adams约束介绍

*,Click to edit Master title style,-,Chapter 3,研究生教程,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,第3章,ADAMS/View,的约束,约束是用来限制和定义,ADAMS,中各零件的位置和运动，模拟机械的实际运行状况，组成完整的机械系统为后续分析作准备。在建立好零件的几何模型后，接下来就要定义约束。,ADAMS/View,的约束可以分为四类：,运动副约束（,Joints）,基本约束（,Joint Primitives）,运动约束（,Motion Generators）,高副约束（,Higher Pair Constraints）,1,约束工具,打开方式：,主工具箱的连接工具集包含大部分常用的约束命令，而由,Build,菜单获得的连接对话框含有所有约束命令。也可在连接工具集中点击图标 ，进入连接对话框。,2,约束,分类,3:,接点介绍,-,有,4,大类的约束,.,运动副约束,基本约束,运动约束,高副约束,Add-on(,复杂,),约束,.,3,3.1、,运动副约束,（,Joints）,ADAMS/View,总共有11种运动副，通过运动副来实现约束，运动副在现实中都能找到与其对应的物理模型，如铰接副、移动副等。每施加一个运动副可把两个零件联系起来，被连接的零件可以是刚体、柔性体和点质量，运动副可以放置在模型中的任何位置。这11种运动副中,Gear,和,Coupler,又称为复杂运动副，其余为简单运动副，复杂运动副通过对简单运动副的组合间接的把零件连接起来。,4,运动副约束,5,6,名 称,图标,说 明,铰接副,Revolute,允许2个零件相对转动，去除2个旋转和3个移动自由度,移动副,Translational,允许2个零件相对移动，去除3个旋转和2个移动自由度,圆柱副,Cylindrical,允许2个零件相对移动或转动，去除2个旋转和2个移动自由度,球副,Spherical,允许2个零件相对转动，去除3个移动自由度,平面副,Planar,允许2件在一平面内运动，去除2个旋转和3个移动自由度,运动副约束,7,名 称,图标,说 明,恒速副,Constant Velocity,限定两个旋转运动等速，去除1个旋转和3个移动自由度,万向节,Hooke,/Universal,旋转运动在两个零件间传递，去除1个旋转和3个移动自由度,螺旋副,Screw,允许一个零件相对于另一个零件的轴线旋转，并且有轴向移动。需定义螺距值。正螺距值创建右手螺纹。去除2个旋转和3个移动自由度,齿轮副,Gear,复杂运动副，把3个零件和2个简单运动副连接起来形成齿轮运动和其它类型的运动,关联副,Coupler,把2个或3个简单运动副连接起来实现运动或能量的传递,固定副,Fixed,把2个零件固连在一起,运动副约束,8,三种连接构件方法的选择,（1）1个位置（1,location),(2)2,个构件1个位置（2,bodies-1location),(3)2,个构件2个位置（2,bodies-2location),两种连接方向的选择,（1）栅格方向（,Normal to Grid）,（2）,选取方向（,Pick Feature）,一般连接约束副的创建方式(,JOINT_1),（,1）,点选所需的连接约束图标；,（2）确定连接构件的方法和选择连接方向；,（3）依次选择相互连接的构件1、构件2、连接位置、连接方向。,举例,施加齿轮副,齿轮副由,两个齿轮、一个连接支架和两个连接副,组成。在两齿轮的啮,合点上设置,速度标记,（坐标系标记），齿轮副中的连接副可以是铰接接,棱柱副、圆柱副，模拟圆柱齿轮、斜齿轮、行星齿轮、锥齿轮和齿条。,连接方法：,9,齿轮副创建方法：,（1）设置个齿轮的连接副；,（2）设置数度标记；,a,计算齿轮啮合点的坐标，,b,点击图标 ，点击啮合点。,c,修改速度标记的坐标和方向，,Z,轴方,向应指向齿轮啮合点的运动方向。,（3）选择齿轮副 ，出现对话框：在 后面输入两个齿轮,连接副的名称，两名称中间用“，”连接。也可右击输入框，在出现的,浮动菜单中选择,Joint、Pick,（,在模型中选择连接副），,或选择,Browse，,在数据导,航对话框中选择连接副,在速度标记命令,后面输入速度标记名称。,也可以右击输入框，选择,10,Marker,Pick,或,Browse,选择速度标记名称。,点击 ，完成齿轮副的创建。,举例,施加关联副,对于皮带轮、链轮和滑轮可用关联副进,行仿真。,（1）建立各轮的连接副；,（2）点击带轮工具图标 ；,（3）先选择主动轮，再选择从动轮；,（4）若有三个皮带轮，启动修改皮带轮对话框，进行修改。,11,3.2、,基本约束,（,Joint Primitives）,ADAMS/View,提供了5个基本约束，基本约束对零件的相对运动进行了限定，如限定两个零件必须平行运动，或者是限定它们的运动路线相互垂直等。基本约束在现实中没有物理原型，通过基本约束的组合可以产生定义与运动副约束相同的约束，也可实现运动副约束无法实现的复杂约束。,12,名 称,图标,说 明,平行约束,Parallel Axes,约束构件1的连接点，只能沿着构件2连接点标记的,Z,轴运动。去除2个旋转自由度,垂直约束,Perpendicular,约束构件1的,Z,轴始终垂直于构件2的,Z,轴，即：约束构件1只能绕构件2的二个轴旋转。去除1个旋转自由度,方向约束,Orientation,限定两个零件的零件坐标系坐标轴同向，不能相对旋转，去除3个旋转自由度,点面约束,Inplane,限定一个零件在另一个零件的某个平面上运动，去除1个移动自由度,点线约束,Inline,限定第一个零件沿第二个零件上的某条直线运动，去除两个移动自由度,13,基本约束,(cont,),3:,接点介绍,-,先、后关系,!,注意,Description,DOF removed,InLine,一,个点,只能沿,着直线移动,2,Translationa,l,InPlane,一,个点,只能沿,着,指定的平面,移动,1,Translational,Orientation,一个坐标,系不能,旋转,Parallel Axis,一个坐标,系可以,对一个轴旋转,3,Rotational,2,Rotational,Graphic,First part,Second part,First part,Second part,First part,Second part,First part,Second part,Perpendicular,一个坐标,系可以,对两个轴旋转,1,Rotational,Second part,First,part,i,j,14,基本,约束,方法,（1）在,Bulid,菜单中选择,Joints，,显示连接对话框，选择有关约束工具；,（2）在设置栏中选择连接构件的方法（3种，,New,add,ground）；,（3）选择连接方向（2种，栅格方向,或,选取方向）；,（4）选择1个或2个构件；,（5）确定连接点的位置；,（6）选取连接方向,15,3.3、,运动约束,运动约束通过对模型施加运动来实现对模型的约束，一旦定义好运动后，模型就会按照所定义的运动规律进行运动，而不考虑实现这种运动需要多大的力或力矩。,ADAMS/View,定义了两种类型的运动约束：运动副运动和点运动。,运动副运动是在已有运动副（铰接副、移动副、圆柱副）上进行添加，有移动和转动两种，带动零件作相应的移动和转动，每施加一个运动约束模型去除一个自由度。,点运动有单向点运动和一般点运动。前者可定义两个零件沿着一个轴移动或转动，后者可定义两个零件沿三个坐标轴的移动或转动，拥有全自由度。,16,ADAMS,的运动产生器,4:,物体运动行为与负载,-,ADAMS/View,提供两种运动方式,.,接点运动,.,使用接点位置定义相对运动的方向,删除一个,DOF,具有两种方式,.,平移,(Translational),接点运动,旋转,(Rotational),接点运动,一般,(Point)Marker-Based,运动,.,使用,CSMs,的位置与座标系去定义相对运动,删除,1,到,6,个,DOF(rot.and/or trans.),Motion,产生器需为,位移、速度、加速度,之时间函数,如,M(t)=360d*time,17,1。,运动的类型和定义值,（1）连接运动：,定义铰接副、棱柱副和圆柱副中的移动和转动，每一个连接运动约束一个自由度。,（2）点运动：,定义两点之间的运动。如圆柱副、球副等。,2。,约束连接的相对运动,（1）约束移动运动,单位：,mm/sec,（2）,约束转动运动,单位：,deg/sec,3.约束点运动,（1）单点运动：。,指定两个构件沿1根周移动或转动,（2）一般点运动：。,指定两个构件沿3根周移动或转动,18,在,ADAMS,公式编辑器的使用,公式编辑器,可用于定义,参数,的输入,。,运动,方程式,的定义为位移,速度,加速度的时间函数,如下式所示：,STEP(time,0,0,1,1)*20d*sin(2*pi*time),在,ADAMS,中几乎可以产生任何的方程序 ，包含微分方程序等：,-,语法使用,Fortran 77,表示法,4:,物体运动行为与负载,-,19,Function Builder,元件,Function Builder,编辑器,函数分类,内建函数,或,自订函数,基本算术运算子,4:,物体运动行为与负载,-,绘图,Plot,功能，必须在有设定,motion,F(time),下才能运作。,20,3.4、,高副约束,两个构件通过点或线的接触组成的运动副称为高副，在,ADAMS/view,中指的是凸轮机构，包括点线凸轮机构和线线凸轮机构。,21,凸轮机构,尖底凸轮机构（约束2的移动自由度）和曲底凸轮机构（约束3个位自由度）。,产生凸轮机构的方法：,（1）选择尖底凸轮工具图标 ，或平底凸轮工具图标 。,（2）对尖底凸轮选择从动轮上的触点，或对曲底凸轮选择从动轮上的曲线。,（3）选择凸轮的,的,轮廓曲线。完成后可利用修改对话框，修改凸轮的触点或曲线、,设置,初始条件。,22,注意：,（1）使用足够多的点来定义曲线。,（2）尽可能使用封闭曲线。,（3）曲线应包括凸轮运动的全部范围。,（4）避免,将,初始触点定义在曲线的节点附近。,（5）避免曲底凸轮机构产生一个以上的触点。,（6）可以使用一条曲线定义多个接触约束。,23,碰撞限制,-Pin-In-Slot Cams,碰撞限制包含：,Pin-in-slot Cams,Curve-on-curve Cams,移除两个DOF,构成元件：,两个物件 第一个物件-接触点 第二个物件-曲线,一个接触点,一条曲线,一般应用于点对边缘接触或销对槽接触的凸轮设计（point-edged cam-follower system and pin-in-slot system),Be careful with open curves!,If point goes off either end,simulation will fail.It is better to use closed curves where possible,Pin-in-slot Cams,3:,接点介绍,-,24,物件的接触碰撞固定于曲线之间，因此，碰撞点 不会离开曲线。,移除两个,DOF,构成元件,两个物件,两条曲线,一般应用于凸轮对凸轮的系统,碰撞限制,-Curve-On-Curve Cams,Curve-on-curve Cams,3:,接点介绍,-,25,可使用 Modify Joint 对话框 修改接点的特性,对接点设定磨擦力,设定基本特性,设定动作,设定初始状况,修改接点,3:,接点介绍,-,26,磨擦力只能加诸,revolute,或,translational,接点上,(10,版支援全部类型的接点,),所有接点内定是没有磨