adams第四章部件和坐标系

S1-1ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationMSC.Software公司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-NT1S1-2ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation4.0部件和坐标系●本章内容：●坐标系●部件坐标系●坐标系标记点●部件和几何外形之间的关系●部件、几何外形和标记点●ADAMS/View中部件的类型●部件的质量和转动惯量●测试S1-3ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation坐标系●坐标系（coordinatesystem）的意义●坐标系是定义运动学和动力学分析量必要的测试对象。S1-4ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation坐标系(续)●坐标系的类型●Globalcoordinatesystem(GCS)：全局坐标系●属于大地部件。●定义整个模型的绝对参考点（0，0，0）和坐标轴的方向，用来生成其它的局部坐标系。●Localcoordinatesystems(LCS)：局部坐标系●Partcoordinatesystems(PCS)：部件坐标系●Markers：坐标系标记点S1-5ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件坐标系●部件坐标系(PCS)的定义●生成可动部件时自动定义。●每个部件只有一个部件坐标系●部件坐标系的位置和方向通过相对于GCS的位置和方向来定义。●初始生成时，每个可动部件的PCS与GCS的位置和方向相同。S1-6ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation坐标系标记点(Marker)●坐标系标记点的定义●属于一个可动部件并随部件一起运动。●一个可动部件上可以包含若干个标记点。●其位置和方向可以相对于GCS和PCS的位置和方向角度来定义。S1-7ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation坐标系标记点(续)●坐标系标记点的定义(续)●当需要一个唯一的位置，比如：●一个部件质心的位置。●几何外形的定位点。●当需要一个唯一的方向，比如：●可动部件的转动惯量的相对坐标轴的方向。●约束的方向。●施加载荷的方向的定义。●在ADAMS/View中，按照缺省的方式，所有的标记点的位置和方向都是相对于GCS来定义的。S1-8ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件和几何外形之间的关系●部件●定义可以相对于其它的物体运动的可动物体（刚性体或弹性体），该对象包含以下特性：●质量●转动惯量●初始的位置和方向(PCS)●初始的速度●几何外形●为了可视化的效果加在可动部件上，比如：●长度●半径●宽度●对于大多数的仿真分析来说，几何外形是不需要的注意：某些分析中包含碰撞问题，而碰撞力的定义需要依据几何外形来确定碰撞力的大小，有关这个问题，我们将在HatchbackIV部分进行讨论。S1-9ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件和几何外形之间的关系(续).model_1.UCA.cyl_1(Geometry).model_1.UCA.sphere_1(Geometry).model_1.UCA(Part)S1-10ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件、几何外形和标记点●MSC.ADAMS中对象的依存关系●要理解ADAMS/View中部件、几何外形和标记点之间的关系，有必要先了解下图所示的对象之间的依存关系：Marker.mod.pend.mar_2Marker.mod.pend.mar_1Geometry.mod.pend.cylMarker.mod.pend.cmGeometry.mod.pend.sphPart.mod.pendModel.modS1-11ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationmar_1cylcmsphmar_2部件、几何外形和标记点(续)单摆S1-12ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationADAMS/VIEW中部件的类型●刚性体(Rigidbody)●可以运动，具有六个自由度●具有质量和转动惯量等力学性质●不能变形●弹性体(Flexiblebody)●可以运动●具有质量和转动惯量等力学性质●受到外力时会产生变形●点质量(Pointmass)●可以运动，但只有三个自由度●具有质量，但不考虑几何外延●大地(Groundpart)●每个模型中必须存在，且在进入ADAMS/View后系统会自动生成●定义绝对坐标系(GCS)及坐标原点，并且在仿真过程中始终静止不动●在计算速度和加速度时起着惯性参考坐标系的作用S1-13ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件的质量和转动惯量●质量和转动惯量性质●ADAMS/View只对三维的刚性体自动地计算其质量和转动惯量性质●ADAMS/View依据该部件的几何体积和密度或材料计算该部件的总质量和转动惯量●你可以手工改变部件的这些性质●ADAMS/View相对于一个代表部件质心的标记点(cm)来定义部件的质量和转动惯量，该标记点的三个坐标轴代表该部件转动惯量的三个主惯性轴，因此定义转动惯量Ixx,Iyy,Izz●你可以修改该坐标系的位置和方向。S1-14ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation部件的质量和转动惯量(续)Part1cmmarkercmmarker(shiftsasnewgeometryisaddedtothepart)Part1S1-15ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation测试●MSC.ADAMS中的测试●代表你想要在仿真过程中关注的一些量，比如：●某部件上一点的位移、速度、加速度●约束反力●两个物体之间的夹角●其它使用用户函数定义的数据结果●在仿真过程中捕捉不同时刻点的测试值数据S1-16ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation测试(续)●在对象中可以直接定义的测试●对于模型中的部件、载荷和约束可以直接建立一些测试，如：S1-17ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●问题描述●找到一个石块下落1秒后的位移、速度和加速度，该石块的初始速度为0，只受重力作用。S1-18ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●练习开始●首先在目录exercise_dir/mod_04_falling_stone下启动ADAMS/View并建立一个模型。在该目录下运行ADAMS/View可以保证所有的数据文件都存储在那个目录下。●要开始练习：1.启动ADAMS/View。2.在出现的Welcome对话窗口内：在标题Howwouldyouliketoproceed下选择Createanewmodel将目录设为exercise_dir/mod_04_falling_stone模型的名称为projectile。注意Gravity是EarthNormal(-GlobalY)注意Units使MMKS-mm,Kg,N,s,deg。3.选择OK.S1-19ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●建立石块（stone）●使用工具Sphere生成一个球心在坐标原点半径为50mm的石块（Stone）部件。你需要将部件的名称改为stone并设置其质量为1kg。●要建立石块：1.在生成球体时要显示坐标值，这样你可以知道其尺寸，从菜单View下选择CoordinateWindow。2.将光标移至主工具箱内RigidBody工具包内点击右键，然后选择工具Sphere。3.按照状态栏内的提示先选择球心在坐标原点然后移动鼠标直至生成一个半径为50mm的球体。S1-20ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●要将该部件改名为stone：1.将光标移至该球体，点击鼠标的右键，在出现的窗口内指向Part:PART_2然后选择Rename。2.在NewName文本窗口内，输入.projectile.Stone，然后选择OK。●要将该部件的质量设置为1kg：1.将光标移至该球体，点击鼠标的右键，在出现的窗口内指向Part:Stone，然后选择Modify。2.在DefineMassby文本窗口内，选择UserInput。3.如果出现警告的信息窗口，现在Close。4.在Mass一栏内输入1.0。5.选择OK。S1-21ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●对下落的石块生成测试●要计算石块质心点在ŷg方向即垂直方向的位移、速度和加速度，你将生成三个对部件对象的测试，你将设置测试为Y方向的测试。●要计算石块在ŷg方向的位移：1.将光标移至该球体，点击鼠标的右键，在出现的窗口内指向Part:Stone，然后选择Measure。2.在MeasureName一栏输入displacement。3.设置Characteristic为CMposition。4.设置Component为Y。5.选择CreateStripChart。6.选择OK。出现一个测试的曲线图。曲线图中是空的，因为你需要运行一次仿真，以便ADAMS/View能够有必要的信息生成曲线。S1-22ADM701,Section1,November2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation练习4–下落的石块●要计算石块在ŷg方向速度的测试：1.右键点击stone,然后选择Measure。2.在MeasureName一栏内输入velocity。3.设置Characteristic为CMvelocity。4.设置Component为Y.5.选择Createstripchart。6.选择OK.●要计算石块在ŷg方向加速度的测试：●按照上面的指导，除了在MeasureName一栏内输入acceleration和Characteristic为CMacceleration。S1-23ADM701,Section1,Novembe