第十五章載荷和樣條插值函數(shù)

MSC.Software公司成都辦事處MSC.ADAMS初級(jí)培訓(xùn)教程2010年11月（ADM701教程講解及練習(xí)）PartNumber:ADAM*V2005*Z*FSP*Z*SM-ADM701-NT115.0載荷和樣條插值函數(shù)本章內(nèi)容:一元力(Single-ComponentForces):作用力與反作用力樣條函數(shù)AKISPL

函數(shù)一元力:作用力與反作用力作用力-反作用力：一元力(Sforces)的屬性

參見(jiàn):附錄A中一元力的屬性。注意:MSC.ADAMS將作用力和反作用力加在其自動(dòng)生成的I和J標(biāo)記點(diǎn)上。一元力:作用力與反作用力(續(xù))在仿真模型中可以考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括：來(lái)自供應(yīng)商或標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：非線性的柔性聯(lián)結(jié)(力與速度的關(guān)系)。力矩與電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線(力矩與角速度的關(guān)系)。來(lái)自物理樣機(jī)的數(shù)據(jù)：加速度計(jì)數(shù)據(jù)(加速度與時(shí)間的關(guān)系)。輪胎的側(cè)向力與正壓力(normalforce)和滑動(dòng)角(slipangle)之間的關(guān)系曲線。要在仿真中考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)首先，是生成樣條數(shù)據(jù)：或者在

SplineEditor

中手工輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)或者通過(guò)輸入文件的方式。樣條插值函數(shù)其次，在定義一個(gè)驅(qū)動(dòng)(motion)或載荷(force)中參考此樣條數(shù)據(jù)。

有幾種可以使用的插值方法(使用下列函數(shù)):Cubic-fittingmethod(CUBSPL)Akima-fittingmethod(AKISPL)B-splinemethod(CURVE)樣條函數(shù)(續(xù))AKISPL函數(shù)的語(yǔ)法 AKISPL(x,z,spline,iord)x–獨(dú)立變量，指定沿著X

方向的值。z–可選項(xiàng)，第二個(gè)獨(dú)立變量，指定插值曲面沿著Z

方向的值。spline–樣條曲線（面）的名稱，在獨(dú)立變量(x

或z)值上相應(yīng)的變量Y的值。iord–一個(gè)整型變量，指定在插值點(diǎn)處插值的求導(dǎo)階數(shù)(通常為0，但可以為

1或

2，表示是1

階或

2

階導(dǎo)數(shù)插值)。AKISPL函數(shù)AKISPL函數(shù)的例子

AKISPL(DM(I,J),0,spline_1,0)注意:你可以像生成AKISPL函數(shù)那樣生成CUBSPL函數(shù)和CURVE函數(shù)，其語(yǔ)法是完全相似的。AKISPL函數(shù)(續(xù))練習(xí)15–非線性彈簧問(wèn)題描述研究線性彈簧和使用樣條函數(shù)定義的非線性彈簧之間的區(qū)別之處。練習(xí)15–非線性彈簧開(kāi)始練習(xí)導(dǎo)入你在上一章練習(xí)中所生成的模型文件，注意該文件不在當(dāng)前工作目錄。要開(kāi)始練習(xí):從目錄exercise_dir/mod_15_spring下啟動(dòng)

ADAMS/View

。從目錄

exercise_dir/mod_14_spring_damper

導(dǎo)入你在上一章練習(xí)中所生成的模型文件。

如果你需要一個(gè)上一個(gè)練習(xí)最終的模型文件，則輸入目錄

exercise_dir/mod_14_spring_damper/completed

下的文件spring_damper_completed.cmd

。練習(xí)15–非線性彈簧替換原來(lái)的彈簧阻尼器現(xiàn)在你將你原先在模型中已經(jīng)定義的彈簧阻尼器替換為一個(gè)用戶自定義的線性彈簧。要替換原來(lái)的彈簧阻尼器:刪除替換原來(lái)的彈簧阻尼器。按照下列參數(shù)生成一個(gè)作用-反作用的一元力()。Run-timeDirection:TwoBodiesCharacteristic:KandCK:5.0C:0.05練習(xí)15–非線性彈簧在對(duì)象SFORCE_1上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵并選擇

Info。注意信息窗口中函數(shù)的語(yǔ)法與前面第十四章12頁(yè)中有關(guān)彈簧阻尼器中力與剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的關(guān)系表達(dá)式是類似的。

注意:你可以在

FunctionBuilder

中手工的輸入線性彈簧阻尼器的函數(shù)表達(dá)式。在對(duì)象SFORCE_1上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵并選擇

Measure。生成一個(gè)名為

spring_force

的彈簧力的測(cè)試:Characteristic:ForceComponent:mag要看一下振顫的情況，運(yùn)行一個(gè)

2秒鐘

50步的仿真。練習(xí)15–非線性彈簧繪出彈簧力spring_force與彈簧長(zhǎng)度Spring_Length的關(guān)系曲線。

從曲線中可以注意到曲線開(kāi)始的斜率為5(K)。而阻尼比率

(C=.05)會(huì)導(dǎo)致斜率5(k)

的偏差(斜率slope~剛度stiffness+/-

阻尼比率damping)。存儲(chǔ)仿真結(jié)果()為linear_force。練習(xí)15–非線性彈簧將線性彈簧改為非線性彈簧在本節(jié)中，你將剛生成的線性彈簧阻尼器改為非線性的彈簧，你將導(dǎo)入彈簧的剛度數(shù)據(jù)來(lái)定義彈簧的屬性。要將線性彈簧改為非線性彈簧：要導(dǎo)入彈簧的剛度數(shù)據(jù)，從菜單

File下選擇

Import。設(shè)置下面的參數(shù)然后選擇

OK。FileType:TestDataCreateSplinesFiletoRead:exercise_dir/mod_15_spring/spring_data.txtIndependentColumnIndex:1(因?yàn)榈谝涣袨榈谝粋€(gè)獨(dú)立變量)。Units:ForceModelName:.spring_mass要使用樣條線編輯器SplineEditor打開(kāi)樣條線

SPLINE_1，從菜單

Build下選擇

DataElements再選擇Spline

然后再選擇Modify.。練習(xí)15–非線性彈簧看一下曲線，理解變形deformation(x-axis)與彈簧力stiffnessforce(y-axis)之間的關(guān)系。

提示:在右上角，設(shè)置

Viewas為Plot。在模型中對(duì)象

SFORCE_1上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵然后選擇

Modify，將原來(lái)描述線性彈簧的力的函數(shù)表達(dá)式改為如下圖所示的Akima

樣條函數(shù)。在DM函數(shù)中的I和J標(biāo)記點(diǎn)可以是你模型中不同的標(biāo)記點(diǎn)。練習(xí)15–非線性彈簧線性彈簧和非線性彈簧力值的比較要比較二者力值：運(yùn)行一次2

秒鐘50

步的動(dòng)力學(xué)仿真，看一下非線性彈簧是否正常工作。存儲(chǔ)仿真結(jié)果為non_linear_force。疊加兩次仿真結(jié)果在一個(gè)頁(yè)面上：對(duì)于linear_force

仿真結(jié)果的spring_forcevs.Spring_Length曲線。

對(duì)于non_linear_force

spring_forcevs.Spring_Length曲線。

注意非線性彈簧的曲線的斜率隨著彈簧長(zhǎng)度增加發(fā)生改變。練習(xí)15–非線性彈簧存儲(chǔ)模型要存儲(chǔ)模型：只存儲(chǔ)模型。

如果你不想繼續(xù)進(jìn)行后面的可選練習(xí)，直接進(jìn)入下一步。退出ADAMS/View。練習(xí)15–非線性彈簧可選任務(wù)使用SplineEditor

生成另外一條樣條線表示非線性的阻尼力與速度的關(guān)系：從菜單Build下選擇DataElements再選擇

Spline

然后再選擇New。在一元力的函數(shù)表達(dá)式中增加表示非線性阻尼力，以描述質(zhì)量塊和大地之間的完全非線性彈簧阻尼力。

提示:你需要改變

Akima

樣條函數(shù)使得其第一個(gè)獨(dú)立變量為相對(duì)速度(使用VR

函數(shù))。練習(xí)15–非線性彈簧本章小結(jié)在樣條函數(shù)中四個(gè)輸入?yún)?shù)的含義是什么?___________________________________________________________________________________