第十五章载荷和样条插值函数

MSC.Software公司成都办事处MSC.ADAMS初级培训教程2010年11月（ADM701教程讲解及练习）PartNumber:ADAM*V2005*Z*FSP*Z*SM-ADM701-NT115.0载荷和样条插值函数本章内容:一元力(Single-ComponentForces):作用力与反作用力样条函数AKISPL

函数一元力:作用力与反作用力作用力-反作用力：一元力(Sforces)的属性

参见:附录A中一元力的属性。注意:MSC.ADAMS将作用力和反作用力加在其自动生成的I和J标记点上。一元力:作用力与反作用力(续)在仿真模型中可以考虑试验数据，包括：来自供应商或标准中的试验数据：非线性的柔性联结(力与速度的关系)。力矩与电机或发动机的转速关系曲线(力矩与角速度的关系)。来自物理样机的数据：加速度计数据(加速度与时间的关系)。轮胎的侧向力与正压力(normalforce)和滑动角(slipangle)之间的关系曲线。要在仿真中考虑试验数据首先，是生成样条数据：或者在

SplineEditor

中手工输入数据点或者通过输入文件的方式。样条插值函数其次，在定义一个驱动(motion)或载荷(force)中参考此样条数据。

有几种可以使用的插值方法(使用下列函数):Cubic-fittingmethod(CUBSPL)Akima-fittingmethod(AKISPL)B-splinemethod(CURVE)样条函数(续)AKISPL函数的语法 AKISPL(x,z,spline,iord)x–独立变量，指定沿着X

方向的值。z–可选项，第二个独立变量，指定插值曲面沿着Z

方向的值。spline–样条曲线（面）的名称，在独立变量(x

或z)值上相应的变量Y的值。iord–一个整型变量，指定在插值点处插值的求导阶数(通常为0，但可以为

1或

2，表示是1

阶或

2

阶导数插值)。AKISPL函数AKISPL函数的例子

AKISPL(DM(I,J),0,spline_1,0)注意:你可以像生成AKISPL函数那样生成CUBSPL函数和CURVE函数，其语法是完全相似的。AKISPL函数(续)练习15–非线性弹簧问题描述研究线性弹簧和使用样条函数定义的非线性弹簧之间的区别之处。练习15–非线性弹簧开始练习导入你在上一章练习中所生成的模型文件，注意该文件不在当前工作目录。要开始练习:从目录exercise_dir/mod_15_spring下启动

ADAMS/View

。从目录

exercise_dir/mod_14_spring_damper

导入你在上一章练习中所生成的模型文件。

如果你需要一个上一个练习最终的模型文件，则输入目录

exercise_dir/mod_14_spring_damper/completed

下的文件spring_damper_completed.cmd

。练习15–非线性弹簧替换原来的弹簧阻尼器现在你将你原先在模型中已经定义的弹簧阻尼器替换为一个用户自定义的线性弹簧。要替换原来的弹簧阻尼器:删除替换原来的弹簧阻尼器。按照下列参数生成一个作用-反作用的一元力()。Run-timeDirection:TwoBodiesCharacteristic:KandCK:5.0C:0.05练习15–非线性弹簧在对象SFORCE_1上点击鼠标右键并选择

Info。注意信息窗口中函数的语法与前面第十四章12页中有关弹簧阻尼器中力与刚度系数和阻尼系数的关系表达式是类似的。

注意:你可以在

FunctionBuilder

中手工的输入线性弹簧阻尼器的函数表达式。在对象SFORCE_1上点击鼠标右键并选择

Measure。生成一个名为

spring_force

的弹簧力的测试:Characteristic:ForceComponent:mag要看一下振颤的情况，运行一个

2秒钟

50步的仿真。练习15–非线性弹簧绘出弹簧力spring_force与弹簧长度Spring_Length的关系曲线。

从曲线中可以注意到曲线开始的斜率为5(K)。而阻尼比率

(C=.05)会导致斜率5(k)

的偏差(斜率slope~刚度stiffness+/-

阻尼比率damping)。存储仿真结果()为linear_force。练习15–非线性弹簧将线性弹簧改为非线性弹簧在本节中，你将刚生成的线性弹簧阻尼器改为非线性的弹簧，你将导入弹簧的刚度数据来定义弹簧的属性。要将线性弹簧改为非线性弹簧：要导入弹簧的刚度数据，从菜单

File下选择

Import。设置下面的参数然后选择

OK。FileType:TestDataCreateSplinesFiletoRead:exercise_dir/mod_15_spring/spring_data.txtIndependentColumnIndex:1(因为第一列为第一个独立变量)。Units:ForceModelName:.spring_mass要使用样条线编辑器SplineEditor打开样条线

SPLINE_1，从菜单

Build下选择

DataElements再选择Spline

然后再选择Modify.。练习15–非线性弹簧看一下曲线，理解变形deformation(x-axis)与弹簧力stiffnessforce(y-axis)之间的关系。

提示:在右上角，设置

Viewas为Plot。在模型中对象

SFORCE_1上点击鼠标右键然后选择

Modify，将原来描述线性弹簧的力的函数表达式改为如下图所示的Akima

样条函数。在DM函数中的I和J标记点可以是你模型中不同的标记点。练习15–非线性弹簧线性弹簧和非线性弹簧力值的比较要比较二者力值：运行一次2

秒钟50

步的动力学仿真，看一下非线性弹簧是否正常工作。存储仿真结果为non_linear_force。叠加两次仿真结果在一个页面上：对于linear_force

仿真结果的spring_forcevs.Spring_Length曲线。

对于non_linear_force

spring_forcevs.Spring_Length曲线。

注意非线性弹簧的曲线的斜率随着弹簧长度增加发生改变。练习15–非线性弹簧存储模型要存储模型：只存储模型。

如果你不想继续进行后面的可选练习，直接进入下一步。退出ADAMS/View。练习15–非线性弹簧可选任务使用SplineEditor

生成另外一条样条线表示非线性的阻尼力与速度的关系：从菜单Build下选择DataElements再选择

Spline

然后再选择New。在一元力的函数表达式中增加表示非线性阻尼力，以描述质量块和大地之间的完全非线性弹簧阻尼力。

提示:你需要改变

Akima

样条函数使得其第一个独立变量为相对速度(使用VR

函数)。练习15–非线性弹簧本章小结在样条函数中四个输入参数的含义是什么?___________________________________________________________________________________