=150mm,第六章结束第七章约束机构与施加载荷
7.1概述
7.2约束类型与约束工具
7.3施加约束的方法和基本步骤
7.4定义机构的运动7.5*高副约束与凸轮机构7.6力约束与施加载荷7.7*柔性连接7.8*接触力7.9运动和力的表达式7.10约束机构的技巧7.11施加约束和力示例7.1概述
为了获得正确的虚拟样机分析模型,首先需要将构件的几何模型正确地装配起来,然后施加运动和载荷,才能进行运动学和动力学问题的求解。
约束机构是将构件放置在正确的几何位置,通过各种约束工具连接起来,组成一个给定自由度的机械系统。为了形成逼真的仿真系统,虚拟样机构件之间需要采用多种形式的连接。ADAMS/View提供多种约束工具。机构构件的放置对于平面机构,所有构件绘制在同一平面上,如GlobalXY、GlobalXZ,建模时利用基本构件上可以自动识别的标记坐标精确定位构件的连接位置,用约束工具依次将绘制的构件连接起来,形成虚拟样机几何模型。对于空间机构,构件需要绘制在不同的平面上,利用改变Grid平面(工作平面)绘制基本构件,用约束工具依次将绘制的构件连接起来,形成虚拟样机几何模型。另一种建模装配方法是通过事先设置若干三维空间的点,确定不同构件的连接点和位置,然后,绘制构件。这时构件与那些点自动建立关联,移动点的位置可以改变构件的形状、位置和尺寸。
7.2约束类型与约束工具
根据ADAMS/View提供的约束建模的工具不同,约束可分为以下4种类型:1)常用理想运动副(Joints)约束2)基本约束(JointPrimitives)3)接触(Contacts)约束(7.5,7.8)4)运动约束(MotionGenerators)(7.4)
1)常用理想运动副(Joints)约束
l2种常用理想运动副工具,每一种工具定义了一种约束模型,如表7—1所示。通过这些运动副,可以快速地将两个构件连接起来形成指定自由度的连接。被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。在施加运动副的过程中,提示要求依次选择被连接构件A和构件B,ADAMS/View将在构件A、B上分别设置坐标标记I、J,它们的位置和方向必须与约束模型的要求一致。表中的图例清楚地反映了约束模型的标记坐标的位置和方向。1.Revolute和TranslationalJoints2
1.
CylindricalandSphericalJoints3.4.ConstantVelocityJointsandScrewJoints
5.Constant-VelocityJoints6.ScrewJointsHookeJointandUniversalJoints
8.UniversalJoint7.HookeJoint齿轮副
齿轮副建立三个构件与两个运动副(Joints)之间的运动关系,在连接支架(Carrier)上设置一个坐标标记,称为速度标记,速度标记到两个连接点的距离决定了齿轮的传动比,速度标记的z轴定义了齿轮啮合点的速度和啮合力的方向。
关联副
运用关联副,可以将2个或3个运动副的运动关联起来。对于带轮连接、链轮连接和滑轮仿真等均可以使用关联副。用户可以使用多个关联副将许多运动副相互联系起来,组成一个复杂的带轮系统。
2)基本约束(JointPrimitives)
ADAMS/View提供了5种常用的基本约束工具,如表7—2所示。用户可以灵活应用这些约束工具,组成不同的约束。例如:可以采用不同的约束组合自定义一些新的运动副,或者组合不同的运动副,以构成更复杂的运动约束。InlineandInplane约束工具说明示例Inline约束构件1的连接点,只能沿着构件2连接点标记坐标的Z轴运动。限制了构件1沿构件2的X、Y轴方向的移动自由度。Inplane约束构件1的连接点只能在构件2的平面上运动。构件1的连接点必须在构件2标记坐标的XY平面上。限制了构件1沿构件2的Z轴方向的自由度。Orientation约束构件1和构件2的坐标方向保持相同,约束了两个构件之间的相对转动自由度。Parallelaxes约束构件1的Z轴始终平行于构件2的Z轴,即:构件1只能绕构件2的一个轴旋转。Perpendicularaxes约束构件1的Z轴始终垂直于构件2的Z轴,即:构件1只能绕构件2的二个轴旋转。Orientation,ParalleaxesandPerpendicularaxes7.3施加约束的方法和基本步骤
1)点击合适的连接工具,弹出对应的连接设置对话框.2)在设置对话框中选择连接构件的方法3)根据屏幕底部状态栏的提示,依次选择相互连接的构件1、构件2、连接位置和方向等。4)确定连接点的位置。5)如果选择了采用特征方向,用鼠标环绕对象移动,当显示合适的方向箭头时,按鼠标左键,完成指定约束设置。产生运动副时,ADAMS/View自动为运动副设置一个名称,运动副取名为“JOINT_”+“序号”,例如:JOINT_1.
7.4定义机构的运动机构的运动约束是以构件的连接约束为基础的。它是对连接约束后机构自由度的进一步的约束,使机构遵循一定的规律进行运动。因此,一般先定义连接约束,后增加运动约束。运动约束的类型必须与连接约束的类型一致,且运动是相对的,也就是说,运动构件的方向与施加连接约束时的选择构件顺序有关。
7.4.1运动的类型和定义值7.4.2约束连接运动
7.4.3修改运动副及其运动
7.4.4约束点的运动
7.4.1运动的类型和定义值
ADAMS/View提供两种类型的运动定义模型:(1)连接运动(JointMotion)连接运动定义铰接副、棱柱副和圆柱副中的移动和转动,每一个连接运动约束了一个自由度。对于移动,约束构件l沿构件2的Z轴的移动。对于转动,约束构件1按右手规则绕构件2的Z轴旋转,要求构件1的Z轴必须始终同构件2的Z轴保持平行。(2)点运动(PointMotion)点运动定义两点之间的运动规律,它可以应用于任何典型的运动副,例如:圆柱副、球形副等等。通过定义点运动,可以在不增加额外约束或构件的情况下,构造复杂的运动。
7.4.2约束连接运动
约束连接运动的方法如下:1)点击工具图标2)定义运动参数3)按提示选择要定义运动的运动副,完成连接运动设置。
移动运动参数设置定义运动参数
运动是与时间有关的位移、速度和加速度。在默认状态下,运动的速度定义为常数,用户可以通过以下3种方法自定义运动值:1)在设置栏,输入速度值。
默认值:旋转运动为30°/s,移动运动为10mm/s。2)使用函数表达式3)输入自编子程序若用函数表达式或自编子程序表示运动,将鼠标放在speed输入栏,按鼠标右键,从弹出的菜单中选择Parameterize项,再选择ExpressionBuilder命令,此时显示函数输入对话框,利用函数输入对话框可以输入各种函数。
7.4.3修改运动副及其运动
方法一
右击鼠标显示弹出式菜单,选择有关运动副,再选择Modify命令,可以显示修改运动副对话框。方法二在Edit菜单,选择Modlfy命令,显示数据库浏览器,然后选择有关运动副。显示常用运动副的修改对话框图7-5修改运动副对话框修改连接运动修改连接运动1)在Joint栏,修改约束运动的运动副,此时运动类型JointType也随运动副的改变而变化。2)在Direction栏,修改约束的运动方向3)在Type栏,选择定义运动参数的类型。有位移,速度和加速度可供选择。4)在F(time)栏,输入运动函数。图7-6修改连接运动对话框默认状态下,位移是时间的函数,如30d*time;速度是常数。如果选择速度为运动值,将出现DisplacementIc栏,用于输入相对运动的初始位移;如果选择加速度为运动值,则又增加VelocityIc栏,供用户输入初始速度。运动仿真过程中,系统根据设定值计算构件的相对位置。7.4.4约束点的运动
约束点运动和约束连接运动的比较:
约束连接运动是在两个具有连接约束的构件之间确定它们的相对运动。约束点的运动则可以在两个没有连接约束的构件之间定义它们的相对运动。有两种类型的点运动,单点运动和一般点运动。单点运动指定两个构件沿着一个轴移动或转动,在默认条件下为z轴。它也可以应用于两个具有连接约束的构件上,此时的作用与约束连接运动的功能相同。一般点运动具有很大的灵活性,可以指定两个构件在空间分别沿着3个轴的移动或绕3个轴的转动,以及它们的任意组合。
约束点运动的方法与约束连接运动的基本相同。7.5高副约束与凸轮机构
ADAMS/View提供了两种高副约束:点-线(Point-Curve)约束和平面曲线(2Dcurvecurve)约束。利用点-线(Point-Curve)约束,可以建立销-槽机构(pin-inslotmechanism)和简单的凸轮机构(camfollowermechanism)。
7.6力约束与施加载荷力约束是构件之间力的作用关系,它可能是定值,也可能是时变的;可能是运动的函数,也可能是构件变形的函数。应用力约束可以构建构件之间的相互作用模型,如与变形无关的作用力、柔性连接和接触力等。根据力的计算方法和作用方式不同,ADAMS/View将力分为4种类型:作用力(AppliedForces)、柔性连接力(FlexibleConnections)、特殊力(SpecialForces)和接触力(ContactForces)。
施加载荷是对构件施加作用力。
作用力作用力有5种不同的作用方式:1)单方向作用力2)单方向作用力矩3)力矢量(用3个坐标方向分量表示的作用力)4)力矩矢量(3个转动方向的作用力矩)5)组合矢量(3个力的分量,3个力矩的分量)。当作用力约束中一构件是地基时,反作用力作用在地基上,对样机没有影响;作用力可作为机器的动力输入或工作阻力柔性连接
柔性连接是按照某一力学模型计算作用力和反作用力,分别作用于两个连接的构件上,模拟两构件的相互作用。与几何约束不同的是,柔性连接不是刚性的,不会绝对限制构件的任何运动,因而它不会影响机构的自由度。
系统提供了五种力学模型供用户选择,它们分别是:轴套(bushings)拉压弹簧阻尼器(translationalspring-dampers)扭转弹簧阻尼器(torsionalspring-dampers)无质量梁(massless-beams)力场(forcefield)特殊力(SpecialForces)在默认状态下,ADAMS/View设置大小为1G向下(一Y方向)的重力加速度,然后根据设置的重力加速度,对所有构件自动施加一个重力。如果要重新设置重力加速度,可选择图标,显示重力设置对话框进行修改,可以施加或取消重力。
轮胎与路面的作用力流体作用力重力分布力特殊力(SpecialForces)是指:接触力(ContactForces)接触力是一种作用在构件上的特殊力,当两个构件相互接触发生变形时,产生接触力,接触力的大小与变形的大小和变形的速度有关。如果两个构件相互分开不接触,则接触力为零。力学模型的共同特点这些力学模型的共同特点是根据两连接件之间设定的刚度系数和阻尼系数,相对位移和相对速度,以及预作用力自动计算连接件之间的作用力和反作用力。因此,在刚性构件的虚拟样机中,增加合适的柔性连接约束,可实现刚-弹性系统的动力分析与仿真。力约束类型与工具作用力(AppliedForces)、柔性连接力(FlexibleConnections)特殊力(SpecialForces)接触力(ContactForces)。图7-14力约束类型与工具图标施加作用力1)单击单向力图标或单向力矩图标。2)选择力方向确定预案:SpaceFixed,MovingwithbodyorTwobodies·3)如果选择前两项,则在Construction选项栏中选择力方向确定方法:PickFeatureorNormaltoGrid。
4)Characteristic选项栏中选择力值特性:ConstantorCustom5)根据提示,选择作用零件,作用点,指定力的方向。6)输入力参数,若力值特性为Custom,则弹出力修改对话框。
在定义作用力约束时,需要说明力或力矩的作用构件、作用点、大小和方向。
力方向确定预案·Spacefixed(OnOneBody,fixed):力的方向相对空间固定。将单向力(单向力矩)施加到一个零件上,ADAMS/View将反作用力自动施加到大地上。由于方向参考标记点固定在大地上,在仿真过程中作用力方向始终不变。·BodyMoving(OnOneBody,Moving):随物体移动。将单向力[单向力矩]施加到一个零件上,ADAMS/View将反作用力自动施加到大地上。由于方向参考标记点固定在所选择的零件上,在仿真过程中作用力方向随零件运动而改变。·TwoBodies(BetweentwoBodies):相对两个物体。将单向力(单向力矩)施加在两个不同的物体,选择的第一个物体将作为施力物体,第二个物体将作为受力物体。ADAMS/View通过两个零件上的作用点定义力的方向。
力值特性·Constant:恒力,ADAMS/View允许指定一个恒定值作为力的大小。
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