2013ADAMS弹簧挂锁设计

2013ADAMS弹簧挂锁设计计算机仿真技术报告1.ADAMSADAMS，机械系统动力学自动分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)，该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)开发的虚拟样机分析软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。1.1弹簧挂锁设计问题首先根据物理样机模型如图1所示，运用Adams软件建造虚拟模型图2，并且满足设计要求：能产生至少800N的夹紧力；手动夹紧，用力不大于80N；手动松开时做功最少；必须在给定的空间内工作；有震动时，仍能保持可靠夹紧。计算机仿真技术报告1.2利用adams软件解决弹簧挂锁的问题1.2.1adams软件应用的基本设置（1）启动adams2013并建立一个新的数据文件(2)设置工作环境。在Setting菜单中选择Units，将长度单位设置为厘米（cm）(3)在Setting菜单中选择WorkingGrid,则工作栅格设置对话框就会弹出。将工作栅格尺寸设置为25，格距为1。计算机仿真技术报告（4）在Setting菜单中选择Icons,弹出Icons设置对话框，将ModelIcons的所有缺省尺寸改为2。（5）创建设计点。在中选择建立四个点。计算机仿真技术报告1.2.2建立曲柄(1)在选择，将厚度与半径均设置成1CM。用鼠标选中Point_1、Point_2、Point_3，点击右键使曲柄闭合。右键点击曲柄在part：part_2中选rename进行重命名，改为pivot。(2)建立手柄。左键在Point_3、Point_4之间建立连杆，并改名为handle。计算机仿真技术报告(3)用转动铰链连接各构件。选择-在Point_1建立一个铰链，再选一次-，选取曲柄、手柄和Point_3再建一个铰链。计算机仿真技术报告(4)模拟模型运动。选择-为1秒钟，为50步，单击进行模拟。（5）用鼠标右键打开工具包，选择设置长度为1cm，用鼠标左键按下表所列值选取位置，最后敲击鼠标右键使之闭合。X位置Y位置Z位置530350-660-1460-1550-1530-1410-1210-1230-530420计算机仿真技术报告（6）再建两个设计点Point_8和Point_8_2，点击在拾取这两个点，并将连杆改为slider（7）用转动铰链连接构建。--建立铰链（1）手柄与连杆之间的point_8（2）钩子与连杆之间的point_8_2（3）钩子与曲柄之间的point_2。（8）模型运动仿真点击Simulate图标；进行时间为1秒、50步的仿真；用tReset回到模型的初始状态。1.2.3测试初始模型（1）生成地块（GroundBlock）。计算机仿真技术报告右键单击打开工具包，选择，把生成方法NewPart改为OnGround。在（-2,1,0）单击鼠标，拖到（-18,-1,0）,并改名为ground_block。（2）加一个inplane虚拟约束。在build菜单中选择joints,选择其中的将改为与，用鼠标左键依次点去钩子与地块，在（-12,1，0）点击鼠标左键，沿着钩子的内侧面将光标上移，直到出现向上的箭头，再点击鼠标左键。（3）加一个拉压弹簧。点击,，点取（-14,1,0）和（-23,1,0）放置弹簧。计算机仿真技术报告(4)加一个手柄力。右击。将改为将改为，依次选取手柄、手柄末端的标志点与位置（-18,14、0）。计算机仿真技术报告1.2.4结果输出(1)测量弹簧力。光标放在弹簧上右击，选择measure，在characteristic中选择force，点击ok，再点模拟模型运动。选择-为0.2秒钟，为50步，单击进行模拟，输出图像。(2)角度测试。在build菜单中点击measure-angle，选择new，在角度测量对话框中键入测量的名字overcenter_angle,在FirstPoint输入栏中点击右键，从弹出的菜单中选择Marker，再选Pick,按表4第一行所列选择标识，图例见图7,同样方法完成MiddlePoint、LastPoint，输出图像为：计算机仿真技术报告(3)生成一个传感器。在DesignExploration菜单中选取，左键单击，建立对话框进行设置。(4)在File菜单中选择SaveDatabaseAs，存储文件名为test。图为如下：计算机仿真技术报告(5)模型仿真，选择Simulation工具，进行一次0.2秒100步的模拟。你应该得到提示由于传感器的作用MSC.ADAMS/View停止仿真模拟。1.2.5验证测试结果（1）输入物理样机试验数据。在File菜单中选择Import，文件输入对话框出现；设置eFileType为TestData；确定eCreateMeasure选项被选上以使输入的数据生成测试数据；在FiletoRead栏中键入D：/ADAMS/aview/examples/Latch/test_dat.csv，install_dir是MSC.ADAMS安装的路径；在eModelName栏中键入.Latch。(2)用物理样机试验数据建立曲线图。在Review菜单中选择PostprocessorMSC.ADAMS后处理界面出现，在这里你可以选择建立图表要选用的数据；在dDashboard中Source选择为Measures。显示出建立图表可以选用的结果数据；在dDashboard中计算机仿真技术报告Simulation的列举中选择test_dat；在IndependentAxis选择Data。一个叫做IndependentAxisBrowser的浏览器出现，从中你可以选择水平轴要选用的数据；选择ttest_dat和MEA_1；选择OK。在图表生成器中选择2MEA_2作为yy轴数据；选择将新数据加入图表中。两个测量的图表如下所示：（3）编辑曲线图。①设置单位并编辑曲线：在MSC.ADAMS目录树窗口,双击page_1；选择plot_1；在eTitle窗口输入LatchForcevs.HandleAngle。双击plot_1；选择shaxis后再选择Labels，在lLabel窗口输入Degrees；对svaxis轴重复上述过程，并输入Newtons；双击curve_1，在Legend栏输入PhysicalTestData。您所生成的曲线图应如下页所示：计算机仿真技术报告②用仿真数据建立曲线图：在图表生成器中选择Data。IndependentAxisBrowser浏览器出现；选择Last_Run(…))和eovercenter_angle作为水平轴数据；选择OK；在图表生成器中选择Last_Run(…))；选择1SPRING_1_MEA_1作为垂直轴数据，再选AddCurves。MSC.ADAMS/View将显示你的曲线图；将该曲线的dlegend文字改为VirtualTestData。1.2.6细化模型1、建立设计变量。把光标放在设计点POINT_1(0,0,0)上，点击鼠标右键，选择Point:POINT_1,再选择Modify。表编辑器（TableEditor）出现；选择1POINT_1的xLoc_x单元；在TableEditor顶部的输入栏中，点击鼠标右键，依次选择Parameterize→CreateDesignVariableCreateDesignVariable→Real，这样建立起一个名为1.latch.DV_1的设计变量，其标准值为00；选择1POINT_1的yLoc_y单元；重复第三步的操作；同样方法将POINT_2、POINT_3、POINT_8、POINT_9的x、y坐标参数化。结果如下图所示：计算机仿真技术报告点击apply。2、重新设置设计变量的值。在TableEditor的下边选择Variables；选择Filters，sTableEditorFilters对话框出现；选择DeltaType。它会告诉你范围设置是绝对值还是相对百分数；点击OK。这时TableEditor的如图所示：点击ok，就会出现deltatype，会告诉你设置范围是绝对值还是相对百分数。计算机仿真技术报告1.2.7深化设计1、做一次人工的方案研究。（1）重新显示弹簧力曲线图：在dBuild菜单中依次选择Measure→Display。rDatabaseNavigator出现选择SPRING_1_MEA_1；选择OK；进行一次0.2秒100步的仿真，然后回到模型的初始状态；MSC.ADAMS/View将弹簧测量图表更新；在弹簧力曲线上敲击鼠标右键，选择Curve:Current、SaveCurve。（2）调试设计变量在dBuild菜单中依次选择DesignVariable→Modify；DatabaseNavigator出现；双击DV_1，设计变量编辑对话框出现；把1DV_1的标准值改为1.0；选择OK计算机仿真技术报告进行一次20.2秒0100步的仿真；从弹簧力图显示出两种情况下弹簧力的比较结果来看：新的方案使弹簧力的值更大；把1DV_1改回0.0。2、运行DesignStudy。在eSimulate菜单中选择DesignEvaluation。nDesignEvaluation对话框出现；按下图完成对话框；点击Start。计算机仿真技术报告①弹簧力图SPRING_1_MEA_1,五种曲线对应五种不同方案②ovrecenter_angle,五种曲线对应五种不同方案3、检查方案研究结果对所有的设计变量都进行了方案研究，并将结果提供出来(见下表)。这些结果是对设计变量独立进行研究得出的，其余变量在此过程中保持常值。灵敏度定义为曲线SPRING_1_forceVs.DV_1的斜率。这些结果将帮助你决定在最优化设计时应该选择那些设计变量，因为它们反映了，在其它位置固定不变时，弹簧力对几何形体位置改变的综合灵敏度。计算机仿真技术报告通过参数化，让我知道那些设计变量对弹簧力的影响最大，在本例中，DV_4,DV_6,DV_8的灵敏度最大。1.2.8最优化设计调整设计变量。①在build菜单中选择designvariable-modify出现databasenavigator对话框，双击DV_4出现以下对话框进行设置，②然后点击apply；然后在name栏中点击右键依次点取variable-browse，双击DV_6进行设置计算机仿真技术报告，③完成后再对DV_8进行设置。2、运行最优化设计程序。（1）显示弹簧力的测量：在build菜单中选择measure-display，出现以下对话框，进行以下设置。就会出现以下图像：计算机仿真技术报告（2）运行最优化设计程序：在simulate菜单中选择designevaluation，进行下图设置。点击start就会出现两个图像。下图显示每一次角度达到锁紧点的情况:计算机仿真技术报告1.2.9设计过程自动化1、建立设计变量。在build菜单中选择designvariable-new出现databasenavigator以下对话框，进行设置，完成后点击apply，重复以上操作对DV_12进行设置standardvalue为10，min为0，max为20。2制作自定义对话框。在tools菜单中点取dialogbox，选择create。出现下面对话框。在其中选dialogbox菜单中选择new