ADAMS约束和载荷施加与修改实用教案

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1、、约束(yush)的概述和分类 ADAMS/View可以处理以下4种类型的约束： 1) 常用运动副约束 2) 指定约束方向(fngxing)，即：限制某个运动方向(fngxing) 3) 接触约束，定义两构件在运动中发生接触时，是怎样相互约束的。 4) 约束运动。第1页/共47页第一页，共48页。、约束(yush)工具 有两种启动约束工具的方法： 一种是在主工具箱中，选择(xunz)连接工具集图标或运动工具集图标，然后选择(xunz)约束工具。 另一种方法是在Build菜单中选择(xunz)Joints项，可显示连接对话框。 第2页/共47页第二页，共48页。常用(chn yn)约束工具接触约

2、束(yush)工具运动(yndng)约束工具凸轮约束工具状态参数设置约束与运动工具集第3页/共47页第三页，共48页。、常用(chn yn)运动副 ADAMSview提供了l 2种常用的运动副工具。通过这些运动副，可以将两个(lin )构件连接起来。被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。又分为简单运动副和复杂运动副。简单运动副：铰链连接、移动副、转动副等。第4页/共47页第四页，共48页。简单(jindn)副连接高副连接(linji)简单(jindn)约束工具集第5页/共47页第五页，共48页。转动副施加(shji)过程操作(cozu)工具下方(xi fn)状态参数设置一个位置两物

3、体、一个位置两物体、两位置指定物体和位置垂直栅格指定方向指定方向第一物体第二物体第6页/共47页第六页，共48页。 注意： 在施加运动副的过程中，程序要求(yoqi)依次选择被连接的构件1和构件2，ADAMS/View设定在两个被连接的构件中，是构件1被连接到构件2上面。例如：如果要使用旋转运动副将一扇门连接到门框上，在选择被连接的构件时，首先应该选择门，然后选择门框。 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第7页/共47页第七页，共48页。复杂运动副：齿轮副、关联副、凸轮副。1、施加(shji)齿轮副齿轮副由

4、两个齿轮，一个连接支架和两个连接组成。在两个齿轮(连接件)的触点设置一个坐标系标记，称为速度标记，两个连接件都以速度标记坐标系为自己的定位坐标系。速度标记到两个连接点的距离决定了齿轮的传动比，速度标记的轴定义了齿轮啮合点的速度和啮合力的方向。齿轮副中的连接可以是铰接副、棱柱副或圆柱副，用户可以选择不同类型的连接，模拟不同的齿轮连接形式。第8页/共47页第八页，共48页。两个(lin )连接齿轮(chln)副名称一个(y )标志点齿轮副施加对话框第9页/共47页第九页，共48页。 施加齿轮副注意如下： 1)按以上介绍的运动副设置方法，分别设置齿轮副的两个连接。在设置时，应注意首先选择(xunz)

5、的构件为齿轮，其次为连接支架。 2)在几何建模工具集，选择(xunz)标记工具图标，设置速度标记，即定义齿轮啮合点。 注意，速度标记z轴的方向，应该指向齿轮副啮合点的运动方向。 第10页/共47页第十页，共48页。2、凸轮机构（1）凸轮机构ADAMS/View可以处理两种形式的凸轮机构：尖底凸轮机构和曲底凸轮机构。 在尖底凸轮机构中，定义构件1为从动轮，可以旋转(xunzhun)运动，同时构件1上的触点始终沿着构件2（凸轮）的轮廓曲线运动。尖底凸轮约束了2个移动自由度。 在曲底凸轮机构中，约束条件1（从动轮）上的一条曲线始终沿着构件2（凸轮）的轮廓曲线运动。曲底凸轮约束了3个自由度。应用时应该

6、注意曲底凸轮机构中只允许有一个接触点 第11页/共47页第十一页，共48页。凸轮(tln)副施加参数设置凸轮(tln)副类型凸轮啮合(nih)线类型凸轮副施加对话框第12页/共47页第十二页，共48页。1) 使用足够多的点来定义曲线。2) 尽可能使用封闭曲线。3) 所定义的曲线应该包括凸轮运动(yndng)的全部范围。4) 避免将初始触点定义在曲线的接点附近。5) 应避免曲底凸轮机构产生一个以上的触点。6) 可以使用一条曲线定义多个接触约束。设置凸轮机构时应注意(zh y)以下方面：第13页/共47页第十三页，共48页。、修改(xigi)运动副 利用弹出式菜单，选择有关运动副，再选择Modif

7、y命令 1)运动副名称、连接的构件1和构件2、连接类型、仿真分析时是否显示连接力 2)设置(shzh)初始条件。对铰接副、棱柱副和圆柱副，可以设置(shzh)初始条件，包括：构件1的连接点相对于构件2的初始位移和初始速度等。第14页/共47页第十四页，共48页。 3)指定连接的运动。用户可以强行指定运动副中可以活动的轴的运动规律。例如：指定棱柱副沿z轴的按一定(ydng)的时间函数规律运动。 4)对铰接副、棱柱副、圆柱副、万向副和球形副，可以施加动态和静态摩擦力，以及预紧力。第15页/共47页第十五页，共48页。运动(yndng)副修改对话框运动(yndng)副名称第一(dy)连接件第二连接件

8、连接形式初始参数设置是否显示连接力第16页/共47页第十六页，共48页。、指定(zhdng)约束 ADAMSView提供了5种常用的指定约束(yush)工具。用户可以灵活运用这些约束(yush)工具，组成不同的约束(yush)。 指定(zhdng)约束对话框第17页/共47页第十七页，共48页。、 定义机构(jgu)的运动 运动的类型和定义值通过定义机构遵循一定的规律进行运动，可以约束机构的某些自由度，另一方面也决定了是否需要施加力来维持所定义的运动。 ADAMSView提供了以下两种类型的运动： (1)连接运动 连接运动定义铰接副、棱柱(lngzh)副和圆柱副中的移动和转动，每一个连接运动约

9、束了一个自由度。 第18页/共47页第十八页，共48页。连接(linji)运动工具移动运动(yndng)工具旋转(xunzhun)运动工具第19页/共47页第十九页，共48页。指定(zhdng)移动速度操作过程操作(cozu)工具参数设置移动(ydng)速度第20页/共47页第二十页，共48页。指定(zhdng)转动速度操作过程操作(cozu)工具参数设置转动(zhun dng)速度第21页/共47页第二十一页，共48页。(2)点运动 点运动定义两点之间的运动规律。定义点规律时，还需指明运动的方向(fngxing)。点运动可以应用了任何典型的运动副。点运动(yndng)工具单项运动(yndng

10、)复合运动第22页/共47页第二十二页，共48页。点运动(yndng)操作过程操作(cozu)工具参数设置移动(ydng)速度一个位置两物体、一个位置两物体、两位置指定物体和位置垂直栅格指定方向指定方向指定类型指定移动或转动第23页/共47页第二十三页，共48页。一般(ybn)点运动操作过程操作(cozu)工具参数设置一个(y )位置两物体、一个位置两物体、两位置垂直栅格指定方向指定物体和位置指定方向其大小设置在随后出现的对话框中，方向在操作中指定。第24页/共47页第二十四页，共48页。一般(ybn)点参数设置对话框运动(yndng)名称移动(ydng)点参考点参数设置第25页/共47页第二

11、十五页，共48页。 运动可以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(dngy)为常数。用户可以自定义(dngy)运动值 第26页/共47页第二十六页，共48页。运动(yndng)修改对话框运动(yndng)名称连接(linji)类型连接名称运动方式运动参数设置第27页/共47页第二十七页，共48页。公式(gngsh)编辑器第28页/共47页第二十八页，共48页。公式(gngsh)编辑器对话框公式(gngsh)输入窗口编辑(binj)公式第29页/共47页第二十九页，共48页。实例(shl)：Step(time，t0，v0, t1，v1)运动(yndng)速度大小为阶梯变

12、化时初试(chsh)时间初试速度结束时间结束时间第30页/共47页第三十页，共48页。正确地约束机构(jgu)的若干技巧：n1)在样机建模时，应该逐步地对构件施加各种约束(yush)，并且经常对施加的约束(yush)进行试验，检查是否有约束(yush)错误，通过这种方法可以比较容易地发现约束(yush)错误。n2)在设置运动约束时要注意选择对象的顺序，正确的选择对象。ADAMSView设定在两个被连接(linji)的构件中，构件1被连接(linji)到构件2上面第31页/共47页第三十一页，共48页。3)应该注意(zh y)约束的方向是否正确。错误的约束方向，可以导致某些自由度没有被约束，或者

13、约束了不应该约束的方向。4)注意(zh y)检查约束类型是否正确。5)尽量使用一个(y )运动副来完成所需的约束，如果用多个运动副来约束两个构件，每个运动副实现的自由度约束有可能会重复，这样会导致无法预料的结果。第32页/共47页第三十二页，共48页。6)定期地检查样机系统的自由度。在Tools菜单，选择Model verify命令，可以显示当前(dngqin)样机系统自由度的信息。7)在没有作用力的状态(zhungti)下，通过运行系统的运动学分析来检验样机。第33页/共47页第三十三页，共48页。二、系统二、系统(xtng)载荷的概述和分类载荷的概述和分类ADAMS提供四种载荷：作用力、柔

14、性力特殊力和解触力ADAMS施加载荷很重要，是正确(zhngqu)进行系统仿真的基础施加载荷是要明确力作用的零件和作用点的位置、大小和方向载荷分为衡载（大小、方向不变），变载荷（大小或方向变化或同时改变）。第34页/共47页第三十四页，共48页。力、力矩(l j)工具柔性(ru xn)力与特殊力状态(zhungti)参数设置载荷工具集第35页/共47页第三十五页，共48页。、简单载荷、简单载荷(zi h)的施加和修改的施加和修改工具集单项力单项力矩(l j)组合(zh)力组合力矩组合力、力矩单向力、单项力矩、组合力、组合力矩第36页/共47页第三十六页，共48页。单项力的施加(shji)操作(

15、cozu)工具参数设置空间(kngjin)固定物体固定指定方向与栅格垂直大小设置：常量变量第37页/共47页第三十七页，共48页。组合(zh)力的施加操作(cozu)工具参数设置一个(y )位置两物体、一个位置两物体、两位置指定物体和位置垂直栅格指定方向指定方向设定大小给定方式第38页/共47页第三十八页，共48页。、柔性、柔性(ru xn)载荷的施加和修载荷的施加和修改改工具集无质量(zhling)梁力拉压弹簧(tnhung)扭转弹簧模态力力场重力无质量梁力轮胎力接触力第39页/共47页第三十九页，共48页。弹簧(tnhung)力的施加操作(cozu)工具参数设置参数设置第40页/共47页第

16、四十页，共48页。场力的施加(shji)操作(cozu)工具参数设置一个(y )位置两物体、一个位置两物体、两位置指定物体和位置垂直栅格指定方向指定方向第41页/共47页第四十一页，共48页。接触力的施加(shji)操作(cozu)工具参数设置接触(jich)物体1接触物体2第42页/共47页第四十二页，共48页。载荷(zi h)的修改鼠标放在力上，点击右键，选择力下一级菜单(ci dn)，点击修改，打开修改对话框。第43页/共47页第四十三页，共48页。公式(gngsh)编辑器对话框公式输入(shr)窗口编辑(binj)公式第44页/共47页第四十四页，共48页。三、实例(shl)分析 以下

17、(yxi)为两个球，黄球以一定速度向前运动，撞击篮球，试对两球施加约束、运动和载荷，完成设计要求。第45页/共47页第四十五页，共48页。本讲小结(xioji)： 本次课主要介绍基于ADAMS仿真软件的机械系统样机的零部件间的连接、约束以及(yj)载荷的施加与修改。 这一部分在样机模型建立中起着至关重要的地位，他直接影响仿真结果，所以操作时一定倍加注意；并且施加过程中一定边加边实验，不要等到(dngdo)全部加完在操作，否则很容易是的仿真失败。第46页/共47页第四十六页，共48页。感谢您的观看(gunkn)！第47页/共47页第四十七页，共48页。NoImage内容(nirng)总结、约束的概述和分类。1) 常用运动副约束。4) 约束运动。第1页/共47页。第2页/共47页。两物体、两位置。（1）凸轮机构ADAMS/View可以处理两种形式的凸轮机构：尖底凸轮机构和曲底凸轮机构。例如：指定棱柱副沿z轴的按一定的时间函数规律运动。用户可以灵活运用这些约束工具，组成不同的约束。其大小设置在随后出现的对话框中，方向(fngxing)在操作中指定。2)在设置运动约束时要注意选择对象的顺序，正确的选择对象。感谢您的观看第四十八页，共48页。