Adams_斜面上的滑块

1 尺寸为 200mm×200mm×100mm，质量为 45Kg 的四方体，放置在尺寸为 1150mm× 250mm×40mm 的长方体上，两物体之间的静摩擦系数 ms=0.3，动摩擦系统 md=0.25，计算 四方体能滑下来长方体的最小倾斜度数。 创 建 过 程 启动 ADAMS 双击桌面上 ADAMS/View 的快捷图标,打开 ADAMS/View。在欢迎对话框中选择“Create a new model”，在模型名称（Model name）栏中输入：huakuai ；在重力名称（Gravity）栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”；在单位名称（Units）栏中选择“MMKS –mm,Kg,N,s,deg”。如图 1 所示。 图 1 欢迎对话框 ⒉ 设置工作环境 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在 ADAMS/View 菜单栏 中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（Working Grid）命令。系统弹出设置工 作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X和Y分别设置成750mm和 500mm，间距（Spacing） 中的 X 和 Y 都设置成 20mm。然后点击“OK”确定。如图 2 所示。 图 2 设置工作网格对话框 ⒊创建蜗轮 2 3.1 在 ADAMS/View 零件库中选择圆柱体(BOX)图标，参数选择为“New Part”，长 度（Length）选择 1150mm，高度（Height）选择 40mm，深度（depth）选择 250mm。如图 3-1 所示。 图 3-1 BOX 选项 3.2 按 F4 打开 Coordinates 坐标窗口，在 ADAMS/View 工作窗口先用鼠标左键选择点 （0，0，0），则一个长方体（PART_2）创建出来。如图 3-2 所示。 3-2 创建长方体 4. 创建四方体 4.1 在 ADAMS/View 零件库中选择圆柱体(BOX)图标，参数选择为“New Part”，长度 （Length）选择 200mm，高度（Height）选择 100mm，深度（depth）选择 200mm。如图 4-1 所示。 图 4-1 四方体 4.2 按 F4 打开 Coordinates 坐标窗口，在 ADAMS/View 工作窗口用鼠标左键选择点 PART_2.cm，则一个长方体（PART_3）创建出来。右键选择.MODEL_1.PART_3.MARKER_2， 选择 Modify，修改 Location 为位置参数化： (LOC_RELATIVE_TO({20, -100, 0}, PART_2.cm))，其目的是设置 PARAT_3 的位置随 PART_2 的位置变化而变化。如图 4-2 所 示。 图 4-2 长方体建立 4.3 设定四方体的质量。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标在 PART_3 上点击右键， 选择 Modify 选项，category 选项设定为 Mass Properties，Define Mass By 设计为 User Input， 将 Mass 值改为 45，其他默认。如图 4-3 所示。 3 4-3 长方体质量设定 5.创建长方体倾斜角变量 在 ADAMS/View 设计研究 Design Exploration 中选择 Design Variable 图标 ，按图设 置创建参数，然后点击 OK应用。 图 5 角度变量设定 6. 将长方体和四方体的倾斜角进行参数化 6.1 在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标在 PART_2 上点击右键，选择 Modify 选项， 在 Orientation 中输入“({DV_1, 0.0, 0.0})”，点击 OK。如图所示。 图 6 倾斜角度参数化 6.2 在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标在 PART_3 上点击右键，选择 Modify 选项， category 选项改为 Name and Position，在 Orientation 中输入“({DV_1, 0.0, 0.0})”，点击 OK。 改变角度设计变量.MODEL_1.DV_1 的 Standard Value 的值，可以看到 PART_2 和 PART_3 同时发生变化。 4 7. 设置运动副 7.1 设置移动副。在 ADAMS/View 选项 connectors 中选择 translational Joint ，参数 选择 2 Bod-1 Loc 和 Pick Geometry Feature。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择 PART_2，然后选择 PART_3，接着选择 PART_3.MARKER_2，方向选择 MARKER_2.X， 如图所示。 图 7-1 移动副设定 7.2 设置摩擦参数。在移动副上方点击鼠标右键，选择 Joint:JOINT_1 的 Modify，在 Modify Joint 对话框中选择 Joint Friction，设置 Mu Static 为 0.3，Mu Dynamic 为 0.25，In Forces to Friction 选项仅保留 Reaction Force 选项。如图 7-2 所示。 图 7-2 移动副摩擦系数设定 7.3 设置固定副。在 ADAMS/View 选项 connectors 中选择 Fixed Joint ，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择 PART_2， 然后选择 ground，接着选择 PART_2.MARKER_1。如图所示。 图 7-3 固定副设定 5 8. 运行仿真 运行仿真前要确保重力加速度有效。在下来菜单 Setting 中选择 Gravity…查看，如图所 示。在 ADAMS/View 选项卡 Simulation 中选择 Run an interactive Simulation ，End Time 设为 1，Steps 设为 100，Start Simulation。 图 8 重力加速度设定 改变角度设计变量.MODEL_1.DV_1 的 Standard Value 的值为 10，重新运行仿真，可以 看到仿真位置会重新回到原来的位置。 9. 设定固定副 在固定副上方点击鼠标右键，选择 Joint:JOINT_2 的 Info，可以查看 Joint:JOINT_2 的 Marker 的信息。图 9-1 所示。 图 9-1 固定副的信息 在 ADAMS/View 工作窗口中在 Fixed Joint 上方点击鼠标右键，选择 Part:Ground __MARKER_6 的 Modify ， 在 Marker Modify 对 话 框 Orientation 中 设 置 函 数 ORI_RELATIVE_TO({0, 0, 0}, MARKER_5)，目的使固定副随角度变量值变化而变化。 图 9-2 固定副的修正 改变角度设计变量.MODEL_1.DV_1 的 Standard Value 为不同的值，重新运行仿真。 6 10. 建立函数 10.1 建立长方体倾斜角度的测量函数。 ① 增加两个 Marker 点，选择 ADAMS/View 窗口的选项卡 Bodies→Construction→Marker ，设置参数为 Add to Ground 和 Global XYPlane，按 F4 打开坐标窗口，在坐标（ 500,0,0 ）处点击鼠标左键点，建立 Ground__Marker:MARKER_7；再选择 Bodies→Construction→Marker ，设置参数为 Add to Part 和 Global XYPlane ，在 PART_2 上点击左键选择，再点击长方体右侧 PART_2_BOX_1.V8，建立 Marker:MARKER_8。 ②建立测量函数。选择 ADAMS/View 窗口的选项卡 Design Exploration→Create a new Angle Measure , 以 此 选 择 Ground.MARKER_7 ， PART_2.MARKER_1 和 PART_2.MARKER_8，建立.MODEL_1.MEA_ANGLE_1 角度测量。 10.2 建立四方体 PART_3.的测量函数。在 PART_3 上点击右键选择 Part.PART_3→ Measure，设定参数 Characterstic：CM velocity，Component：Y，点击 OK，建立 PART_3 的速度测量函数.MODEL_1.PART_3_MEA_1 。如图 10-1 所示。 图 10-1 PART_3 的速度 10.3 建立函数测量。选择 ADAMS/View 窗口的选项卡 Design Exploration→Measures→ Create a new Function Measure ， 弹 出 的 对 话 框 中 输 入 “ABS( .MODEL_1.PART_3_MEA_1 )-0.5”，设定长方体仿真末速度小于 0.5 为静止，如图， 建立.MODEL_1.FUNCTION_MEA_1。 图 10-2 函数测量建立 7 10.4 建立约束函数。选择 ADAMS/View 窗口的选项卡 Design Exploration→Design Evaluation→Create a Design Constraint ，在 Measure 中选择 FUNCTION_MEA_1，点击 OK，建立约束函数：.MODEL_1.OPT_CONSTRAINT_1。 图 10-3 约束函数建立 11. 优化设计仿真 选择 ADAMS/View 窗口的选项卡 Design Exploration→Design Evaluation→Design Evaluation Tools ，按图中设置完成后，点击 Start 开始优化仿真，结束后点击 Create tabular report of results →OK 显示优化。如图 11 所示。 图 11 优化结果报告 结果得到，按题要求，最小倾斜角度为 15.715 度。