ADAMS与Matlab联合仿真Word格式文档下载.doc
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锁钩Hook
图7-1夹紧机构三维模型图
以下将从创建几何构件、添加约束、添加载荷及结果后处理等几个方面详细介绍机械夹紧机构模型的建立。
通过本实例的学习,能够详细了解ADAMS软件设计流程及使用方法。
7.1.1创建几何构件
1、创建新模型
本实例将使用ADAMS/View的零件库、约束库和力库创建夹紧机构模型。
首先打开ADAMS/View,选择“Createanewmodel”,模型名称(ModelName):
Latch,点击OK,创建新模型完毕。
其它设置如图7-2所示:
图7-2创建新模型
2、设置工作环境
选择菜单栏【Settings】→【Units】命令,设置模型物理量单位,如图7-3所示:
图7-3设置模型物理量单位
选择菜单栏【Settings】→【WorkingGrid】命令,设置工作网格,如图7-4所示:
图7-4设置工作网格
3、创建设计点
设计点是几何构件形状设计和位置定位的参考点。
本实例将通过设计点列表编辑器创建几何构件模型所需要的全部设计点。
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的点(Point),下拉菜单选择(AddtoGround)、(Don’tAttach),并单击PointTable列表编辑器,创建并生成Point_1、Point_2等六个设计点,如图7-5、图7-6所示:
图7-5设计点列表编辑器
图7-6创建设计点
4、创建摇臂(Pivot)
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的平板(Plate),设置平板厚度值(Thickness)为1,圆角半径(Radius)为1,用鼠标左键选择设计点:
Point_1、Point_2、Point_3,按鼠标右键完成摇臂(Pivot)的创建,将其重新命名(Rename)为Pivot,如图7-7所示:
图7-7创建摇臂
5、创建手柄(Handle)
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的连杆(Link),用鼠标左键选择设计点:
Point_3和Point_4,完成手柄(Handle)的创建,将其重新命名(Rename)为Handle,如图7-8所示:
图7-8创建手柄
6、创建锁钩(Hook)
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的拉伸体(Extrusion),选择“NewPart”和“Clsoed”,拉伸体长度(Lengh)设为1,用鼠标左键选择表7-1所示的11个位置,按鼠标右键完成锁钩的创建,将其重新命名(Rename)为Hook,如图7-9示:
表7-1锁钩节点坐标
X坐标
Y坐标
Z坐标
1
5
3
2
-6
6
4
-14
-15
7
8
-12
9
10
-5
11
图7-9创建锁钩
7、创建连杆(Slider)
Point_5和Point_6,完成连杆(Slider)的创建,将其重新命名(Rename)为Slider,如图7-10所示:
图7-10创建连杆
8、创建固定块(GroundBlock)
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的长方体(Box),选择“OnGround”,使其与大地(Ground)固结在一起,按下图创建固定体用鼠标左键选择设计点:
Point_5和Point_6,完成连杆(Slider)的创建,将其重新命名(Rename)为Slider,如图7-11所示:
图7-11创建固定块
7.1.2添加约束
1、添加旋转约束副
选择并点击约束库(Joints)中的旋转副(RevoluteJoints);
选择“1Location”(一个位置),“NormalToGrid”(垂直于工作网络),用鼠标左键选择Point_1,创建摇臂和大地的约束副;
选择“2Bodies-1Location”(两个物体一个位置),“NormalToGrid”(垂直于工作网络),选择摇臂和锁钩两个物体,左键选择Point_2,创建摇臂和锁钩的约束副;
同理选择摇臂和手柄,位置为Point_3,手柄和连杆,位置为Point_5,创建摇臂和手柄、手柄和连杆的旋转约束副。
如图7-12所示:
图7-12添加旋转约束副和圆柱约束副
2、添加圆柱约束副
选择并点击约束库(Joints)中的圆柱副(CylindricalJoints);
选择“2Bodies-1Location”(两个物体一个位置),“NormalToGrid”(垂直于工作网络),在连杆和锁钩之间创建圆柱副,位置为Point_6,如图7-11所示。
3、添加点--面约束副
选择并点击约束库(Joints)中的点--面副(In-PlanePrimitiveJoints);
选择“2Bodies-1Location”(两个物体一个位置),“PickGeometryFeature”(通过几何体特征确定约束副方向),用鼠标左键首先选择锁钩,然后选择固定块,设置约束副的位置(-12,1,0),确定约束副的方向垂直向上,如图7-13所示,创建点—面约束副,使锁钩上的一点可以在固定块的一个平面内移动。
图7-13添加点--面约束副
7.1.3添加载荷
1、添加弹簧
选择并点击载荷库(CreateForces)中的弹簧(Spring-Damper),设置弹簧刚度(K)为800,阻尼(C)为0.5,用鼠标左键选择位置(-14,1,0)、(-23,1,0),创建锁钩和大地之间的弹簧,如图7-14所示。
图7-14添加弹簧
2、添加单向力
选择并点击几何模型库(GeometricModeling)中的连体坐标系(Marker),在位置(-18,14,0)处创建“Mar_5”;
选择并点击载荷库(CreateForces)中的单向力(Force),设置力的方向为“BodyMoving”与物体固连,初始方向选择“PickGeometryFeature”,力设为“Constant”,数值为80;
用鼠标左键选择手柄为参考物体,然后选择Point_4为力的作用点,选择“Mar_5”确定为力的方向,如图7-15所示:
图7-15添加单向力
至此,夹紧机构模型已经成功创建。
选择主工具栏(MainTools)中仿真运行(RunSimulation),设置仿真终止时间(EndTime)为0.2,仿真工作步长(Steps)为100,然后开始仿真,观测模型的运行情况。
7.1.4结果后处理
本小节将通过测量弹簧力的大小测试夹紧机构的夹紧力,通过测量三个点的角度值测试手柄的运动轨迹,并通过创建一个传感器确定夹紧机构的锁止位置。
1、测量弹簧力
将鼠标放置在夹紧机构模型中的弹簧上,按右键选择“Spring_1”中的测量(Measure)命令,并将测量对话框中特性(Characteristic)选项设为力(Force);
系统生成弹簧力变化曲线,如图7-16所示:
图7-16弹簧力测试曲线
2、测量角度
选择菜单栏【Build】→【Measure】→【Angle】→【New】,在测量角度对话框中,鼠标右键单击(FirstPoint)栏,选择“Marker”中的“Pick”,选择Point_5处的Marker作为测量角度的第一点;
相同的方法选择(MiddlePoint)和(LastPoint)为Point_3和Point_6处的Marker。
如图7-17所示:
图7-17测量角度对话框设置示意图
系统生成三个点形成的角度变化曲线,如图7-18所示:
图7-18角度测量曲线
3、创建传感器
选择菜单栏【Simulate】→【Sensor】→【New】,设置传感器对话框,如图7-19所示,表示当“Angle_Mea_4”等于或小于(Lessthanandequal)0,系统将终止(Stop)仿真。
图7-19传感器对话框设置示意图
运行仿真模型,测量的弹簧力和测量角度变化情况如图7-20、图7-21所示,当角度等于0时,系统终止了仿真。
[1]
图7-20弹簧力变化曲线
图7-21测量角度变化曲线
7.2ADAMS/Controls使用实例
本实例以MATLAB作为外部控制程序,以偏心连杆模型为例,讲解ADAMS与MATLAB的联合仿真过程。
主要包括创建机械系统模型、模型参数设置、建立MATLAB控制模型以及结果后处理四个步骤。
机械模型建立、模型参数设置这两步为了导出一个可在MATLAB软件Simulink中使用的模块,这个模块包含了所建立ADAMS模型的信息参数,并有输入输出接口。
利用这个模块在MALTAB中建立控制系统,就可以控制ADAMS模型,在仿真结束后,可以直接在MATLAB中得到所需的数据结果进行后处理。
偏心连杆的形心与大地以铰链相连,连杆可以绕着铰链转动。
连杆右端连接有一个小球,由于小球的
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