机械设计学实验报告

PAGE5PAGE1编号：311006030***《机械设计学》实验报告实验班级：矿加1002指导教师：张****实验学生：王****机械与动力工程学院机械设计实验室实验题目：曲柄滑块动力学性能仿真分析专业矿物加工工程班级1002姓名学号3110060302实验时间2013.1.7实验成绩指导教师一、实验目的熟悉动力学分析的基本原理和基本方法；掌握动力学仿真软件ADAMS的基本操作；对分析结果进行正确评价。实验原理利用ADAMS进行动力学仿真分析。三、实验仪器设备1）安装windows2000以上版本的微机；2）ADAMS10.0以上版本软件。四、实验内容与步骤1）熟悉ADAMS的界面和分析步骤；2）掌握ADAMS三维建模、约束设置、结果分析和输出；3）求解滑块的速度、加速度，确定在给定的条件下，圆盘的驱动力矩大小。五、实验报告1）以曲柄滑块动力学性能仿真为例，叙述利用ADAMS进行动力学分析的步骤（具体包括如何建立模型，施加约束，结果输出等）；1、启动Adams-view,在对话框中选择createanewmodel，在模型名称栏输入 pistonpump；重力设置选择earthnormal；单位选择MKS系统。2、检查和设置建模基本环境1）检查默认单位系统。2）根据要求设置工作栅格。3）根据要求设置图标。4）检查重力设置。5）按F4显示坐标窗口。设置adams默认存盘目录。3、集合建模1）根据要求定好连接点。2）圆盘几何建模（1）选择圆柱体建模工具。（2）在参数栏设置好圆盘参数，完成圆盘形体建模。（3）根据要求改变圆盘方向。（4）根据要求改变圆盘位置。（5）改变圆盘名称为wheel。（6）根据要求设置圆盘物理性质。3）连杆几何建模（1）选取连杆建模工具。（2）在参数栏设置好连杆参数，完成连杆形体建模。（3）改变连杆名称。（4）根据要求设置连杆物理性质。4）滑块几何建模（1）选取滑块建模工具。（2）设置滑块参数。（3）选择规定的起始绘图点，完成滑块几何建模。（4）改变滑块位置和名称，设置滑块物理性质。4、施加约束和力1）施加铰接副（1）添加圆盘和地面框架铰接副。（2）添加圆盘和连杆铰接副。（3）添加连杆和滑块铰接副。2）仿真观看当前模型的运动情况。（1）选择仿真工具，设置参数。（2）开始仿真，观看运动情况。3）添加棱柱副（1）选择棱柱副工具，设置好参数。（2）依次选择滑块、地面、运动副的中心和定义方向，完成设置。4）定义圆盘的运动（1）选择旋转运动工具图标，显示定义旋转运动对话框。（2）在setup栏，输入规定的参数，完成转速设置。5）施加滑块作用力F（1）定义力的作用点，并设置好参数。（2）选择单作用力图标，显示施加力对话框。（3）在参数设置区，输入和选择合适的参数。（4）选择滑块、受力点、方向，设置好力force_1，同时显示修改力对话框。（5）在修改力对话框，定义F(time,…)，根据要求完成设置。（6）保存曲柄滑块机构模型。5、对曲柄滑块季后进行仿真分析1）仿真分析（1）选择仿真工具，在主工具箱参数设置栏，设置合适的参数。（2）开始运动分析。2）如果需要，可以选择回放工具，回放仿真过程。6、运动分析后处理1）启动ADAMS/PostProcessor，在主工具箱的上有相应图标。2）设置视窗布置。3）重现仿真过程。4）根据要求，依次绘制滑块位移曲线、滑块速度曲线、滑块加速度曲线、滑块法向加速度曲线、滑块驱动力曲线和滑块总作用力曲线。2）对分析结果进行评价，是否符合实际情况；与实际情况相符。图1滑块位移曲线图2滑块速度曲线图3滑块加速度曲线图4滑块法向作用力曲线图5滑块驱动力矩曲线图6滑块总用力F曲线六、思考并回答1）什么是动刚度？在设计中如何提高机器的动刚度？动刚度是指机器机构在振动的情况下，激振力幅值与振幅之比。为提高机器结构动刚度，在设计中可采取以下措施：提高机器机构的静刚度。采取能提高静刚度的截面形状。合理布置加强肋和隔板，可以显著提高静刚度。尽量避免在载荷作用区开孔或减小开孔尺寸，以减少对静刚度的削弱。加强联接部位的局部刚度，并防止局部刚度的突然变化，这也有助于提高机器机构的整体刚度。改善系统的固有圆频率。改善机器机构的阻尼特性。振动按产生的原因分为哪几类？列举减小噪声的措施振动按产生的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动。减小机器噪声的本质在于控制机器的振动。可以降低激振力和提高机器的抗振性两方面采取措施。降低激振力可以采取以下措施：减少或避免运动部件的冲击和碰撞；提高运动部件的平衡精度；用连续运动代替间歇运动；减小运动件的质量和速度。提高机器的抗振性性能关键在于提高机器机构的动刚度。还可以在噪声传播途径中采取隔声、吸声、消声等措施，以降低噪声。简述ADAMS软件有哪些模块组成？ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成，如表3-1所示。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。基本模块用户界面模块ADAMS/View求解器模块ADAMS/Solver后处理模块ADAMS/PostProcessor扩展模块液压系统模块ADAMS/Hydraulics振动分析模块ADAMS/Vibration线性化分析模块ADAMS/Linear高速动画模块ADAMS/Animation试验设计与分析模块ADAMS/Insight耐久性分析模块ADAMS/Durability数字化装配回放模块ADAMS/DMUReplay接口模块柔性分析模块ADAMS/Flex控制模块ADAMS/Controls图形接口模块ADAMS/ExchangeCATIA专业接口模块CAT/ADAMSPro/E接口模块Mechanical/Pro专业领域模块轿车模块ADAMS/Car悬架设计软件包SuspensionDesign概念化悬架模块CSM驾驶员模块ADAMS/Driver动力传动系统模块ADAMS/Driveline轮胎模块ADAMS/Tire柔性环轮胎模块FTireModule柔性体生成器模块ADAMS/FBG经验动力学模型EDM发动机设计模块ADAMS/Engine配气机构模块ADAMS/EngineValvetrain正时链模块ADAMS/EngineChain附件驱动模块AccessoryDriveModule铁路车辆模块ADAMS/RailFORD汽车公司专用汽车模块ADAMS/Pre(现改名为Chassis)工具箱软件开发工具包ADAMS/SDK虚拟试验工具箱VirtualTestLab虚拟试验模态分析工