ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設計

1、ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設計參數(shù)化的四種方法參數(shù)化點坐標使用設計變量參數(shù)化運動方式使用參數(shù)表達式（1）參數(shù)化點坐標 在建模過程中，點坐標用于幾何形體、約束點位置和驅動的位置。點坐標參數(shù)化時，修改點坐標值，與參數(shù)化點相關聯(lián)的對象都得以自動修改。 （2）使用設計變量 通過使用設計變量，可以方便的修改模型中的已被設置為設計變量的對象。例如，我們可以將連桿的長度或彈簧的剛度設置為設計變量。當設計變量的參數(shù)值發(fā)生改變時，與設計變量相關聯(lián)的對象的屬性也得到更新。 （3）參數(shù)化運動方式 通過參數(shù)化運動方式，可以方便的指定模型的運動方式和軌跡。 （4）使用參數(shù)表達式 使用參數(shù)表達式是模型參數(shù)化的最基本的一種

2、參數(shù)化途徑。當以上三種方法不能表達對象間的復雜關系時，可以通過參數(shù)表達式來進行參數(shù)化。參數(shù)化建模應用實例以參數(shù)化點坐標的方式進行參數(shù)化建模North American Aviation, Inc. 的Earl V. Holman發(fā)明的一個掛鎖模型，它能夠將運輸集裝箱的兩部分夾緊在一起。該掛鎖共有十二個，在Apollo登月計劃中，它們被用來夾緊登月倉和指揮服務倉。例:設計要求：能產生至少800N的夾緊力。手動夾緊，用力不大于80N。手動松開時做功最少。必須在給定的空間內工作。有震動時，仍能保持可靠夾緊。模型建立1、啟動ADAMS/View（1）打開ADAMS/View，歡迎對話框中選擇Creat

3、e a new model項，輸入文件名Latch，選擇OK按鈕，如圖所示 。（2）設置單位。在Setting菜單，選擇Units命令，顯示單位設置對話框，在L ength欄，選擇centimeter，選擇OK。（3）設置工作柵格。在Setting菜單，選擇Working Grid命令，顯示工作柵格設置對話框，設置：size=25，spacing=1，如圖2所示，選擇OK按鈕，設置好工作柵格。 （4)設置圖標。在在Setting菜單，選擇Icons命令，顯示圖標設置對話框，在New Size欄，輸入2.(5)在File菜單選擇Select Directory命令，設置ADAMS默認存盤目錄。2

4、.建立夾緊機構模型（1）創(chuàng)建參數(shù)點。在工具箱幾何建模工具集，選擇Point工具使用默認設置，如圖所示。根據表的坐標值，產生A、B、C、D、E、F6個設計點，如圖所示。 設計點 變量名 x坐標 y坐標 z坐標APOINT_1000BPOINT_2330CPOINT_3280DPOINT_4-10220EPOINT_5-1100FPOINT_6-650(2)創(chuàng)建搖臂（pivot）。在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ，在參數(shù)設置欄 設 置 T h i c k n e s s = 1 ，R a d i u s = 1 。 依 次 選 取POINT_1、POINT_2及POINT_3、POINT_1四點

5、，按右鍵創(chuàng)建搖臂鼠標右鍵，選擇part：PART_2，再選擇Rename，輸入新名.Latch.pivot(3)創(chuàng)建手柄(handle)在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,依次選取POINT_3、POINT_4創(chuàng)建手柄。鼠標右鍵，選擇part：PART_3，再選擇Rename，輸入新名.Latch.handle。(4)創(chuàng)建鎖鉤（hook）在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,在Length中輸入1，根據下表給出的坐標值，依次選取各點(若是點不好選可按住ctrl)，鼠標右鍵完成創(chuàng)建滑鉤，如圖所示。點坐標x坐標y坐標z坐標153023503-6604-14605-15506-15307-14108-

6、12109-123010-53011420鼠標右鍵，選擇part：PART_4，再選擇Rename，輸入新名.Latch.hook。(5)創(chuàng)建滑桿（slider）在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,依次選取POINT_5、POINT_6創(chuàng)建滑桿鼠標右鍵，選擇part：PA R T _ 5 ， 再 選 擇R e n a m e ， 輸 入 新名.Latch.slider(6)創(chuàng)建夾緊固定支架在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,由New Part改為On Ground，依次選?。?2,1,0,）、（-18,0,0）創(chuàng)建固定支架，如圖所示。鼠標右鍵，選擇Block：BOX_11，再選擇Rename，

7、輸入新名.Latch.ground.block。(7)創(chuàng)建運動副在A點處將搖臂與基礎框架連接。在主工具箱的連接工 具 集 ， 選 擇 鉸 鏈 ， 在 參 數(shù) 設 置 欄 選擇， , 和 選取Point_1點。添加滑鉤與搖臂鉸鏈副。在主工具箱的連接工具集，選擇鉸鏈副，在參數(shù)設置欄選擇依次選擇搖臂（pivot）、滑鉤（hook）及Point_2點，完成設置。添加手柄與搖臂鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇搖臂（pivot）、手柄（handle）及Point_3。添加滑桿與手柄鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇滑桿（slider）、手柄（handle）及Point_5。添加滑桿與滑鉤鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇滑桿（sli

8、der）、滑鉤（hook）及Point_6。（8）添加點面約束副（低副）局部放大滑鉤，在Build菜單選擇Joint，顯示連接對話框，如圖9所示。選擇工具 ，在參數(shù)欄設置 ， 。 依次選取固定支架（ground.block）、滑鉤（hook）、點（-12,1,0），豎直向上拖動鼠標，按下左鍵。（9）創(chuàng)建彈簧選取點（-14,1,0）處滑鉤頂點，注意應選取鉤上的頂點上（hook.Extrusion_9.v16），而不是坐標點上，再選?。?23,1,0）在主工具箱施加力工具集選擇拉壓彈簧阻尼器工具 。 輸入K=800，C=0.5。（10）創(chuàng)建手柄力及Constant，選擇Force，輸入80。依次選

9、取手柄（handle）、手柄末端點（handle.Marker_5）在主工具箱施加力工具集選擇單作用力工具 ，設置Space Fixed ，Pick Feature（11）模型驗證在主工具箱的Tools選擇Model verify對模型正確性進行驗證。驗證信息如下：（12）保存模型完成創(chuàng)建，保存數(shù)據庫。完成建模后的夾緊機構模型，在File菜單，選擇Save Database As 命令，輸入文件名：Latch.bin選擇OK按鈕，保存數(shù)據。（13）仿真觀看觀看當前模型的運動情況在主工具箱，選擇仿真工具 ，取End Time=1.0，Step=1000，開始仿真分析。二.運動仿真分析1.測試模型

10、(1)設置彈簧力的測量在彈簧處鼠標右鍵，在彈出菜單中選中選擇Spring：Spring_1，再選擇Measure，顯示施加測量對話框，將Characteristic選項設置成Force，如圖所示。選擇OK按鈕，顯示彈簧力測量窗口。(2)角度測量在 菜單下選擇 ，顯示產生角度測量對話框,選擇advanced。在Measure Name欄，將測量名稱改為overcenter_angle。在Fist Marker欄，按鼠標右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Point_6處的任意一個標記（Marker）。在Middle Marker欄，按鼠標右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Poi

11、nt_7處的任意一個標記（Marker）。在Last Marker欄，按鼠標右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Point_3處的任意一個標記（Marker）。設置完成如圖所示。選擇OK按鈕，顯示角度測量窗口。(3)樣機仿真分析在主工具箱，選擇仿真工具 ，取End Time=1.0，Step=1000，開始仿真分析。測量仿真結果，得到如下結果角度測量曲線圖角度測量曲線圖彈簧力測量曲線圖彈簧力測量曲線圖（4）創(chuàng)建角度傳感器在 菜單選擇 ， ，顯示創(chuàng)建傳感器對話框，如圖所示。在對話框中設置或選擇，按照下圖設置。選擇OK按鈕，完成創(chuàng)建傳感器。（5）再一次仿真夾緊系統(tǒng)在80N恒力作用下，由于傳

12、感器的作用，使得手柄到達角度（overcenter_angle）等于0時停止仿真分析。角度角度 隨時間的變化曲線隨時間的變化曲線彈簧力隨時間的變化曲線彈簧力隨時間的變化曲線九樣機模型參數(shù)化(1)創(chuàng)建設計變量 在機構中,除了手柄末端標記點POINT_4以外,其余5個標記點的位置可能影響夾緊力的大小.因此將這些標記點的X、Y坐標作為設計變量。 右擊POINT_1點，激活浮動對話框，選擇Point：POINT_1、Modify，彈出標記點表格編輯器。 點擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據0.0，該數(shù)據在上方的輸入框中出現(xiàn)，右擊該框，彈出浮動菜單，依次選擇 在輸入框和表格中出現(xiàn)(.MODEL_1.

13、DV_1)，用同樣的方法創(chuàng)建其它9個設計變量，(.MODEL_1.DV_2)(.MODEL_1.DV_10)(2)重新設置設計變量可以查看設計變量的標準值和限制范圍,默認值為10%,當標準值為0時,絕對變化范圍為1.用戶可根據需要修改限制范圍.查看時,點擊表編輯對話框組下方的命令Variables十樣機模型研究十樣機模型研究在Design Exploration下的Design Evaluation選擇Design Evaluation Tools彈出參數(shù)化分析工具對話框。 Simulation Script:.MODEL_1.Last_Sim(最后一次仿真)參數(shù)選擇:Measure,設計變量

14、及其它設置等后按Start.試驗報表和試驗曲線結果見圖從設計研究報表中可以得到最大夾緊力為-915.13N，DV1，初始值(DV1=0)的敏感度為-88.644N/cm.用相同的方法對其它設計變量進行研究，計算結果如下：整理設計報表中的數(shù)據，可得到下表中的結果設計變量設計變量設計點設計點坐標坐標初始值初始值初始值敏初始值敏感度感度優(yōu)化顯著優(yōu)化顯著值值最大夾緊力最大夾緊力DV_1POINT_1X-97.506-.43DV_2POINT_1-337.53-0.5-1056DV_3POINT_2147.92.7-875.67DV_4POINT_2-453.553.3-965.65DV_5POINT_3-20.7922.2-836.23DV_6POINT_3-393.88