第三讲约束和载荷的施加与修改课件.ppt

第三讲 ADAMS约束和载荷施加与修改,一、约束的施加与修改,二、载荷的施加与修改,1.1、约束的概述和分类,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，即：限制某个运动方向 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1.2、约束工具,有两种启动约束工具的方法： 一种是在主工具箱中，选择连接工具集图标或运动工具集图标，然后选择约束工具 另一种方法是在Build菜单中选择Joints项，可显示连接对话框常用约束工具,接触约束工具,运动约束工具,凸轮约束工具,状态参数设置,约束与运动工具集,,1.3、常用运动副,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、转动副等简单副连接,高副连接,简单约束工具集,转动副施加过程,操作工具,下方状态参数设置,,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,,,第一物体,第二物体,注意： 在施加运动副的过程中，程序要求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,复杂运动副：齿轮副、关联副、凸轮副 1、施加齿轮副 齿轮副由两个齿轮，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两个连接,齿轮副名称,一个标志点,齿轮副施加对话框,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，应注意首先选择的构件为齿轮，其次为连接支架 2)在几何建模工具集，选择标记工具图标，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注意曲底凸轮机构中只允许有一个接触点,凸轮副施加参数设置,凸轮副类型,凸轮啮合线类型,凸轮副施加对话框,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以下方面：,1.4、修改运动副,利用弹出式菜单，选择有关运动副，再选择Modify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)设置初始条件对铰接副、棱柱副和圆柱副，可以设置初始条件，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，以及预紧力运动副修改对话框,运动副名称,第一连接件,第二连接件,连接形式,初始参数设置,是否显示连接力,1.5、指定约束,ADAMSView提供了5种常用的指定约束工具用户可以灵活运用这些约束工具，组成不同的约束指定约束对话框,1.6、 定义机构的运动,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、棱柱副和圆柱副中的移动和转动，每一个连接运动约束了一个自由度连接运动工具,移动运动工具,旋转运动工具,指定移动速度操作过程,操作工具,参数设置,移动速度,指定转动速度操作过程,操作工具,参数设置,转动速度,(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点运动可以应用了任何典型的运动副点运动工具,单项运动,复合运动,点运动操作过程,操作工具,参数设置,移动速度,,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,一般点运动操作过程,操作工具,参数设置,,一个位置,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。

一般点参数设置对话框,运动名称,移动点,参考点,参数设置,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，运动的速度定义为常数用户可以自定义运动值,运动修改对话框,运动名称,连接类型,连接名称,运动方式,运动参数设置,,,公式编辑器,公式编辑器对话框,公式输入窗口,编辑公式,实例：,Step(time，t0，v0, t1，v1),运动速度大小为阶梯变化时,初试时间,初试速度,结束时间,结束时间,正确地约束机构的若干技巧：,1)在样机建模时，应该逐步地对构件施加各种约束，并且经常对施加的约束进行试验，检查是否有约束错误，通过这种方法可以比较容易地发现约束错误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ADAMSView设定在两个被连接的构件中，构件1被连接到构件2上面,3)应该注意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，或者约束了不应该约束的方向4)注意检查约束类型是否正确5)尽量使用一个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，可以显示当前样机系统自由度的信息。

7)在没有作用力的状态下，通过运行系统的运动学分析来检验样机二、系统载荷的概述和分类,ADAMS提供四种载荷：作用力、柔性力特殊力和解触力 ADAMS施加载荷很重要，是正确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）力、力矩工具,柔性力与特殊力,状态参数设置,,载荷工具集,,2.1、简单载荷的施加和修改,工具集,单项力,单项力矩,组合力,组合力矩,组合力、力矩,,单向力、单项力矩、组合力、组合力矩,单项力的施加,操作工具,参数设置,,,空间固定,物体固定,,,指定方向,与栅格垂直,大小设置：常量变量,组合力的施加,操作工具,参数设置,,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,,,设定大小给定方式,2.2、柔性载荷的施加和修改,工具集,无质量梁力,拉压弹簧,扭转弹簧,模态力,力场,重力,无质量梁力,轮胎力,接触力,弹簧力的施加,操作工具,参数设置,参数设置,场力的施加,操作工具,参数设置,,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,,,接触力的施加,操作工具,参数设置,接触物体1,接触物体2,载荷的修改,鼠标放在力上，点击右键，选择力下一级菜单，点击修改，打开修改对话框。

公式编辑器对话框,公式输入窗口,编辑公式,三、实例分析,以下为两个球，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，完成设计要求本讲小结：,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，不要等到全部加完在操作，否则很容易是的仿真失败。