4-2-压力机建模与仿真

肖涵[e-mail]2012.10机械系统动力学及仿真软件ADAMS应用例2.2：小型压力机，初始设计长度为lAB=100mm，lBC=200，lAD=200。驱动力F=140N作用在构件1的D点，且始终与AD保持垂直。滑块C向下运动压紧工件，其压紧力P用弹簧力来模拟。弹簧的刚度K=5N/mm，阻尼系数C=0。①试建立该压力机的虚拟样机模型；②进行动力学仿真分析，给出在压紧过程中工件所受压力的变化情况。例2.1：创建曲柄摇杆机构的虚拟样机模型；分析摇杆3的运动例2.2：分析小型压力机在压紧过程中工件所受压力的变化情况比较例2.1与例2.2的区别？§4.2.1启动ADAMS并设置工作环境§4.2.2建立实体模型并施加约束§4.2.3施加力力的特性：试图使物体在特定的路线上运动不像运动副那样准确地连接物体不像驱动那样绝对地规定原动件的运动力在系统中不会增加或者减少系统的自由度一、力子工具箱外力：构件上的外载荷特殊力：主要指重力、轮胎力和分布载荷接触力：当模型运动，两个构件的表面之间发生接触时，在接触的部位将产生接触力。柔性连接力：作用在两个构件间，与两构件的相对位移或相对速度成正比的相互作用力或力矩时断时续的接触：如下落的钢球与铁板之间的碰撞，开始接触时，两个构件开始出现材料压缩，构件的动能转化成材料的压缩势能，并伴随着能量的损失；压缩到最大值，两个构件的相对速度为零；随后两个构件又要开始弹起并分开，势能转换成动能，并伴随着能量的损失。连续的接触：这种情况下，两个构件始终接触。这时系统会把这种接触定义为一种非线性弹簧的形式，构件材料的弹性模量当成弹簧的刚度，阻尼当成能量损失。接触力有两种类型：柔性连接力：包括衬套力(Bushing)、拉压弹簧阻尼器(TranslationalSpring-Damper)、扭转弹簧阻尼器(TorsionSpring-Damper)、无质量梁(MasslessBeam)、力场(Fieldelement)运动副是在两个构件之间添加的刚性连接关系，运动副关联的两个构件在运动副约束的自由度上不能产生相对运动，但可以产生约束反力或约束力矩除了刚性连接外，两个构件之间可能还有柔性连接关系，如拉压弹簧阻尼器、扭转弹簧阻尼器等当柔性连接的两个构件产生相对位移和相对速度时，将产生柔性连接力，它不影响系统的自由度。凸轮与尖端从动件之间的接触力是怎样产生的？可以在凸轮和尖端从动件之间施加柔性连接力来产生接触力也可以施加其它形式力，如磁力等来产生接触力。凸轮－尖端从动件的运动学仿真拉压弹簧阻尼器拉压弹簧阻尼器作用在有一定距离的两个部件上。创建弹簧阻尼器时，选择的第一个构件是作用构件，第二个构件为反作用构件，施加在两个构件上的力分别为作用力和反作用力，两者大小相等，方向相反取弹簧的推力方向为正方向，ADAMS通过下式计算弹簧力F：00()dRFCKRRFdt二、创建弹簧教材P46页图2-63三、创建驱动力例2.2：驱动力F=140N作用在构件1的D点，且始终与AD保持垂直。滑块C向下运动压紧工件，其压紧力P用弹簧力来模拟。弹簧的刚度K=5N/mm，阻尼系数C=0。①试建立该压力机的虚拟样机模型；②进行动力学仿真分析，给出在压紧过程中工件所受压力的变化情况。三、创建驱动力教材P47页图2-64SpaceFixed：空间固定力，力的方向相对于总体坐标系不变，即仿真计算过程中力的方向不随受力构件位形的变换而变化BodyMoving：构件固定力，力的方向相对于受力构件的局部坐标系不变，由于构件受力后，其位形将会发生改变，力的方向时刻在改变Run-timeDirection：力方向特征下拉列表：TwoBodies：在两个构件上的两个点之间产生一对作用力和反作用力，力的方向在这两点的连线上，由于两个构件在计算过程中相对位形会发生改变，所以力的方向也会发生改变Construction：力方向的定义方法下拉列表：NormaltoGrid：确定力的方向垂直于工作栅格平面PickGeometryFeature：手动选择方向矢量来定义力的方向，当鼠标选择了力的作用点，在图形区移动时，会出现一个方向箭头，出现用户需要的方向时，单击鼠标左键即可Characteristic：力值的定义方法下拉列表：Constant：定义常数力值Custom：采用用户自定义的函数来表示力值大小四、仿真与测试1.仿真模型教材P48页图2-662.测试模型（1）曲柄角度的测量教材P49页图2-68(2)弹簧力的测量教材P50页图2-69弹簧力的测量结果教材P50页图2-70弹簧力相对于曲柄角度的测量曲线教材P50页图2-71§4.3行星轮系建模与仿真教材P51页图2-72例2.3:行星轮系，已知两个齿轮的齿数分别为z1=40，z2=20，模数m=5mm。齿轮1与地面固联（即为机架），系杆H为原动件，其角速度为ωH=30º/s。试建立该行星轮系的虚拟样机模型，并分析行星轮2相对系杆H运动的角速度大小v§4.4凸轮机构建模与仿真例2.4：尖端移动从动件盘型凸轮机构，凸轮1为一半径R=100mm偏心圆盘，凸轮的回转中心A到凸轮的几何中心O的距离H=30mm，凸轮匀速转动的角速度为ω1=30(º)/s。试建立该凸轮机构的虚拟样机模型，并分析尖端从动件的运动规律