ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真中應(yīng)用案例

1、ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 第五講第五講 ADAMS軟件在工程機(jī)械 系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 一、一、ADAMS應(yīng)用總述應(yīng)用總述 二、綜合實(shí)例二、綜合實(shí)例 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 點(diǎn)在參考坐標(biāo)系中位置表示及點(diǎn)在參考坐標(biāo)系中位置表示及位移、速度、加速位移、速度、加速 度表示度表示 0 rrAs 0 rrA s 0 rrA s 剛體運(yùn)動(dòng)方程剛體運(yùn)動(dòng)方程 . TT rmrFJJn0 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 * *利用利用Adams軟件建模工具軟件建模工具 直接建立樣機(jī)模型直接建立樣機(jī)模型 * *利用其

2、它軟件建立模型利用其它軟件建立模型 后輸入后輸入Adams軟件軟件 利用利用adams仿真軟件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真過(guò)程：仿真軟件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真過(guò)程： 建模建模 系統(tǒng)幾何建模系統(tǒng)幾何建模 施加約束和運(yùn)動(dòng)施加約束和運(yùn)動(dòng) 施加載荷施加載荷 測(cè)量調(diào)試測(cè)量調(diào)試仿真與仿真再現(xiàn)仿真與仿真再現(xiàn)仿真后處理仿真后處理 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 點(diǎn)線繪制點(diǎn)線繪制 實(shí)體繪實(shí)體繪 制制 布爾操作布爾操作 特征修飾特征修飾 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 Adams 建建 模模 工工 具具 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 約束工具約束工具 虛約束工具虛約束工具 運(yùn)動(dòng)工具運(yùn)動(dòng)工具 約束工具約束工具 狀

3、態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù) 設(shè)置設(shè)置 約束與運(yùn)動(dòng)工具集約束與運(yùn)動(dòng)工具集 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 力、力矩工具力、力矩工具 柔性力柔性力 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 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 仿真工具集仿真工具集 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 總工具集總工具集 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 后處理程序窗口后處理程序窗口 菜單欄菜單欄 工具條工具條 對(duì)象對(duì)象 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 關(guān)系關(guān)系 欄欄 狀態(tài)狀態(tài) 欄欄 控制面控制面 板區(qū)板區(qū) 特性特性 編輯編輯 區(qū)區(qū) 后處理的繪圖后處理的繪圖 區(qū)區(qū) 頁(yè)面操頁(yè)面操 作區(qū)作區(qū) ADAMS

4、軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 利用輸入文件的形式建立模型利用輸入文件的形式建立模型 步驟：步驟： 1）在）在solid-edge、solid-working、p-re、 UG等三維造型軟件中，繪制三維裝配圖形；等三維造型軟件中，繪制三維裝配圖形； 注意：機(jī)器包含許多零部件，為簡(jiǎn)化仿真模型，注意：機(jī)器包含許多零部件，為簡(jiǎn)化仿真模型， 可以在建立三維圖形時(shí)，將鏈接螺栓等非傳動(dòng)可以在建立三維圖形時(shí)，將鏈接螺栓等非傳動(dòng) 件忽略，將其質(zhì)量添加到相連的傳動(dòng)件上，切件忽略，將其質(zhì)量添加到相連的傳動(dòng)件上，切 記：在記：在CAD軟件中繪制完三維裝配圖后，將文軟件中繪制完三維裝配圖后，將文 件保存為件保存為

5、.igs、或、或.x_t為后綴的格式退出。為后綴的格式退出。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 2）將三維）將三維CAD圖形文件調(diào)入圖形文件調(diào)入ADAMS軟件軟件 打開(kāi)ADAMS軟件，進(jìn)入ADAMS界面，進(jìn) 行以下操作： 在在File菜單，選擇菜單，選擇Import命令，命令， 顯示文件輸入對(duì)話框。顯示文件輸入對(duì)話框。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 輸入文件編輸入文件編 輯對(duì)話框輯對(duì)話框 文文 件件 格格 式式 要輸入的文件要輸入的文件 輸入后輸入后adams文件名文件名 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 在欄，選擇輸入的在欄，選擇輸入的CAD文件格式，

6、后文件格式，后 綴為綴為.x_t格式，顯示輸入的格式，顯示輸入的CAD文件對(duì)文件對(duì) 話框；話框； 在在 Read右邊的空框內(nèi)輸入文件名，右邊的空框內(nèi)輸入文件名， 方法為：鼠標(biāo)放在空框內(nèi)，點(diǎn)擊右鍵，方法為：鼠標(biāo)放在空框內(nèi)，點(diǎn)擊右鍵， 選擇選擇browse，打開(kāi)文件瀏覽對(duì)話框，找，打開(kāi)文件瀏覽對(duì)話框，找 到已保存的后綴為到已保存的后綴為.x_t的文件，雙擊即可。的文件，雙擊即可。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 在在model Name 欄，輸入欄，輸入ADAMS數(shù)據(jù)庫(kù)名數(shù)據(jù)庫(kù)名 選擇選擇OK按鈕，即可將按鈕，即可將CAD文件調(diào)入文件調(diào)入ADAMS 軟件中。軟件中。 3) 點(diǎn)擊放大縮

7、小圖標(biāo)，將鼠標(biāo)放在繪圖視點(diǎn)擊放大縮小圖標(biāo)，將鼠標(biāo)放在繪圖視 窗內(nèi)，按下左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示調(diào)入的窗內(nèi)，按下左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示調(diào)入的 圖形圖形 4) 修改各零部件的物理特性：視圖在由修改各零部件的物理特性：視圖在由CAD軟軟 件調(diào)入件調(diào)入ADAMS軟件后，其各部件的物理特性軟件后，其各部件的物理特性 丟失，只保留了幾何特性，所以，為進(jìn)行系統(tǒng)丟失，只保留了幾何特性，所以，為進(jìn)行系統(tǒng) 仿真，需要對(duì)每一個(gè)零部件添加材料特性，方仿真，需要對(duì)每一個(gè)零部件添加材料特性，方 法如下：法如下： ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 將鼠標(biāo)放在要修改的零部件上，點(diǎn)擊將鼠標(biāo)放在要修改的零部件上，點(diǎn)擊 右鍵

8、，依次選擇：浮動(dòng)菜單的第一項(xiàng)右鍵，依次選擇：浮動(dòng)菜單的第一項(xiàng) partmodify，打開(kāi)修改對(duì)話框；，打開(kāi)修改對(duì)話框； 特性參數(shù)特性參數(shù) 修改對(duì)話修改對(duì)話 框框 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 在在category欄選擇欄選擇mass properties； 在在define mass by欄選擇欄選擇geometry and material type；在；在material type 欄，輸入零件的材料欄，輸入零件的材料 點(diǎn)擊修改對(duì)話框下角的點(diǎn)擊修改對(duì)話框下角的show calculated inertia，計(jì)算零件的質(zhì)，計(jì)算零件的質(zhì) 量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)；量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)；

9、 Ok退出，即完成零件的物性修改，退出，即完成零件的物性修改， 其它零件類推。其它零件類推。 5）模型建立導(dǎo)入完畢。）模型建立導(dǎo)入完畢。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 實(shí)例一、汽車坐墊的振動(dòng)與理論計(jì)算與仿真分析實(shí)例一、汽車坐墊的振動(dòng)與理論計(jì)算與仿真分析 樣機(jī)簡(jiǎn)易模型樣機(jī)簡(jiǎn)易模型 座椅座椅 汽車底盤汽車底盤 座椅底盤間座椅底盤間 的彈簧的彈簧 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 設(shè)該汽車在崎嶇不平的道路上行進(jìn)，底盤有設(shè)該汽車在崎嶇不平的道路上行進(jìn)，底盤有 一上下以一上下以Vy=100cos（t）運(yùn)動(dòng)。試分析座位在）運(yùn)動(dòng)。試分析座位在 有無(wú)彈簧時(shí)的上下顛覆情況。有無(wú)彈簧時(shí)

10、的上下顛覆情況。 分析結(jié)果：分析結(jié)果： 有彈簧有彈簧 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 無(wú)彈簧時(shí)無(wú)彈簧時(shí) 分析模型分析模型 座位上下運(yùn)動(dòng)曲線座位上下運(yùn)動(dòng)曲線 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 理論計(jì)算簡(jiǎn)介理論計(jì)算簡(jiǎn)介 對(duì)于座位體，質(zhì)量為對(duì)于座位體，質(zhì)量為M，整體力平衡式可寫為：，整體力平衡式可寫為： 0FMGKXXCXM 解上述方程即可得到座位的運(yùn)動(dòng)，并加以繪解上述方程即可得到座位的運(yùn)動(dòng)，并加以繪 制曲線。制曲線。 ADAMS軟件分析過(guò)程簡(jiǎn)介軟件分析過(guò)程簡(jiǎn)介 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 建立模型樣機(jī)建立模型樣機(jī) 第一步：可簡(jiǎn)化建立樣機(jī)，座位為一長(zhǎng)第一步

11、：可簡(jiǎn)化建立樣機(jī)，座位為一長(zhǎng) 方體，底盤也簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)方體。注意：簡(jiǎn)化方體，底盤也簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)方體。注意：簡(jiǎn)化 時(shí)要保證質(zhì)心位置不變、質(zhì)量不變。時(shí)要保證質(zhì)心位置不變、質(zhì)量不變。 第二步：施加約束和載荷。座位與底盤都第二步：施加約束和載荷。座位與底盤都 進(jìn)行上下移動(dòng)，所以施加移動(dòng)副，座位與底盤進(jìn)行上下移動(dòng)，所以施加移動(dòng)副，座位與底盤 之間，在有彈簧時(shí)，施加彈簧載荷；無(wú)彈簧時(shí)，之間，在有彈簧時(shí)，施加彈簧載荷；無(wú)彈簧時(shí)， 采用直接接觸，施加接觸載荷。注意彈簧和接采用直接接觸，施加接觸載荷。注意彈簧和接 觸的剛度系數(shù)與阻尼系數(shù)的確定。觸的剛度系數(shù)與阻尼系數(shù)的確定。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用

12、案例 第三步：檢驗(yàn)樣機(jī)模型。利用檢驗(yàn)樣機(jī)工第三步：檢驗(yàn)樣機(jī)模型。利用檢驗(yàn)樣機(jī)工 具，顯示樣機(jī)內(nèi)所有信息，觀察零件、約束、具，顯示樣機(jī)內(nèi)所有信息，觀察零件、約束、 載荷及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的正確與否。載荷及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的正確與否。 第四步：測(cè)量與仿真。對(duì)作為上下運(yùn)動(dòng)第四步：測(cè)量與仿真。對(duì)作為上下運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行測(cè)量，即測(cè)量座位運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行測(cè)量，即測(cè)量座位運(yùn)動(dòng)的Y向分量。然向分量。然 后，利用仿真工具對(duì)樣機(jī)仿真，得到座位后，利用仿真工具對(duì)樣機(jī)仿真，得到座位Y 向運(yùn)動(dòng)曲線。向運(yùn)動(dòng)曲線。 結(jié)論：有彈簧時(shí)作為隨底盤運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)論：有彈簧時(shí)作為隨底盤運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)， 去掉彈簧，座位顛覆很大。去掉彈簧，座位顛覆很大。 ADAMS軟件在

13、工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 實(shí)例二、利用實(shí)例二、利用DAMS直接建模對(duì)起重機(jī)械直接建模對(duì)起重機(jī)械 的仿真與分析的仿真與分析 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 分析過(guò)程簡(jiǎn)介分析過(guò)程簡(jiǎn)介 1、啟動(dòng)、啟動(dòng)ADAMS ，對(duì)建模進(jìn)行設(shè)置，以方便模，對(duì)建模進(jìn)行設(shè)置，以方便模 型建立：主要包括：柵格間距和范圍、圖標(biāo)、坐型建立：主要包括：柵格間距和范圍、圖標(biāo)、坐 標(biāo)窗口處于打開(kāi)狀態(tài)、重力加速度設(shè)置、單位設(shè)標(biāo)窗口處于打開(kāi)狀態(tài)、重力加速度設(shè)置、單位設(shè) 置等。置等。 2、繪制樣機(jī)內(nèi)各部件。注意各部件的位置、方、繪制樣機(jī)內(nèi)各部件。注意各部件的位置、方 向和大小。小竅門：為快速建模，可先不管零件向和大小。

14、小竅門：為快速建模，可先不管零件 的大小、方向、位置，大體輸入，然后利用修改的大小、方向、位置，大體輸入，然后利用修改 完成，速度更快。完成，速度更快。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 底座底座 支座支座 調(diào)整位調(diào)整位 置后的置后的 三維顯三維顯 示示 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 增加懸增加懸 臂后臂后 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 增加增加 動(dòng)臂動(dòng)臂 動(dòng)臂動(dòng)臂 調(diào)整調(diào)整 位置位置 后后 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 繪制繪制 鏟斗鏟斗 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 鏟斗鏟斗 原始原始 長(zhǎng)方長(zhǎng)方 體完體完 成后，成

15、后， 起重起重 機(jī)三機(jī)三 維效維效 果圖果圖 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 利用利用 倒角倒角 改變改變 鏟斗鏟斗 形狀形狀 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 3、根據(jù)各部件的連接運(yùn)動(dòng)關(guān)系，施加約束、根據(jù)各部件的連接運(yùn)動(dòng)關(guān)系，施加約束 和運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng) ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 起重機(jī)仿真效果示意圖起重機(jī)仿真效果示意圖 4、仿、仿 真與真與 測(cè)量測(cè)量 或后或后 處理處理 分析分析 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 實(shí)例三、利用實(shí)例三、利用ADAMS與其它與其它CAD軟件的轉(zhuǎn)軟件的轉(zhuǎn) 換對(duì)裝載機(jī)工作裝置仿真與分析換對(duì)裝載機(jī)工作裝置仿真與分析

16、 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 分析過(guò)程簡(jiǎn)介分析過(guò)程簡(jiǎn)介 第一步：在其它第一步：在其它CAD軟件（如：軟件（如：pr_e、solid- edge、solid-working 、UG等）中，建立裝載等）中，建立裝載 機(jī)工裝裝置三維模型，并機(jī)工裝裝置三維模型，并另存為另存為.x_t格式格式，退出，退出 CAD軟件。注意：保存文件夾不能有漢字存在。軟件。注意：保存文件夾不能有漢字存在。 第二步：?jiǎn)?dòng)第二步：?jiǎn)?dòng)ADAMS軟件，進(jìn)入工作繪圖區(qū)，軟件，進(jìn)入工作繪圖區(qū)， 進(jìn)行以下操作：點(diǎn)擊下拉菜單進(jìn)行以下操作：點(diǎn)擊下拉菜單file下的下的import按按 鈕，打開(kāi)文件輸入對(duì)話框。鈕，打開(kāi)文

17、件輸入對(duì)話框。 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 CAD文件輸入對(duì)話框文件輸入對(duì)話框 輸入文輸入文 件格式件格式 輸入輸入 文件文件 地址地址 和文和文 件名件名 ADA MS文文 件類件類 型型 輸入輸入 后文后文 件名件名 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 第三步：點(diǎn)擊放大縮小圖標(biāo)，將鼠標(biāo)放在繪圖視第三步：點(diǎn)擊放大縮小圖標(biāo)，將鼠標(biāo)放在繪圖視 窗內(nèi)，按下左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示調(diào)入的圖形。窗內(nèi)，按下左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示調(diào)入的圖形。 第四步：修改個(gè)零部件的物理特性。視圖在由第四步：修改個(gè)零部件的物理特性。視圖在由 CAD軟件調(diào)入軟件調(diào)入ADAMS軟件后，其各部件的物理軟件后

18、，其各部件的物理 特性丟失，只保留了幾何特性，所以，為進(jìn)行特性丟失，只保留了幾何特性，所以，為進(jìn)行 系統(tǒng)仿真，需要對(duì)每一個(gè)零部件添加材料特性，系統(tǒng)仿真，需要對(duì)每一個(gè)零部件添加材料特性， 步驟如下：步驟如下： ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 將鼠標(biāo)放在要修改的零部件上，點(diǎn)擊右鍵，將鼠標(biāo)放在要修改的零部件上，點(diǎn)擊右鍵， 依次選擇：浮動(dòng)菜單的第一項(xiàng)依次選擇：浮動(dòng)菜單的第一項(xiàng)partmodify， 打開(kāi)修改對(duì)話框；打開(kāi)修改對(duì)話框； 此處選擇此處選擇 質(zhì)量特征質(zhì)量特征 此處選此處選 擇幾何擇幾何 和材料和材料 類型類型 此處輸此處輸 入材料入材料 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案

19、例 第五步：修改各零部件的顏色等特征。第五步：修改各零部件的顏色等特征。 方法是將鼠標(biāo)放在要修改的零件上，點(diǎn)擊右鍵，方法是將鼠標(biāo)放在要修改的零件上，點(diǎn)擊右鍵， 打開(kāi)浮動(dòng)菜單，單擊下一級(jí)菜單中的打開(kāi)浮動(dòng)菜單，單擊下一級(jí)菜單中的 appearance顯示，打開(kāi)修改對(duì)話框。顯示，打開(kāi)修改對(duì)話框。 依次方法，修改裝載機(jī)工作裝置中各零部件依次方法，修改裝載機(jī)工作裝置中各零部件 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 此處修改零此處修改零 件顏色信息件顏色信息 ADAMS軟件在工程機(jī)械系統(tǒng)仿真 中應(yīng)用案例 第六步：仿真檢驗(yàn)修改后的樣機(jī)，在確定無(wú)誤后，第六步：仿真檢驗(yàn)修改后的樣機(jī)，在確定無(wú)誤后， 開(kāi)始施加連接約束。注意：因?yàn)檠b載機(jī)工作裝置開(kāi)始施加連接約束。注意：因?yàn)檠b載機(jī)工作裝置 為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為保證正常運(yùn)動(dòng)，類似連接回轉(zhuǎn)方為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為保證正常運(yùn)動(dòng)，類似連接回轉(zhuǎn)方 向應(yīng)同軸。如兩個(gè)動(dòng)臂如鏟斗連接的回轉(zhuǎn)副應(yīng)同向應(yīng)同軸。如兩個(gè)動(dòng)臂如鏟斗連接的回轉(zhuǎn)副應(yīng)同 軸。軸。 小竅門：因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，施加約束時(shí)很難做到同小竅門：因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，施加約束時(shí)很難做到同 軸，可采用兩種方法：一是先大體平行施加，然軸，可采