ADAMSView虚拟样机的建模PPT课件

1、ADAMS样机建模基本流程如下图示3.1 ADAMS建模基本流程ADAMS/View程序启用 ADAMS/View界面设置ADAMS/View 建模环境设置ADAMS/View虚拟样机几何建模ADAMS/View样机载荷建模样机建模检测保存数据第1页/共70页 3.2 ADAMS/View 程序启用创建一个新的模型数据文件打开一个模型数据文件调入一个命令文件退出程序第2页/共70页3.3 ADAMS/View 界面设置 ADAMS/View 界面第3页/共70页1234567891011121314151612345678910111213141516几何建模测量恢复/重做驱动运动副色盘移动旋

2、转力元素前后视图平移上下视图左右视图背景颜色视图布置其他 ADAMS/View 工具列表第4页/共70页l 视图控制表表3-1 3-1 视图控制工具视图控制工具图标作用命令快捷键平移Translatet旋转Rotater缩放Zoom In/Outz区域缩放Zoom Boxw全局显示Fitf窗口中心Centerc第5页/共70页l 视图视角表表3-2 3-2 视图视角视图视角图标视图方向命令快捷键FrontShift+FBackLeftRightShift+RTopShift+TBottomIsoShift+I第6页/共70页l 视图布局 ViewLayout 或第7页/共70页l 背景颜色设置

3、 SettingView Background Colors第8页/共70页l坐标窗口启用 ViewCoordinate Window 或第一坐标第二点坐标第二点增量坐标距离第9页/共70页l模型对象图标设置 SettingsIcons 或双击可以自定义图标显示的大小选择设置对象第10页/共70页l模型渲染设置 ViewRender ModeWireframeShadedSolid Fill Hidden Line Removal第11页/共70页l模型显示设置 ViewProjectionOrthographic/Perspective或Orthographic正投影Perspective透

4、视图第12页/共70页l保存和还原设置 SettingsSave Settings，可保存内容如下：（1）零件和模型显示。（2）零件的渲染模式、颜色和透明度。（3）视窗坐标图标、工作栅格和坐标窗口的显示。（4）工作栅格、单位和视窗图标大小的设置。（5）仿真过程中力的显示设置。（6）工具栏的显示和位置。 SettingsRestore Settings命令即可还原为DAMS/View默认的设置第13页/共70页3.4 ADAMS/View 建模环境设置l坐标设置 SettingCoordinate System坐标类型坐标旋转序列旋转方式第14页/共70页l坐标设置 Settingunits表表

5、3-3 3-3 预定义单位预定义单位选项长度质量力时间角度频率MMKSMillimeter（毫米）Kilogram（千克）Newton（牛顿）S（秒）Degree（度）Hertz（赫兹）MKSMeter（米）Kilogram（千克）Newton（牛顿）S（秒）Degree（度）Hertz（赫兹）CGSCentimeter（厘米）Gram（克）Dyne（达因）S（秒）Degree（度）Hertz（赫兹）IPSInch（英尺）Slug（斯勒克）Pound Force（磅力）S（秒）Degree（度）Hertz（赫兹）第15页/共70页设置方向及大小l重力设置 SettingsGravity设置是否

6、加载重力第16页/共70页l坐标设置 SettingWorking Gird或双击可以设定工作格点的显示状态可以设定工作栅格点的位置/自定义工作平面设定工作栅格点的距离及范围设定工作栅格形状设定是否显示工作栅格第17页/共70页3.3 ADAMS/View 虚拟样机几何建模l几何建模基础知识1几何体类型 （1）刚性体（Rigid） 刚性体在本书简称为构件，在机械系统中几何形状任何时候都不改变，具有质量、惯性矩和6个自由度。 （2）柔性体(Flex) 柔性体在力的作用下，会发生变形，具有质量、惯性矩、节点和单元等信息。 （3）质量点(Mass) 质量点的体积为零，具有质量和3个方向移动自由度，而

7、没有惯性矩。 （4）大地（Ground） Ground没有质量和速度，其自由度为零，在任何时候都保持静止，它定义了地面坐标系的位置，在默认状态下，Ground还是所有构件的速度和加速度的惯性参考系。 第18页/共70页2几何体坐标系 在ADAMS/View中，每一个新产生的几何体都设有一个参考坐标即构件机架坐标系。在仿真分析过程中，几何体的尺寸和形状相对于该几何体参考坐标静止不变，ADAMS/View用位置函数表示几何体的参考坐标。几何体参考坐标在地面坐标系中的位置和方向，确定了几何体所在的位置和方向。ADAMS/View劳动自动的为每个几何体取一个名称，规则是根据几何体的类型和序号。 例如：

8、当产生第一个质量点时，ADAMS/View命名为POINT_MASS_1。产生第二个质量点时，命名为POINT_MASS_2；各种形状的刚性形体统一视为构件，用PART命名，创建第一个几何体时，ADAMS/View命名为PART_2，接下来，依次命名为PART_3、PART_4,其中在ADAMS/View中Ground默认为PART_1。3几何体的命名规则第19页/共70页l基本几何元素的创建 Buildbodies/GeometryTypeToolGraphicParameters SpecifiedPointsCSMsPolylineArcsSplinesAttach Near/Dont

9、AttachLocation, Parent PartOrientation, Location, Parent PartOne Line/Multiple Lines,Open/Closed, Length, Vertex Points Angle, Parent PartOpen/Closed, Knot Points, Anchor CSM, Parent PartRadius, Start and End Angle, Anchor CSM, Parent Part第20页/共70页l重力设置 Buildbodies/GeometryTypeToolGraphicParametersB

10、oxesCylindersSpheres/EllipsoidsFrustumsTorusLength (x), Height (y), Depth(z), Anchor CSM, Parent PartLength (z), Radius, Anchor CSM, Parent Part3-Diameters, Anchor CSM, Parent PartRadius of Ring (xy plane), Radius of Circular Cross-section ( to xy plane), Anchor CSM, Parent PartLength(z), Bottom and

11、 Top Radii, Anchor CSM, Parent Part第21页/共70页TypeToolGraphicParametersLinksPlatesExtrusionsRevolutionsWidth, Depth,2 Anchor CSM (Length), Parent PartThickness, Radius, Vertex Locations, Anchor CSM, Parent PartOpen/Closed Profile, Depth, Anchor CSM, Parent PartOpen/Closed Profile, Sweep Angle, Anchor

12、CSM, Parent Part第22页/共70页l柔性几何实体的创建 BuildFlexible BodiesADAMS/Flex当模型构件的变形对动态仿真分析影响较大时，需要使用柔性体来代替刚体。在ADAMS/View环境下可以输入其它有限元软件创建的柔性体文件（MNF）来创建柔性体。当在ADAMS/View环境下输入柔性体文件时，ADAMS/View读取模态中性文件（MNF），并创建必要的几何体，显示柔性体。 第23页/共70页表表3-5 柔性连杆截面参数柔性连杆截面参数选项图例名称截面参数SolidRectangle实心矩形Orient Marker：方向标记点Width：宽Heigh

13、t：高HollowRectangle空心矩形Orient Marker：方向标记点Width：宽Height：高Thickness：厚度SolidCircular实心圆形 Diameter：直径HollowCircular空心圆形Diameter：直径Thickness：厚度I-Beam工字梁Orient Marker：方向标记点Width：宽Height：高Flange：翼缘厚度Web：梁腹厚度Properties自定义Orient Marker：方向标记点X Section Area：截面Link Mass：连杆质量Ixx： x轴转动惯量Iyy： y轴转动惯量Izz： z轴转动惯量第24页

14、/共70页l几何实体的布尔操作 SettingsGravity表表3-6 布尔操作工具布尔操作工具工具图标名称功能说明Union合并两个相交的实体实体2并入实体l，然后实体2被删除Merge合并两个不相交的实体实体2并入实体l，然后实体2被删除Intersect两个实体的相交实体1变成两实体相交部分的形状，实体2被删除Cut用一个实体切割另一个实体用实体1切割实体2，实体2中同实体1相交的部分被切除Split还原被布尔运算的几何体此功能可以将经过布尔运算过几何形体，还原为原先的几何体第25页/共70页l几何实体的细节修饰表表3-7 模型修饰工具模型修饰工具图标名称功能设置参数说明Chamfer

15、倒直角倒角边长度（Width）Fillet倒圆角圆角半径（Radius）末端半径（End Radius）设置圆角半径变化时，需选择End Radius项Hole钻孔孔半径（Radius）孔深（Depth）设置值不能使几何体分为两半Boss凸圆半径（Radius）高度（Height）Hollow抽壳厚度（Thickness）抽壳时要选择Inside项外围添加材料 厚度（Thickness）第26页/共70页材料l构件物理特性的修改构件名称第27页/共70页质量及转动动地量l修改构件的质量和转动惯量类型第28页/共70页初始位置设置l修改构件的初始位置和方向类型第29页/共70页参照系选择l修改构

16、件的初始速度类型初始速度设置第30页/共70页参数设置l构件的材料属性修改 BuildMaterialsModify材料名称第31页/共70页3.1 3.6 ADAMS/View虚拟样机运动副l 常用运动副的创建ADAMS/View提供了多种常用运动副，用来表示具有相互作用的物理运动副，例如转动副、移动副、螺旋副等。常用运动副所连接的两个构件可以是刚体、柔性体或质点。常用运动副的创建总体过程如右图所示。 选择运动副运动副连接创建接方式设置运动副方向创建方式设置构件选择运动副修改第32页/共70页l构件物理特性的修改表表3-9 ADAMS/View常用运动副常用运动副图标名称图例自由度Revol

17、ute（转动副）1Translational（移动副）1Cylindrical（圆柱副）2Spherical（球接副）3第33页/共70页图标名称图例自由度Common Velocity（恒速副）2Planar（平面副）3Hooke（万向副）22第34页/共70页图标名称图例自由度Screw（螺旋副）2Fixed（固定副）3第35页/共70页齿轮副编号l齿轮副的创建齿轮副名称输入连接副名称，中间用“，”分开速度标记点名称第36页/共70页选择连接副个数l关联副的创建关联副名称计算方式主、被动运动副全称系数第37页/共70页l凸轮副的创建1点接触凸轮点接触凸轮定义一个点线约束，限制固定在一个构件

18、上的点沿着固定在另一个构件上的曲线运动。第一个构件可以沿第二个构件上的曲线自由地滚动或滑动，而第二个构件上的曲线可以是平面曲线、空间曲线、封闭曲线、开放曲线。第一个构件始终与第二个构件保持接触。点接触凸轮限制两个移动自由度，不限制转动自由度。2线接触凸轮线接触凸轮定义一个线线约束，限制固定在一个构件上的曲线与固定在另一个构件上的曲线始终保持接触。线接触凸轮可以模拟两个构件的接触点随着运动不断变化的机构。凸轮的两个曲线可以是封闭曲线也可是开放曲线，但线接触凸轮必须在同一个平面限制3个自由度。第38页/共70页选择构件上的一条曲线l齿轮副的创建名称参考标记选择零件几何实体的边浮动标记第39页/共7

19、0页l基本运动约束的创建表表3-10 ADAMS/View基本运动约束基本运动约束工具图标名称说明限制自由度移动转动平行约束(Parallel Axis)约束构件1的Z轴始终与构件2的Z轴平行，且构件1只能绕构件2的Z轴转动02垂直约束(Perpendicular)约束构件1的Z轴始终与构件2的Z轴垂直，且构件1只能绕构件2的二个轴转动01方向约束(Orientation)约束两个构件的坐标方向始终保持一致03点面约束(Inplane)约束构件1上一点始终在构件2的XY平面上10点线约束(Inline)约束构件1上一点始终在构件2的一条直线上20第40页/共70页l运动副特性的修改表表3-11

20、 运动特性修改工具运动特性修改工具工具图标说明可以编辑输入构件、运动副及其它一些相关的注释，以辅助样机管理选择和输入有关参数，可以移动和旋转构件、运动副的位置可以定义构件、运动副有关分量的测量对铰接副、棱柱副、圆柱副、万向副和球接副，可以施加动态和静态摩擦力及预紧力第41页/共70页3.7 ADAMS/View 虚拟样机驱动l 运动的类型和定义ADAMS/View提供了两种类型的运动：（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。（2）点运动 点运动定义两点之间的运动规律，需指明运动的方向，通过定义点运动可以在不增加额外约束或构件的情况下，构

21、造复杂的运动。运动可以是与时间有关的位移、速度和加速度函数，也可以定义为常数，用户可以通过以下3种方法自定义运动：（1）输入移动或旋转的速度值 在默认状态下，输入的转速单位为度/单位时间，输入的移动速度单位为长度/单位时间。（2）使用函数表达式 ADAMS/View提供了很多时间函数，用户可以运用这些时间函数来定义运动。（3）输入自编子程序的传递参数 用户还可以自编一个子程序来定义非常复杂的运动，此时在参数栏输入的是传递子程序的有关参数。第42页/共70页l 相对运动连接约束1旋转运动旋转运动是指约束构件1按右手规则绕构件2的Z轴旋转，此时要求构件1的Z轴必须始终同构件2的Z轴保持平行。当夹角

22、为零时，构件1的X轴同构件2的X轴平行。2移动运动ADAMS/View沿构件2的Z轴约束构件1的移动。相对运动的方法如下：（1）在主工具箱中选择旋转运动工具 ，或移动运动工具（2）选择要定义运动的运动副，完成连接运动添加。（3）利用运动连接修改对话框输入或修改相关参数。第43页/共70页l点运动约束1单点运动单点运动指定两个构件沿着一个轴移动或转动，在默认条件下为Z轴。2一般点运动一般点运动指定两个构件沿着3个轴移动或转动。约束点的运动的方法如下：（1）选择单点运动工具 ，或一般点运动工具 。（2）在设置栏选择连接构件的方法以及连接方向。（3）根据信息状态栏的提示，选择构件、连接位置和方向等。

23、（4）利用运动连接修改对话框输入或修改相关参数。第44页/共70页3.8 ADAMS/View虚拟样机载荷ADAMS/View提供了4种类型的力：作用力、柔性连接力、特殊力和接触力。在施加力时，需要指明力作用的构件、作用点、力的大小和方向。选择BuildForces命令显示力工具集，如图3-67所示。描述力的大小包括以下几种方法：（1）一个特定不变的常量。（2）ADAMS/View函数表达式。（3）ADAMS/View子程序。定义力的方向可用下面两种方法：（1）用坐标轴定义力的方向。（2）用两标记点确定的矢量定义力方向。 第45页/共70页组合作用力l作用力和力矩力矢单向作用力力矩矢量ADAM

24、S/View提供了5种刚性连接力，如图所示。 单向作用力矩各种工具使用方法请老师根据教材结合实例给学生讲解。 第46页/共70页作用力与反作用力定义l单向力修改自定义名称力值定义方式选择 受力体定义数值或表达式输入 选择是否显示图标第47页/共70页力场l柔性连接力扭转弹簧阻尼器轴套力无质量梁ADAMS/View提供了5种刚性连接力，如图所示。 拉压弹簧阻尼第48页/共70页名称l 轴套力平移刚度矩阵连接体被连接体预应力平移阻尼矩阵旋转刚度矩阵旋转阻尼矩阵预应力选择是否显示图示轴套力的计算请参考教材。 第49页/共70页l拉压弹簧阻尼器拉压弹簧阻尼器的力学模型如图3-72所示，运用拉压弹簧阻尼

25、器工具，可以在两个构件上施加一对带有阻尼的弹簧力F。 ADAMS/Solver通过式（3-3）计算弹簧力F： 00(/)()FC dR dtK RRF 0C 0K 0C 0K 当粘滞阻尼系数C=0时，弹簧阻尼器变为一个没有阻尼的纯弹簧；当弹簧刚度系数K=0时，弹簧阻尼器变为一个纯阻尼器。第50页/共70页l扭转弹簧阻尼器扭转弹簧阻尼器对两个构件施加一个大小相等方向相反的转矩，根据右手规则确定力矩的方向。扭转弹簧阻尼器的力学模型与拉压弹簧阻尼器相同，只是其中的力换为力矩，ADAMS/Solver通过式（3-4）计算弹簧扭转力矩T： 00(/)()TTTCddtKT 第51页/共70页刚度和阻尼设

26、置名称预应力初始转角设置是否显示图标第52页/共70页l无质量梁在ADAMS/View中，可以使用无质量的等截面梁，定义两个构件之间的作用力，梁的两个端点，各产生一个标记，并且规定在建模过程中首先产生的标记称为I标记，放置在作用力的构件上；其次为J标记，J标记所在的构件是反作用力的构件。ADAMS/Solve根据输入的梁的物理特性，按铁木辛柯（Timoshenko）的梁理论求解（图3-76）。计算公式请参考教材。第53页/共70页惯量积名称断面收缩率标记点距离（两标记点间距离）第54页/共70页标记号l力场名称标记点刚度矩阵力场工具提供了一种施加更一般情况的力和反作用力的工具，应用力场不但可以

27、施加线性力而且可以施加非线性力 。第55页/共70页名称l 碰撞接触力接触体选择接触类型选择参数设置碰撞接触仿真两个物体的相互碰撞，沿两个物体质心连线施加一个大小相同方向相反的接触力，即作用力和反作用力。ADAMS/View根据物体的体积来确定冲击力和冲击速度，使用两物体之间的距离来确定碰撞发生的时间。 各希说明请参考教材及相关文献。第56页/共70页表3-12 接触类型序号接触类型第一个几何实体第二个几何实体应用说明1Solid to Solid任何实体任何实体两物体直接碰撞2Curve to urve曲线曲线线线接触凸轮3Point to urve点曲线点接触凸轮机构4Point to P

28、lane点平面三维点与平面接触5Curve to Plane曲线平面槽轮机构等6Sphere to Plane球体（椭圆体）平面壳体与平面接触7Sphere to Sphere球体（椭圆体）球体（椭圆体）三维点与三维点接触第57页/共70页ADAMS/View将全部信息存放在模型数据库中，包括：所有机构模型、各种约束、仿真结果、分析图、自定义的菜单和对话框等。为了方便查找和选择模型数据库中的各种对象，ADAMS/View提供了一个数据库浏览器，帮助用户观察和选择对象。 3.8 ADAMS/View 虚拟样机编辑l数据库浏览器显示内容筛选对象对象过虑分类高亮显示第58页/共70页显示对象设置l表

29、格编辑器变量或表达式输入表格编辑器是一种非常方便和常用的编辑对象的工具，几乎可以编辑所有对象，例如：构件、标记、点、运动副、力、运动和变量。选择ToolTable Editor显示表格编辑器，如图3-85所示。参数设置第59页/共70页l对象的编辑操作对象的编辑操作主要包括：修改、复制、删除、重新命名、移动和旋转对象。 1修改、复制、删除、重新命名对象的方法（1）将鼠标放置在要编辑的对象附近，单击鼠标右键显示快捷菜单，然后选择Modify|Copy|Delete|Rename。（2）在主工具中选择 ，然后选择Edit Modify|Copy| Delete| Rename命令，出现数据库浏览器，选择需要编辑的对象，然后单击OK按钮。 第60页/共70页参照系选择2移动和旋转对象对象旋转对象移动确定移动或旋转对象坐标变换设置第61页/共70页目标（基础）模型名称l样机的管理被合并模型的名称对样机的管理包括：向数据库中添加新的样机、重新命名、删除样机、合并样机模型等，具体请参考教材。 合并样机平移位移旋转角第62页/共70页lADAMS/View建模数据ADAMS/View有4种类型的建模数据，其类型和用途如表3-13所示，可以使用数据单元储存和管理经常使用的数据，以提高建模效率。表表3-13 数据单元数据单元数据单元名称数据