ADAMS約束和載荷施加與修改

1、第三講第三講 adams約束和載荷約束和載荷施加與修改施加與修改一、約束的施加與修改一、約束的施加與修改二、載荷的施加與修改二、載荷的施加與修改1.1、約束的概述和分類、約束的概述和分類 adams/view可以處理以下可以處理以下4種類型的約束：種類型的約束： 1) 常用運(yùn)動副約束常用運(yùn)動副約束 2) 指定約束方向，即：限制某個運(yùn)動方向指定約束方向，即：限制某個運(yùn)動方向 3) 接觸約束，定義兩構(gòu)件在運(yùn)動中發(fā)生接觸時，接觸約束，定義兩構(gòu)件在運(yùn)動中發(fā)生接觸時，是怎樣相互約束的。是怎樣相互約束的。 4) 約束運(yùn)動。約束運(yùn)動。1.2、約束工具、約束工具 有兩種啟動約束工具的方法：有兩種啟動約束工具的

2、方法： 一種是在一種是在主工具箱主工具箱中，選擇連接工具集中，選擇連接工具集圖標(biāo)或運(yùn)動工具集圖標(biāo)，然后選擇約束圖標(biāo)或運(yùn)動工具集圖標(biāo)，然后選擇約束工具。工具。 另一種方法是在另一種方法是在build菜單中選擇菜單中選擇joints項，可顯示連接對話框。項，可顯示連接對話框。 常用約束工具常用約束工具接觸約束工具接觸約束工具運(yùn)動約束工具運(yùn)動約束工具凸輪約束工具凸輪約束工具狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)設(shè)置設(shè)置約束與運(yùn)動工具集約束與運(yùn)動工具集1.3、常用運(yùn)動副、常用運(yùn)動副 adamsview提供了提供了l 2種種常用的運(yùn)動副工具。常用的運(yùn)動副工具。通過這些運(yùn)動副，可以將兩個構(gòu)件連接起來。通過這些運(yùn)動副，可以將兩個

3、構(gòu)件連接起來。被連接的構(gòu)件可以是剛體構(gòu)件、柔性構(gòu)件或被連接的構(gòu)件可以是剛體構(gòu)件、柔性構(gòu)件或者是點(diǎn)質(zhì)量。又分為者是點(diǎn)質(zhì)量。又分為簡單運(yùn)動副和復(fù)雜運(yùn)動簡單運(yùn)動副和復(fù)雜運(yùn)動副副。簡單運(yùn)動副簡單運(yùn)動副：鉸鏈連接、移動副、轉(zhuǎn)動副等。：鉸鏈連接、移動副、轉(zhuǎn)動副等。簡單副連簡單副連接接高副高副連接連接簡單約束工具集簡單約束工具集轉(zhuǎn)動副施加過程轉(zhuǎn)動副施加過程操作工具操作工具下方狀態(tài)參數(shù)設(shè)置下方狀態(tài)參數(shù)設(shè)置一個位置一個位置兩物體、兩物體、一個位置一個位置兩物體、兩物體、兩位置兩位置指定物指定物體和位體和位置置垂直柵格垂直柵格指定方向指定方向指定方指定方向向第第一一物物體體第二第二物體物體 注意：注意： 在施加運(yùn)

4、動副的過程中，程序要求依次在施加運(yùn)動副的過程中，程序要求依次選擇被連接的構(gòu)件選擇被連接的構(gòu)件1和構(gòu)件和構(gòu)件2，adams/view設(shè)設(shè)定在兩個被連接的構(gòu)件中，是定在兩個被連接的構(gòu)件中，是構(gòu)件構(gòu)件1被連接到被連接到構(gòu)件構(gòu)件2上面上面。例如：如果要使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動副將。例如：如果要使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動副將一扇門連接到門框上，在選擇被連接的構(gòu)件時，一扇門連接到門框上，在選擇被連接的構(gòu)件時，首先應(yīng)該選擇門，然后選擇門框。首先應(yīng)該選擇門，然后選擇門框。 產(chǎn)生運(yùn)動副時，產(chǎn)生運(yùn)動副時，adams/view自動為運(yùn)動副自動為運(yùn)動副設(shè)置一個名稱，運(yùn)動副取名為設(shè)置一個名稱，運(yùn)動副取名為 “joint_”+“序號序號”，例如：

5、，例如：joint_1復(fù)雜運(yùn)動副：復(fù)雜運(yùn)動副：齒輪副、關(guān)聯(lián)副、凸輪副。齒輪副、關(guān)聯(lián)副、凸輪副。1、施加齒輪副、施加齒輪副 齒輪副由兩個齒輪，一個連接支架和兩個連接組齒輪副由兩個齒輪，一個連接支架和兩個連接組成。在兩個齒輪成。在兩個齒輪(連接件連接件)的的觸點(diǎn)觸點(diǎn)設(shè)置一個坐標(biāo)系設(shè)置一個坐標(biāo)系標(biāo)記，稱為標(biāo)記，稱為速度標(biāo)記速度標(biāo)記，兩個連接件都以速度標(biāo)記，兩個連接件都以速度標(biāo)記坐標(biāo)系為自己的定位坐標(biāo)系。坐標(biāo)系為自己的定位坐標(biāo)系。速度標(biāo)記到兩個連速度標(biāo)記到兩個連接點(diǎn)的距離決定了齒輪的傳動比，速度標(biāo)記的軸接點(diǎn)的距離決定了齒輪的傳動比，速度標(biāo)記的軸定義了齒輪嚙合點(diǎn)的速度和嚙合力的方向。定義了齒輪嚙合點(diǎn)的速

6、度和嚙合力的方向。齒輪齒輪副中的連接可以是鉸接副、棱柱副或圓柱副，用副中的連接可以是鉸接副、棱柱副或圓柱副，用戶可以選擇不同類型的連接，模擬不同的齒輪連戶可以選擇不同類型的連接，模擬不同的齒輪連接形式。接形式。兩兩個個連連接接齒輪副名稱一個標(biāo)志點(diǎn)齒輪副施加對話框齒輪副施加對話框 施加齒輪副注意如下：施加齒輪副注意如下： 1)按以上介紹的運(yùn)動副設(shè)置方法，分別設(shè)置齒按以上介紹的運(yùn)動副設(shè)置方法，分別設(shè)置齒輪副的兩個連接。在設(shè)置時，輪副的兩個連接。在設(shè)置時，應(yīng)注意首先選擇應(yīng)注意首先選擇的構(gòu)件為齒輪，其次為連接支架。的構(gòu)件為齒輪，其次為連接支架。 2)在幾何建模工具集，選擇標(biāo)記工具圖標(biāo)，在幾何建模工具集

7、，選擇標(biāo)記工具圖標(biāo)，設(shè)置速度標(biāo)記，即定義齒輪嚙合點(diǎn)。設(shè)置速度標(biāo)記，即定義齒輪嚙合點(diǎn)。 注意，速度標(biāo)記注意，速度標(biāo)記z軸的方向，應(yīng)該指向齒輪副軸的方向，應(yīng)該指向齒輪副嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向。嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向。 2、凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu) （1）凸輪機(jī)構(gòu)）凸輪機(jī)構(gòu)adams/view可以處理兩種形式可以處理兩種形式的凸輪機(jī)構(gòu)：的凸輪機(jī)構(gòu)：尖底凸輪機(jī)構(gòu)和曲底凸輪機(jī)構(gòu)。尖底凸輪機(jī)構(gòu)和曲底凸輪機(jī)構(gòu)。 在尖底凸輪機(jī)構(gòu)中，定義構(gòu)件在尖底凸輪機(jī)構(gòu)中，定義構(gòu)件1為從動輪，可為從動輪，可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時構(gòu)件以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時構(gòu)件1上的觸點(diǎn)始終沿著構(gòu)件上的觸點(diǎn)始終沿著構(gòu)件2（凸輪）的輪廓曲線運(yùn)動。尖底凸輪約束了（凸輪）的輪廓曲

8、線運(yùn)動。尖底凸輪約束了2個移動自由度。個移動自由度。 在曲底凸輪機(jī)構(gòu)中，約束條件在曲底凸輪機(jī)構(gòu)中，約束條件1（從動輪）上（從動輪）上的一條曲線始終沿著構(gòu)件的一條曲線始終沿著構(gòu)件2（凸輪）的輪廓曲線（凸輪）的輪廓曲線運(yùn)動。曲底凸輪約束了運(yùn)動。曲底凸輪約束了3個自由度。個自由度。應(yīng)用時應(yīng)該應(yīng)用時應(yīng)該注意曲底凸輪機(jī)構(gòu)中只允許有一個接觸點(diǎn)注意曲底凸輪機(jī)構(gòu)中只允許有一個接觸點(diǎn) 凸輪副施加參數(shù)設(shè)置凸輪副施加參數(shù)設(shè)置凸輪副類型凸輪副類型凸輪嚙合凸輪嚙合線類型線類型凸輪副施加對話框凸輪副施加對話框1) 使用足夠多的點(diǎn)來定義曲線。使用足夠多的點(diǎn)來定義曲線。2) 盡可能使用封閉曲線。盡可能使用封閉曲線。3) 所定

9、義的曲線應(yīng)該包括凸輪運(yùn)動的全部范圍。所定義的曲線應(yīng)該包括凸輪運(yùn)動的全部范圍。4) 避免將初始觸點(diǎn)定義在曲線的接點(diǎn)附近。避免將初始觸點(diǎn)定義在曲線的接點(diǎn)附近。5) 應(yīng)避免曲底凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個以上的觸點(diǎn)。應(yīng)避免曲底凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個以上的觸點(diǎn)。6) 可以使用一條曲線定義多個接觸約束?？梢允褂靡粭l曲線定義多個接觸約束。設(shè)置凸輪機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意以下方面：設(shè)置凸輪機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意以下方面：1.4、修改運(yùn)動副、修改運(yùn)動副 利用彈出式菜單，選擇有關(guān)運(yùn)動副，再選擇利用彈出式菜單，選擇有關(guān)運(yùn)動副，再選擇modify命令命令 1)運(yùn)動副名稱、連接的構(gòu)件運(yùn)動副名稱、連接的構(gòu)件1和構(gòu)件和構(gòu)件2、連、連接類型、仿真分析時是否顯示連

10、接力接類型、仿真分析時是否顯示連接力 2)設(shè)置初始條件。對鉸接副、棱柱副和圓設(shè)置初始條件。對鉸接副、棱柱副和圓柱副，可以設(shè)置初始條件，包括：構(gòu)件柱副，可以設(shè)置初始條件，包括：構(gòu)件1的的連接點(diǎn)相對于構(gòu)件連接點(diǎn)相對于構(gòu)件2的初始位移和初始速度的初始位移和初始速度等。等。 3)指定連接的運(yùn)動。用戶可以強(qiáng)行指定運(yùn)動副指定連接的運(yùn)動。用戶可以強(qiáng)行指定運(yùn)動副中可以活動的軸的運(yùn)動規(guī)律。例如：指定棱柱中可以活動的軸的運(yùn)動規(guī)律。例如：指定棱柱副沿副沿z軸的按一定的時間函數(shù)規(guī)律運(yùn)動。軸的按一定的時間函數(shù)規(guī)律運(yùn)動。 4)對鉸接副、棱柱副、圓柱副、萬向副和球形對鉸接副、棱柱副、圓柱副、萬向副和球形副，可以施加動態(tài)和靜

11、態(tài)摩擦力，以及預(yù)緊力。副，可以施加動態(tài)和靜態(tài)摩擦力，以及預(yù)緊力。運(yùn)動副修改對話框運(yùn)動副修改對話框運(yùn)動副運(yùn)動副名稱名稱第一連接件第一連接件第二連接件第二連接件連接形式連接形式初始參數(shù)初始參數(shù)設(shè)置設(shè)置是否是否顯示顯示連接連接力力1.5、指定約束、指定約束 adamsview提供了提供了5種常用的指定種常用的指定約束工具。用戶可以靈活運(yùn)用這些約束約束工具。用戶可以靈活運(yùn)用這些約束工具，組成不同的約束。工具，組成不同的約束。 指定約束對話框指定約束對話框1.6、 定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動 運(yùn)動的類型和定義值運(yùn)動的類型和定義值 通過定義機(jī)構(gòu)遵循一定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動，可以通過定義機(jī)構(gòu)遵循一定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)

12、動，可以約束機(jī)構(gòu)的某些自由度，另一方面也決定了是約束機(jī)構(gòu)的某些自由度，另一方面也決定了是否需要施加力來維持所定義的運(yùn)動。否需要施加力來維持所定義的運(yùn)動。 adamsview提供了以下兩種類型的運(yùn)動：提供了以下兩種類型的運(yùn)動： (1)連接運(yùn)動連接運(yùn)動 連接運(yùn)動定義鉸接副、棱柱副和圓柱副中的連接運(yùn)動定義鉸接副、棱柱副和圓柱副中的移動和轉(zhuǎn)動，每一個連接運(yùn)動約束了一個自由移動和轉(zhuǎn)動，每一個連接運(yùn)動約束了一個自由度。度。 連接運(yùn)動工具連接運(yùn)動工具移移動動運(yùn)運(yùn)動動工工具具旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動動工工具具指定移動速度操作過程指定移動速度操作過程操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置移動移動速度速度指定轉(zhuǎn)動速度操作過程指定

13、轉(zhuǎn)動速度操作過程操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動速度速度 (2)點(diǎn)運(yùn)動點(diǎn)運(yùn)動 點(diǎn)運(yùn)動定義兩點(diǎn)之間的運(yùn)動規(guī)律。定義點(diǎn)規(guī)點(diǎn)運(yùn)動定義兩點(diǎn)之間的運(yùn)動規(guī)律。定義點(diǎn)規(guī)律時，還需指明運(yùn)動的方向。點(diǎn)運(yùn)動可以應(yīng)律時，還需指明運(yùn)動的方向。點(diǎn)運(yùn)動可以應(yīng)用了任何典型的運(yùn)動副。用了任何典型的運(yùn)動副。點(diǎn)運(yùn)動工具點(diǎn)運(yùn)動工具單單項項運(yùn)運(yùn)動動復(fù)復(fù)合合運(yùn)運(yùn)動動點(diǎn)運(yùn)動操作過程點(diǎn)運(yùn)動操作過程操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置移動移動速度速度一個位置一個位置兩物體、兩物體、一個位置一個位置兩物體、兩物體、兩位置兩位置指定物體指定物體和位置和位置垂直柵格垂直柵格指定方向指定方向指定方指定方向向指定類指定類型型指定移動或指定移動或轉(zhuǎn)

14、動轉(zhuǎn)動一般點(diǎn)運(yùn)動操作過程一般點(diǎn)運(yùn)動操作過程操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置一個位置一個位置兩物體、兩物體、一個位置一個位置兩物體、兩物體、兩位置兩位置垂直柵格垂直柵格指定方向指定方向指定物體指定物體和位置和位置指定方指定方向向其大小設(shè)置在其大小設(shè)置在隨后出現(xiàn)的對隨后出現(xiàn)的對話框中，方向話框中，方向在操作中指定。在操作中指定。一般點(diǎn)參數(shù)設(shè)置對話框一般點(diǎn)參數(shù)設(shè)置對話框運(yùn)動運(yùn)動名稱名稱移動移動點(diǎn)點(diǎn)參考參考點(diǎn)點(diǎn)參數(shù)參數(shù)設(shè)置設(shè)置 運(yùn)動可以是與時間有關(guān)的位移、速度和加速運(yùn)動可以是與時間有關(guān)的位移、速度和加速度。在默認(rèn)狀態(tài)下，運(yùn)動的速度定義為常數(shù)。度。在默認(rèn)狀態(tài)下，運(yùn)動的速度定義為常數(shù)。用戶可以自定義運(yùn)動值

15、用戶可以自定義運(yùn)動值 運(yùn)動修改對話框運(yùn)動修改對話框運(yùn)動名稱連接類型連接類型連接名稱連接名稱運(yùn)動方運(yùn)動方式式運(yùn)動參數(shù)設(shè)置公式編輯器公式編輯器公式編輯器對話框公式編輯器對話框公式輸入窗公式輸入窗口口編輯公式編輯公式實例：實例：step(time，t0，v0, t1，v1)運(yùn)動速度大小為階梯變化時運(yùn)動速度大小為階梯變化時初初試試時時間間初初試試速速度度結(jié)結(jié)束束時時間間結(jié)結(jié)束束時時間間正確地約束機(jī)構(gòu)的若干技巧：正確地約束機(jī)構(gòu)的若干技巧：n1)在樣機(jī)建模時，應(yīng)該逐步地對構(gòu)件施加各種在樣機(jī)建模時，應(yīng)該逐步地對構(gòu)件施加各種約束，并且經(jīng)常對施加的約束進(jìn)行試驗，檢查約束，并且經(jīng)常對施加的約束進(jìn)行試驗，檢查是否有

16、約束錯誤，通過這種方法可以比較容易是否有約束錯誤，通過這種方法可以比較容易地發(fā)現(xiàn)約束錯誤。地發(fā)現(xiàn)約束錯誤。n2)在設(shè)置運(yùn)動約束時要注意選擇對象的順序，在設(shè)置運(yùn)動約束時要注意選擇對象的順序，正確的選擇對象。正確的選擇對象。adamsview設(shè)定在兩個被設(shè)定在兩個被連接的構(gòu)件中，構(gòu)件連接的構(gòu)件中，構(gòu)件1被連接到構(gòu)件被連接到構(gòu)件2上面上面3)應(yīng)該注意約束的方向是否正確。錯誤的約束應(yīng)該注意約束的方向是否正確。錯誤的約束方向，可以導(dǎo)致某些自由度沒有被約束，或者方向，可以導(dǎo)致某些自由度沒有被約束，或者約束了不應(yīng)該約束的方向。約束了不應(yīng)該約束的方向。4)注意檢查約束類型是否正確。注意檢查約束類型是否正確。5

17、)盡量使用一個運(yùn)動副來完成所需的約束，如盡量使用一個運(yùn)動副來完成所需的約束，如果用多個運(yùn)動副來約束兩個構(gòu)件，每個運(yùn)動副果用多個運(yùn)動副來約束兩個構(gòu)件，每個運(yùn)動副實現(xiàn)的自由度約束有可能會重復(fù)，這樣會導(dǎo)致實現(xiàn)的自由度約束有可能會重復(fù)，這樣會導(dǎo)致無法預(yù)料的結(jié)果。無法預(yù)料的結(jié)果。6)定期地檢查樣機(jī)系統(tǒng)的自由度。在定期地檢查樣機(jī)系統(tǒng)的自由度。在tools菜單，菜單，選擇選擇model verify命令，可以顯示當(dāng)前樣機(jī)系統(tǒng)命令，可以顯示當(dāng)前樣機(jī)系統(tǒng)自由度的信息。自由度的信息。7)在沒有作用力的狀態(tài)下，通過運(yùn)行系統(tǒng)的在沒有作用力的狀態(tài)下，通過運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析來檢驗樣機(jī)。運(yùn)動學(xué)分析來檢驗樣機(jī)。二、系統(tǒng)載荷

18、的概述和分類adams提供四種載荷：作用力、柔性力特殊力和解觸力adams施加載荷很重要，是正確進(jìn)行系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)施加載荷是要明確力作用的零件和作用點(diǎn)的位置、大小和方向載荷分為衡載（大小、方向不變），變載荷（大小或方向變化或同時改變）。力、力矩工具力、力矩工具柔性力與特柔性力與特殊力殊力狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)設(shè)置設(shè)置載荷工具集載荷工具集2.1、簡單載荷的施加和修改工具集工具集單單項項力力單項單項力矩力矩組組合合力力組組合合力力矩矩組合組合力、力、力矩力矩單向力、單項力矩、組合力、組合力矩單向力、單項力矩、組合力、組合力矩單項力的施加單項力的施加操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置空間固定空間固定物體固定物體固定指定指定方向方向與柵格與柵格垂直垂直大小大小設(shè)置：設(shè)置：常量常量變量變量組合力的施加組合力的施加操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置一個位置一個位置兩物體、兩物體、一個位置一個位置兩物體、兩物體、兩位置兩位置指定物體指定物體和位置和位置垂直柵格垂直柵格指定方向指定方向指定方指定方向向設(shè)定大小設(shè)定大小給定方式給定方式2.2、柔性載荷的施加和修改工具集工具集無無質(zhì)質(zhì)量量梁梁力力拉拉壓壓彈彈簧簧扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彈彈簧簧模模態(tài)態(tài)力力力力場場重重力力無無質(zhì)質(zhì)量量梁梁力力輪輪胎胎力力接接觸觸力力彈簧力的施加彈簧力的施加操作工具操作工具參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置參參數(shù)數(shù)設(shè)設(shè)置置場力的