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1、第三讲 ADAMS约束和载荷施加与修改,一、约束的施加与修改,二、载荷的施加与修改,1.1、约束的概述和分类,ADAMS/View可以处理以下4种类型的约束： 1) 常用运动副约束 2) 指定约束方向，即：限制某个运动方向 3) 接触约束，定义两构件在运动中发生接触时，是怎样相互约束的。 4) 约束运动。,1.2、约束工具,有两种启动约束工具的方法： 一种是在主工具箱中，选择连接工具集图标或运动工具集图标，然后选择约束工具。 另一种方法是在Build菜单中选择Joints项，可显示连接对话框。,常用约束工具,接触约束工具,运动约束工具,凸轮约束工具,状态参数设置,约束与运动工具集,1.3、常用
2、运动副,ADAMSview提供了l 2种常用的运动副工具。通过这些运动副，可以将两个构件连接起来。被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。又分为简单运动副和复杂运动副。 简单运动副：铰链连接、移动副、转动副等。,简单副连接,高副连接,简单约束工具集,转动副施加过程,操作工具,下方状态参数设置,一个位置,两物体、一个位置,两物体、两位置,指定物体和位置,垂直栅格,指定方向,指定方向,第一物体,第二物体,注意： 在施加运动副的过程中，程序要求依次选择被连接的构件1和构件2，ADAMS/View设定在两个被连接的构件中，是构件1被连接到构件2上面。例如：如果要使用旋转运动副将一扇门连接到门
3、框上，在选择被连接的构件时，首先应该选择门，然后选择门框。 产生运动副时，ADAMS/View自动为运动副设置一个名称，运动副取名为 “JOINT_”+“序号”，例如：JOINT_1,复杂运动副：齿轮副、关联副、凸轮副。 1、施加齿轮副 齿轮副由两个齿轮，一个连接支架和两个连接组成。在两个齿轮(连接件)的触点设置一个坐标系标记，称为速度标记，两个连接件都以速度标记坐标系为自己的定位坐标系。速度标记到两个连接点的距离决定了齿轮的传动比，速度标记的轴定义了齿轮啮合点的速度和啮合力的方向。齿轮副中的连接可以是铰接副、棱柱副或圆柱副，用户可以选择不同类型的连接，模拟不同的齿轮连接形式。,两个连接,齿轮
4、副名称,一个标志点,齿轮副施加对话框,施加齿轮副注意如下： 1)按以上介绍的运动副设置方法，分别设置齿轮副的两个连接。在设置时，应注意首先选择的构件为齿轮，其次为连接支架。 2)在几何建模工具集，选择标记工具图标，设置速度标记，即定义齿轮啮合点。 注意，速度标记z轴的方向，应该指向齿轮副啮合点的运动方向。,2、凸轮机构 （1）凸轮机构ADAMS/View可以处理两种形式的凸轮机构：尖底凸轮机构和曲底凸轮机构。 在尖底凸轮机构中，定义构件1为从动轮，可以旋转运动，同时构件1上的触点始终沿着构件2（凸轮）的轮廓曲线运动。尖底凸轮约束了2个移动自由度。 在曲底凸轮机构中，约束条件1（从动轮）上的一条
5、曲线始终沿着构件2（凸轮）的轮廓曲线运动。曲底凸轮约束了3个自由度。应用时应该注意曲底凸轮机构中只允许有一个接触点,凸轮副施加参数设置,凸轮副类型,凸轮啮合线类型,凸轮副施加对话框,1) 使用足够多的点来定义曲线。 2) 尽可能使用封闭曲线。 3) 所定义的曲线应该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接点附近。 5) 应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。,设置凸轮机构时应注意以下方面：,1.4、修改运动副,利用弹出式菜单，选择有关运动副，再选择Modify命令 1)运动副名称、连接的构件1和构件2、连接类型、仿真分析时是否显示连
6、接力 2)设置初始条件。对铰接副、棱柱副和圆柱副，可以设置初始条件，包括：构件1的连接点相对于构件2的初始位移和初始速度等。,3)指定连接的运动。用户可以强行指定运动副中可以活动的轴的运动规律。例如：指定棱柱副沿z轴的按一定的时间函数规律运动。 4)对铰接副、棱柱副、圆柱副、万向副和球形副，可以施加动态和静态摩擦力，以及预紧力。,运动副修改对话框,运动副名称,第一连接件,第二连接件,连接形式,初始参数设置,是否显示连接力,1.5、指定约束,ADAMSView提供了5种常用的指定约束工具。用户可以灵活运用这些约束工具，组成不同的约束。,指定约束对话框,1.6、 定义机构的运动,运动的类型和定义值
7、 通过定义机构遵循一定的规律进行运动，可以约束机构的某些自由度，另一方面也决定了是否需要施加力来维持所定义的运动。 ADAMSView提供了以下两种类型的运动： (1)连接运动 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了一个自由度。,连接运动工具,移动运动工具,旋转运动工具,指定移动速度操作过程,操作工具,参数设置,移动速度,指定转动速度操作过程,操作工具,参数设置,转动速度,(2)点运动 点运动定义两点之间的运动规律。定义点规律时，还需指明运动的方向。点运动可以应用了任何典型的运动副。,点运动工具,单项运动,复合运动,点运动操作过程,操作工具,参数设置,移动速度,
8、一个位置,两物体、一个位置,两物体、两位置,指定物体和位置,垂直栅格,指定方向,指定方向,指定类型,指定移动或转动,一般点运动操作过程,操作工具,参数设置,一个位置,两物体、一个位置,两物体、两位置,垂直栅格,指定方向,指定物体和位置,指定方向,其大小设置在随后出现的对话框中，方向在操作中指定。,一般点参数设置对话框,运动名称,移动点,参考点,参数设置,运动可以是与时间有关的位移、速度和加速度。在默认状态下，运动的速度定义为常数。用户可以自定义运动值,运动修改对话框,运动名称,连接类型,连接名称,运动方式,运动参数设置,公式编辑器,公式编辑器对话框,公式输入窗口,编辑公式,实例：,Step(t
9、ime，t0，v0, t1，v1),运动速度大小为阶梯变化时,初试时间,初试速度,结束时间,结束时间,正确地约束机构的若干技巧：,1)在样机建模时，应该逐步地对构件施加各种约束，并且经常对施加的约束进行试验，检查是否有约束错误，通过这种方法可以比较容易地发现约束错误。,2)在设置运动约束时要注意选择对象的顺序，正确的选择对象。ADAMSView设定在两个被连接的构件中，构件1被连接到构件2上面,3)应该注意约束的方向是否正确。错误的约束方向，可以导致某些自由度没有被约束，或者约束了不应该约束的方向。,4)注意检查约束类型是否正确。,5)尽量使用一个运动副来完成所需的约束，如果用多个运动副来约束
10、两个构件，每个运动副实现的自由度约束有可能会重复，这样会导致无法预料的结果。,6)定期地检查样机系统的自由度。在Tools菜单，选择Model verify命令，可以显示当前样机系统自由度的信息。,7)在没有作用力的状态下，通过运行系统的运动学分析来检验样机。,二、系统载荷的概述和分类,ADAMS提供四种载荷：作用力、柔性力特殊力和解触力 ADAMS施加载荷很重要，是正确进行系统仿真的基础 施加载荷是要明确力作用的零件和作用点的位置、大小和方向 载荷分为衡载（大小、方向不变），变载荷（大小或方向变化或同时改变）。,力、力矩工具,柔性力与特殊力,状态参数设置,载荷工具集,2.1、简单载荷的施加和
11、修改,工具集,单项力,单项力矩,组合力,组合力矩,组合力、力矩,单向力、单项力矩、组合力、组合力矩,单项力的施加,操作工具,参数设置,空间固定,物体固定,指定方向,与栅格垂直,大小设置：常量变量,组合力的施加,操作工具,参数设置,一个位置,两物体、一个位置,两物体、两位置,指定物体和位置,垂直栅格,指定方向,指定方向,设定大小给定方式,2.2、柔性载荷的施加和修改,工具集,无质量梁力,拉压弹簧,扭转弹簧,模态力,力场,重力,无质量梁力,轮胎力,接触力,弹簧力的施加,操作工具,参数设置,参数设置,场力的施加,操作工具,参数设置,一个位置,两物体、一个位置,两物体、两位置,指定物体和位置,垂直栅格,指定方向,指定方向,接触力的施加,操作工具,参数设置,接触物体1,接触物体2,载荷的修改,鼠标放在力上，点击右键，选择力下一级菜单，点击修改，打开修改对话框。,公式编辑器对话框,公式输入窗口,编辑公式,三、实例分析,以下为两个球，黄球以一定速度向前运动，撞击篮球，试对两球施加约束、运动和载荷，完成设计要求。,本讲小结：,本次课主要介绍基于ADAMS仿真软件的机械系统样机的零部件间的连接、约束以及载荷的施加与修改。,这一部分在样机模型建立中起着至关重要的地位，他直接影响仿真结果，所以操作时一定倍加注意；并且施加过程中一定边加边实验，不要等到全部加完在操作，否则很容易是的仿真失败。,