1起重机的建模和仿真,如下图所示。
1)启动ADAMS
1. 运行ADAMS,选择create a new model;
2. modal name 中命名为lift_mecha;
3. 确认gravity 文本框中是earth normal (-global Y),units文本框中是MKS;ok
4. 选择setting——working grid,在打开的参数设置中,设置size在X和Y方向均为20 m,spacing在X和Y方向均为1m;ok
5. 通过缩放按钮,使窗口显示所有栅格,单击F4打开坐标窗口。
2)建模
1. 查看左下角的坐标系为XY平面
2. 选择setting——icons下的new size图标单位为1
3. 在工具图标中,选择实体建模按钮中的box按钮
4. 设置实体参数;
On ground
Length :12
Height:4
Depth:8
5. 鼠标点击屏幕上中心坐标处,建立基座部分
6. 继续box建立Mount座架部件,设置参数:
New part
Length :3
Height:3
Depth: 3.5
设置完毕,在基座右上角建立座架Mount部件
7. 左键点击立体视角按钮,查看模型,座架Mount不在基座中间,调整座架到基座中间部位:
①右键选择主工具箱中的position按钮图标中的move按钮
②在打开的参数设置对话框中选择Vector,Distance项中输入3m,实现Mount 移至基座中间位置
③设置完毕,选择座架实体,移动方向箭头按Z轴方向,Distance项中输入2.25m,完成座架的移动
右键选择座架,在快捷菜单中选择rename,命名为Mount
8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框,在set location中,选择pick 选择Mount.cm座架质心,并选择X轴和Y轴方向,选择完毕,栅格位于座架中心
选择主工具箱中的视角按钮,观察视图
将spacing—working grid ,设置spacing中X和Y均为0.5
10. 选择圆柱实体绘图按钮,设置参数:
New part
Length:10m
Radius:1m
选择座架的中心点,点击左侧确定轴肩方向,建立轴肩,单击三维视图按钮,观察视图
11. 继续圆柱工具,绘制悬臂
①设置参数:
New part
Length: 13m
Radius: 0.5m
②选择Mount.cm作为创建点,方向同轴肩,建立悬臂
③右键选择新建的悬臂,在快捷菜单中选择part_4——Rename,命名为boom
④选择悬臂,移动方向沿X轴负向,实现悬臂的向左移动:
1)右键选择工具箱中的position按钮中的move按钮
2)在打开的参数对话框中,选择vector,distance中输入2m,点击悬臂,实现移动
⑤右键点击实体建模按钮,在弹出的下一级菜单中选择导圆角工具,设置圆角半径为1.5m
⑥左键选择座架上侧的两条边,点击右键,完成倒角
12. 选择box按钮图标,创建铲斗
①设置参数:
New part
Length : 4.5
Height: 3.0
Depth: 4.0
②选择悬臂左侧中心点,命名为bucket,建立铲斗
③右键选择position按钮下一级按钮move按钮
④在打开的参数对话框中,选择vector,distance中输入2.25m,选择铲斗,移动方向沿全部坐标系X轴负方向,实现铲斗的横向移动
⑤在主工具箱中,选择三维视图按钮,察看铲斗
⑥继续选择move按钮,设置参数中选择vector,distance中输入2.0m,选择铲斗,移动方向沿全部坐标系 Z轴负方向,实现铲斗的纵向移动
⑦移动完毕,选择主工具箱中的渲染按钮render,察看三维实体效果,再次选择render按钮,实体图则以线框显示
⑧右键点击实体建模按钮,再弹出的下一级按钮中选择倒角工具,在打开的参数设置对话框中,设置倒角Width为1.5m,
⑨选择铲斗下侧的两条边,完毕单击右键,完成倒角
⑩右键选择实体建模工具按钮,再下一级按钮中选择Hollow按钮,在打开的参数设置对话框中设置参数Thickness为0.25m
选择铲斗为挖空对象,铲斗上平面为工作平面,完毕点击右键挖空铲斗
3)添加约束
根据图示关系,添加链接
①在主工具箱中,选择转动副,下方的参数设置对话框中,设置参数2 bod ——1 loc和pick feature
②选择基座和座架,然后选择座架中心Mount.cm,旋转轴沿y轴正向,建立座架与基座的转动副
③继续用转动副按钮,建立轴肩与座架间的转动副,设置参数为2 bod——1 loc 和Normal to grid,选择轴肩和座架,再选择座架中心点,建立转动副
④继续用转动副按钮,建立铲斗与悬臂间的转动副,设置参数为2 bod——1 loc 和Normal to grid,选择铲斗与悬臂,再选择铲斗下侧中心点,建立转动副
⑤选择主工具箱中的平动副,设置参数2 bod——1 loc和pick feature,选择悬臂与轴肩,再选择悬臂中心标记点,移动方向沿X轴正方向,建立悬臂和轴肩间的平动副
⑥右键点击窗口右下角的Information 信息按钮,选择约束按钮,观察是否按要求施加约束,关闭信息窗口
⑦检查完毕,选择仿真按钮,对系统进行仿真,观察系统在重力作用下的运动
4)添加运动
①选择主工具箱中的旋转运动按钮,右键点击座架中心标记点,在弹出的选择窗口中,选择JOINT_mount_ground,给座驾与基座的转动副添加转动运动
②选择俯视图按钮,观察旋转运动副的箭头图标
③右键点击该运动,在弹出的快捷菜单中选择motion_mount_ground——modify在修改对话框中,修改function项为360d*time
④重复上述动作,在轴肩和座架之间建立旋转运动Motion_shoulder_ground,
⑤右键点击该运动,在弹出的快捷菜单中选择motion_shoulder_ground——modify在修改对话框中,修改function项为-STEP(time,0,0,0.10,30d)
⑥重复上述动作,在铲斗和悬臂之间建立旋转运动Motion_bucket_boom
⑦设置运动函数为45d*(1-cos(360d*time))
⑧右键点击主工具箱中旋转运动按钮,选择下一级平行运动按钮,点击悬臂中心平动副,在悬臂和座架间建立平行运动
⑨设置平行运动函数为STEP(time,0.8,0,1,5)
⑩选择主工具箱中的仿真按钮,设置仿真参数END Time:1;Steps:100,进行仿真
5)测量和后处理
①鼠标右键点击铲斗,打开右键快捷键,选择测量measure
②系统打开参数设置对话框,将Characteristic设置为CM Point,Component 设置为Y,测量Y向位移。
③点击Apply,出现空白的测量窗口
④点击总工具箱中测量长度按钮,测量悬臂左端点与轴肩右端点间的距离保存文件qizhongji在E:\jiben05\20053377目录中,推出系统。
2 其它CAD图与ADAMS软件的接口
1)在solidedge、solidwork、proe、UG等三维造型软件中,绘制三维图形,下图所示为装载机的工作装置CAD三维图;
装载机工作装置中包含许多零部件,为简化仿真模型,可以在建立三维图形时,将链接螺栓等非传动件忽略,将其质量添加到相连的传动件上即可,切记:在CAD软件装配图绘制完三维图后,将文件保存为.igs为后缀的格式退出。
2)将三维CAD图形文件调入ADAMS软件
打开ADAMS软件,进入ADAMS界面,进行以下操作:
①在File菜单,选择Import命令,显示文件输入对话框。
②在File Type栏,选择输入的CAD文件格式,后缀为.igs格式,显示输入的CAD文件对话框,如上图所示。
③在File To Read右边的空框内输入文件名,方法为:鼠标放在空框内,点击右键,选择browse,打开文件浏览对话框,找到已保存的后缀为.igs的文件,双击即可。
④在Part Name 栏,输入ADAMS数据库名。
⑤选择OK按钮,即可将CAD文件调入ADAMS软件中。
1)点击放大缩小图标,将鼠标放在绘图视窗内,按下左键,移动鼠标,显示调入的图形;
2)修改个零部件的物理特性:视图在由CAD软件调入ADAMS软件后,其各部件的物理特性丢失,只保留了几何特性,所以,为进行系统仿真,需要对每一个零部件添加材料特性,方法如下:
①将鼠标放在要修改的零部件上,点击右键,依次选择:浮动菜单的第一
项part—modify,打开修改对话框;
②在category栏选择mass properties;在define mass by栏选择geometry
and material type;在material type 栏,输入零件的材料
③点击修改对话框下角的show calculated inertia,计算零件的质量和转
动惯量等参数;
④Ok退出,即完成零件的物性修改,其它零件类推。
3)根据前面仿真分析方法对导入后的装载机工作装置进行仿真分析。
4)测量输出起升油缸的作用力,保存文件,退出系统。