ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)化的四種方法參數(shù)化點(diǎn)坐標(biāo)使用設(shè)計(jì)變量參數(shù)化運(yùn)動(dòng)方式使用參數(shù)表達(dá)式（1）參數(shù)化點(diǎn)坐標(biāo) 在建模過程中，點(diǎn)坐標(biāo)用于幾何形體、約束點(diǎn)位置和驅(qū)動(dòng)的位置。點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)化時(shí)，修改點(diǎn)坐標(biāo)值，與參數(shù)化點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的對象都得以自動(dòng)修改。 （2）使用設(shè)計(jì)變量 通過使用設(shè)計(jì)變量，可以方便的修改模型中的已被設(shè)置為設(shè)計(jì)變量的對象。例如，我們可以將連桿的長度或彈簧的剛度設(shè)置為設(shè)計(jì)變量。當(dāng)設(shè)計(jì)變量的參數(shù)值發(fā)生改變時(shí)，與設(shè)計(jì)變量相關(guān)聯(lián)的對象的屬性也得到更新。 （3）參數(shù)化運(yùn)動(dòng)方式 通過參數(shù)化運(yùn)動(dòng)方式，可以方便的指定模型的運(yùn)動(dòng)方式和軌跡。 （4）使用參數(shù)表達(dá)式 使用參數(shù)表達(dá)式是模型參數(shù)化的最基本的一種

2、參數(shù)化途徑。當(dāng)以上三種方法不能表達(dá)對象間的復(fù)雜關(guān)系時(shí)，可以通過參數(shù)表達(dá)式來進(jìn)行參數(shù)化。參數(shù)化建模應(yīng)用實(shí)例以參數(shù)化點(diǎn)坐標(biāo)的方式進(jìn)行參數(shù)化建模North American Aviation, Inc. 的Earl V. Holman發(fā)明的一個(gè)掛鎖模型，它能夠?qū)⑦\(yùn)輸集裝箱的兩部分夾緊在一起。該掛鎖共有十二個(gè)，在Apollo登月計(jì)劃中，它們被用來夾緊登月倉和指揮服務(wù)倉。例:設(shè)計(jì)要求：能產(chǎn)生至少800N的夾緊力。手動(dòng)夾緊，用力不大于80N。手動(dòng)松開時(shí)做功最少。必須在給定的空間內(nèi)工作。有震動(dòng)時(shí)，仍能保持可靠夾緊。模型建立1、啟動(dòng)ADAMS/View（1）打開ADAMS/View，歡迎對話框中選擇Creat

3、e a new model項(xiàng)，輸入文件名Latch，選擇OK按鈕，如圖所示 。（2）設(shè)置單位。在Setting菜單，選擇Units命令，顯示單位設(shè)置對話框，在L ength欄，選擇centimeter，選擇OK。（3）設(shè)置工作柵格。在Setting菜單，選擇Working Grid命令，顯示工作柵格設(shè)置對話框，設(shè)置：size=25，spacing=1，如圖2所示，選擇OK按鈕，設(shè)置好工作柵格。 （4)設(shè)置圖標(biāo)。在在Setting菜單，選擇Icons命令，顯示圖標(biāo)設(shè)置對話框，在New Size欄，輸入2.(5)在File菜單選擇Select Directory命令，設(shè)置ADAMS默認(rèn)存盤目錄。2

4、.建立夾緊機(jī)構(gòu)模型（1）創(chuàng)建參數(shù)點(diǎn)。在工具箱幾何建模工具集，選擇Point工具使用默認(rèn)設(shè)置，如圖所示。根據(jù)表的坐標(biāo)值，產(chǎn)生A、B、C、D、E、F6個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)，如圖所示。 設(shè)計(jì)點(diǎn) 變量名 x坐標(biāo) y坐標(biāo) z坐標(biāo)APOINT_1000BPOINT_2330CPOINT_3280DPOINT_4-10220EPOINT_5-1100FPOINT_6-650(2)創(chuàng)建搖臂（pivot）。在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ，在參數(shù)設(shè)置欄 設(shè) 置 T h i c k n e s s = 1 ，R a d i u s = 1 。 依 次 選 取POINT_1、POINT_2及POINT_3、POINT_1四點(diǎn)

5、，按右鍵創(chuàng)建搖臂鼠標(biāo)右鍵，選擇part：PART_2，再選擇Rename，輸入新名.Latch.pivot(3)創(chuàng)建手柄(handle)在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,依次選取POINT_3、POINT_4創(chuàng)建手柄。鼠標(biāo)右鍵，選擇part：PART_3，再選擇Rename，輸入新名.Latch.handle。(4)創(chuàng)建鎖鉤（hook）在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,在Length中輸入1，根據(jù)下表給出的坐標(biāo)值，依次選取各點(diǎn)(若是點(diǎn)不好選可按住ctrl)，鼠標(biāo)右鍵完成創(chuàng)建滑鉤，如圖所示。點(diǎn)坐標(biāo)x坐標(biāo)y坐標(biāo)z坐標(biāo)153023503-6604-14605-15506-15307-14108-

6、12109-123010-53011420鼠標(biāo)右鍵，選擇part：PART_4，再選擇Rename，輸入新名.Latch.hook。(5)創(chuàng)建滑桿（slider）在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,依次選取POINT_5、POINT_6創(chuàng)建滑桿鼠標(biāo)右鍵，選擇part：PA R T _ 5 ， 再 選 擇R e n a m e ， 輸 入 新名.Latch.slider(6)創(chuàng)建夾緊固定支架在工具箱幾何建模工具集，選擇工具 ,由New Part改為On Ground，依次選?。?2,1,0,）、（-18,0,0）創(chuàng)建固定支架，如圖所示。鼠標(biāo)右鍵，選擇Block：BOX_11，再選擇Rename，

7、輸入新名.Latch.ground.block。(7)創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副在A點(diǎn)處將搖臂與基礎(chǔ)框架連接。在主工具箱的連接工 具 集 ， 選 擇 鉸 鏈 ， 在 參 數(shù) 設(shè) 置 欄 選擇， , 和 選取Point_1點(diǎn)。添加滑鉤與搖臂鉸鏈副。在主工具箱的連接工具集，選擇鉸鏈副，在參數(shù)設(shè)置欄選擇依次選擇搖臂（pivot）、滑鉤（hook）及Point_2點(diǎn)，完成設(shè)置。添加手柄與搖臂鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇搖臂（pivot）、手柄（handle）及Point_3。添加滑桿與手柄鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇滑桿（slider）、手柄（handle）及Point_5。添加滑桿與滑鉤鉸鏈副，選取鉸鏈副后選擇滑桿（sli

8、der）、滑鉤（hook）及Point_6。（8）添加點(diǎn)面約束副（低副）局部放大滑鉤，在Build菜單選擇Joint，顯示連接對話框，如圖9所示。選擇工具 ，在參數(shù)欄設(shè)置 ， 。 依次選取固定支架（ground.block）、滑鉤（hook）、點(diǎn)（-12,1,0），豎直向上拖動(dòng)鼠標(biāo)，按下左鍵。（9）創(chuàng)建彈簧選取點(diǎn)（-14,1,0）處滑鉤頂點(diǎn)，注意應(yīng)選取鉤上的頂點(diǎn)上（hook.Extrusion_9.v16），而不是坐標(biāo)點(diǎn)上，再選取（-23,1,0）在主工具箱施加力工具集選擇拉壓彈簧阻尼器工具 。 輸入K=800，C=0.5。（10）創(chuàng)建手柄力及Constant，選擇Force，輸入80。依次選

9、取手柄（handle）、手柄末端點(diǎn)（handle.Marker_5）在主工具箱施加力工具集選擇單作用力工具 ，設(shè)置Space Fixed ，Pick Feature（11）模型驗(yàn)證在主工具箱的Tools選擇Model verify對模型正確性進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證信息如下：（12）保存模型完成創(chuàng)建，保存數(shù)據(jù)庫。完成建模后的夾緊機(jī)構(gòu)模型，在File菜單，選擇Save Database As 命令，輸入文件名：Latch.bin選擇OK按鈕，保存數(shù)據(jù)。（13）仿真觀看觀看當(dāng)前模型的運(yùn)動(dòng)情況在主工具箱，選擇仿真工具 ，取End Time=1.0，Step=1000，開始仿真分析。二.運(yùn)動(dòng)仿真分析1.測試模型

10、(1)設(shè)置彈簧力的測量在彈簧處鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選中選擇Spring：Spring_1，再選擇Measure，顯示施加測量對話框，將Characteristic選項(xiàng)設(shè)置成Force，如圖所示。選擇OK按鈕，顯示彈簧力測量窗口。(2)角度測量在 菜單下選擇 ，顯示產(chǎn)生角度測量對話框,選擇advanced。在Measure Name欄，將測量名稱改為overcenter_angle。在Fist Marker欄，按鼠標(biāo)右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Point_6處的任意一個(gè)標(biāo)記（Marker）。在Middle Marker欄，按鼠標(biāo)右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Poi

11、nt_7處的任意一個(gè)標(biāo)記（Marker）。在Last Marker欄，按鼠標(biāo)右鍵選擇Marker，再選擇Pick。選擇在Point_3處的任意一個(gè)標(biāo)記（Marker）。設(shè)置完成如圖所示。選擇OK按鈕，顯示角度測量窗口。(3)樣機(jī)仿真分析在主工具箱，選擇仿真工具 ，取End Time=1.0，Step=1000，開始仿真分析。測量仿真結(jié)果，得到如下結(jié)果角度測量曲線圖角度測量曲線圖彈簧力測量曲線圖彈簧力測量曲線圖（4）創(chuàng)建角度傳感器在 菜單選擇 ， ，顯示創(chuàng)建傳感器對話框，如圖所示。在對話框中設(shè)置或選擇，按照下圖設(shè)置。選擇OK按鈕，完成創(chuàng)建傳感器。（5）再一次仿真夾緊系統(tǒng)在80N恒力作用下，由于傳

12、感器的作用，使得手柄到達(dá)角度（overcenter_angle）等于0時(shí)停止仿真分析。角度角度 隨時(shí)間的變化曲線隨時(shí)間的變化曲線彈簧力隨時(shí)間的變化曲線彈簧力隨時(shí)間的變化曲線九樣機(jī)模型參數(shù)化(1)創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量 在機(jī)構(gòu)中,除了手柄末端標(biāo)記點(diǎn)POINT_4以外,其余5個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的位置可能影響夾緊力的大小.因此將這些標(biāo)記點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)作為設(shè)計(jì)變量。 右擊POINT_1點(diǎn)，激活浮動(dòng)對話框，選擇Point：POINT_1、Modify，彈出標(biāo)記點(diǎn)表格編輯器。 點(diǎn)擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據(jù)0.0，該數(shù)據(jù)在上方的輸入框中出現(xiàn)，右擊該框，彈出浮動(dòng)菜單，依次選擇 在輸入框和表格中出現(xiàn)(.MODEL_1.

13、DV_1)，用同樣的方法創(chuàng)建其它9個(gè)設(shè)計(jì)變量，(.MODEL_1.DV_2)(.MODEL_1.DV_10)(2)重新設(shè)置設(shè)計(jì)變量可以查看設(shè)計(jì)變量的標(biāo)準(zhǔn)值和限制范圍,默認(rèn)值為10%,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)值為0時(shí),絕對變化范圍為1.用戶可根據(jù)需要修改限制范圍.查看時(shí),點(diǎn)擊表編輯對話框組下方的命令Variables十樣機(jī)模型研究十樣機(jī)模型研究在Design Exploration下的Design Evaluation選擇Design Evaluation Tools彈出參數(shù)化分析工具對話框。 Simulation Script:.MODEL_1.Last_Sim(最后一次仿真)參數(shù)選擇:Measure,設(shè)計(jì)變量

14、及其它設(shè)置等后按Start.試驗(yàn)報(bào)表和試驗(yàn)曲線結(jié)果見圖從設(shè)計(jì)研究報(bào)表中可以得到最大夾緊力為-915.13N，DV1，初始值(DV1=0)的敏感度為-88.644N/cm.用相同的方法對其它設(shè)計(jì)變量進(jìn)行研究，計(jì)算結(jié)果如下：整理設(shè)計(jì)報(bào)表中的數(shù)據(jù)，可得到下表中的結(jié)果設(shè)計(jì)變量設(shè)計(jì)變量設(shè)計(jì)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)坐標(biāo)初始值初始值初始值敏初始值敏感度感度優(yōu)化顯著優(yōu)化顯著值值最大夾緊力最大夾緊力DV_1POINT_1X-97.506-.43DV_2POINT_1-337.53-0.5-1056DV_3POINT_2147.92.7-875.67DV_4POINT_2-453.553.3-965.65DV_5POINT_3-20.7922.2-836.23DV_6POINT_3-393.88