Adams中钢丝绳索类物体建模方法研究

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ADAMS宏命令在钢丝绳式冲击钻机虚拟样机建模中的应用

公式进行研究，设计与制造周期长、开发成本高、缺乏市场竞争力。在ＡＡ软件中建立冲击钻机虚拟样机模型并ＤＭＳ对其进行动力学分析。一方面，ＡＡＤＭＳ软件是机械系统仿真的应用软件，并且具有很强的二次开发功
能，其中就包括通过编制ＡＡＳ宏命令来实现自动ＤＭ化建模；另一方面应用虚拟样机代替或部分代替冲击
ｔｅｐｅｃｓｖｉ．ｈｒｕｓｉｅｂｔ
Ｋｅｗｏｄ：Ｃｂｅｄｉ；Ｖｉｕｒｔｔｐｙｒｓａｌｒｌｌｔｌｒａｐｏｏｙｅ；Ｍａｒｏｎｄ；Ｂｓｉｇｃｏｃｍｍａｕｈｎ
钢丝绳式冲击钻机是一种采用连杆机构或卷扬机带动钢丝绳提升冲击钻具，利用冲击钻具下落的动能产生冲击作用，破碎岩土实现钻进的工程钻机，其冲
图１ＧＤ１０Ｃ．５０型钻机冲击机构结构简图
文中介绍了ＡＡ二次开发功能中宏命令的应ＤＭＳ
用原理及创建过程，详述了如何利Байду номын сангаас宏命令建立冲击
钻机钢丝绳一钻具系统模型。
钻机物理样机，对其进行分析、设计、测试和评估，可以通过对仿真结果的分析归纳和观察设计参数变化的影响，在设计早期确定关键的设计参数，最终达到缩短开发周期、降低生产成本、提高冲击钻机产品质
击机构结构简图如图１所示。冲击钻机目前在国内仍然广泛应用于水利、铁道、公路桥梁等大口径施工工程领域ｕ２－。然而由于冲击钻机设备常常在工况恶］
劣、地质情况复杂的环境下工作，导致冲击钻机设备的开发与研制一直基于传统的经验进行或者利用简化

VB和ADAMS协同的钢丝绳动力学建模技术研究_李强

图2 《起重运输机械》
向量的空间位置变化 2015 （ 5 ）
式中： n 为圆柱体段数； i 为圆柱体编码，1 ≤ i ≤n 。轴套力位置及方向的确定轴套力的布置和圆柱体的布置是类似的，即在相邻两圆柱体间依次排列开来。由于轴套力默认的方向与地面坐标系相同，所以，在添加轴套力的过程中需要使轴套力方向与圆柱体方向一致。轴套力的布置是从第一段圆柱体与第二段圆柱体之间的连接处开始的。轴套力的坐标函数为
从图 8 ～图 11 中可以看出，主销内倾角和前轮外倾角的变化范围明显变小，主销后倾角的变化趋势和取值范围也都较为合理。而车轮前束角的变化曲线与之前大致相同，车辆直线行驶的稳定性没有提高。总体来看，此次对定位参数变化范围的优化达到了预定目标。
4
结语
以某型军用越野车双横臂前悬架作为研究对象，基于 ADAMS / Car 模块建立了运动学模型并进
macrocommand引言钢丝绳广泛应用于电梯高空作业吊篮式起重机等机电装备其工作过程中往往受力复环境恶劣同时机电设备对钢丝绳性能要求较十二五国家科技支撑计划项目2011baj02b04起重运输机械因此对钢丝绳进行动力学仿真是完全有必adams中对此类零部件的建模还有待完善
表2 硬点下横臂前点下横臂外点下横臂后点上横臂前点上横臂外点上横臂后点
VB 和 ADAMS 协同的钢丝绳动力学建模技术研究
李强屈孝和张晓强田春伟王进长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室
摘

ADAMS柔性绳索建模仿真解决方案

ADAMS柔性绳索建模仿真解决方案柔性绳索在现代工程领域中应用广泛，如航天器的缆绳、桥梁的悬索以及建筑物的索具等。

为了提高柔性绳索的设计和性能评估能力，建模仿真成为一种重要的解决方案。

ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种广泛应用的建模仿真软件，可以用于柔性绳索的建模、仿真和分析。

首先，柔性绳索的建模是模拟仿真的首要任务。

在ADAMS中，可以使用BEAM元素来建立柔性绳索的几何形状和刚度特性。

BEAM元素可以描述绳索的弹性应变和应力分布，并且与其他物体进行连接和交互。

此外，还可以使用TRUSS元素来表示绳索的节点和连接方式。

通过将BEAM元素和TRUSS元素组合使用，可以实现对复杂绳索结构的建模。

其次，柔性绳索的仿真是解决方案的核心。

ADAMS提供了多种仿真方法，如运动学仿真、动力学仿真和模态分析等。

通过对绳索模型施加外力、应用边界条件和指定初始状态，可以模拟绳索在不同工况下的动态响应。

同时，还可以进行多体系统的动力学优化和模态特性分析，以评估绳索的性能和可靠性。

最后，柔性绳索的解决方案还包括结果分析和验证。

ADAMS提供了丰富的结果输出功能，可以对绳索的受力、变形和应力进行可视化和分析。

通过对比仿真结果和实验数据，可以验证绳索模型的准确性和可靠性。

同时，还可以通过参数化设计和灵敏度分析，优化绳索结构和材料，以满足不同工程要求和性能指标。

综上所述，ADAMS是一种强大的柔性绳索建模仿真解决方案。

通过建立绳索模型、进行仿真和分析，可以提高绳索设计的效率和准确性。

未来，随着科学技术的不断发展和软件工具的不断完善，相信ADAMS在柔性绳索领域的应用将更加广泛和深入。

ADAMS 绳索建立

开始之前，简单说一下上一次写了这个例子，论坛里大家提意见说要加接触的东西，这次加上另外一点，关于绳子参数的设置，这个东西每个人做的东西不一样，我怎么说呢，设置的根据肯定是你要模拟物体的性质了，这个东西还是自己查查资料吧。

第一步，打开ADAMS建立一个新模型，model name为shengzi。

如下图注意：model name要与以后要用到的cmd命令文件的名称一致第二步，创建一个圆柱，长50，半径10，圆柱方向如下图所示，右键 rename，将名字改为.shegnzi.PART_1第三步，将圆柱copy 300次，方法是点击tools>read cmmand file F2,选择相应的命令文件（关于命令文件的建立看文章最后的注意事项）。

这里，我的命令文件如下！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！defaults model model_name=.shengzivariable create variable_name=ip integer_value=1while condition=(ip<300)!set partpart copy part=.shengzi.part_1 new_part=(unique_name("part"))!set partvariable modify variable_name=ip integer_value=(eval(ip+1))end!whilevariable delete variable_name=ip ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！第4步，移动复制的圆柱，依然是倒入相应的命令文件命令文件如下（c1,c2,c3代表的是移动的方向，这里我是向y方向移动的，所以y=50，50为一节圆柱的长度）！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！defaults model part_name = .shengzi.part_1variable create variable_name=ip integer_value=1while condition=(ip<300)move object part_name = (eval(".shengzi.part_"//(ip+1))) &c1=0 c2=50 c3=0 &cspart_name = (eval(".shengzi.part_"//(ip)))variable modify variable_name=ip integer_value=(eval(ip+1))end!whilevariable delete variable_name=ip ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！移动完成后的图形如下第5步，调整working grid方向为global yz如下图第6步，建立一个半径为83.30127019的圆柱，长度随意，但是不能太短，位置如图说明一下半径的由来：我计划圆柱这条绳子绕一个圆柱（下文中称为转轮），绳子两端都朝下，这就需要绳子旋转一定角度，但是绳子是半径为10长50的圆柱组成，所以我希望，绕滑轮的每个圆柱都与滑轮相切。

ADAMS钢丝绳建模几种方法探讨

钢丝绳建模几种方法探讨建模, 钢丝绳, 探讨建模, 钢丝绳, 探讨1、用直杆代替，如图中钢丝绳，如需要，也可将其柔性化。

2 、用多段圆柱代替，中间用旋转副或衬套连接。

为了美观，可将圆柱两端作成半球形。

如果要实现绕滑轮无移动缠绕，需要用接触碰撞来实现。

其中实现的关键是接触碰撞的参数选择和你的机器配置。

参数选择不对，圆柱要么被弹飞要么切入滑轮。

一段钢丝绳可以用几十段圆柱来实现，比较现实的方法是用循环命令。

以下是我曾经用过的循环命令。

（比较菜）1）复制第1个圆柱并循环偏移（注意偏移方向的控制）ariable set variable_name=$_self.num integer=1for variable_name=aaa start=1 end=30interface command_builder!interface dialog execute dialog=.gui.par_cop undisplay=yespart copy &part_name = .model_1.(eval("T_"//$_self.num)) &new_part_name = (eval("T_"//$_self.num+1))group modify group=SELECT_LIST obj=.model_1.(eval("T_"//$_self.num+1)) expand_groups=nointerface command_builder!interface dialog execute dialog=.gui.mov_tra undisplay=yesmove translation &part_name = (eval("T_"//$_self.num+1)) &c1 = 395.9797975 &c2 = 395.9797975 &c3 = 0variable set variable_name=$_self.num integer=(eval($_self.num+1))endvariable delete variable_name=$_self.num2）复制第一个圆柱绕滑轮旋转variable set variable_name=$_self.num integer=2for variable_name=aaa start=1 end=4interface command_builder!interface dialog execute dialog=.gui.par_cop undisplay=yespart copy &part_name = .model_1.(eval("PART_"//$_self.num)) &new_part_name = (eval("PART_"//$_self.num+1))group modify group=SELECT_LIST obj=.model_1.(eval("PART_"//$_self.num+1)) expand_groups=nointerface mode repeat=single mode=view_center!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! MODIFY View Centerundo beginview center view=.gui.main.front object = 0.0, 0.0, 0.0 adjust_view=yesundo end!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!var set var=.mdi.TmpDefOri int=10def unit orientation_type=body123move rotation group=select_list csview=main.front &a1=0.0 a2=0.0 a3=-18 about=yes.system_defaults.orientation_type = 10variable set variable_name=$_self.num integer=(eval($_self.num+1))endvariable delete variable_name=$_self.num3）在各段圆柱间施加旋转副variable set variable_name=$_self.num integer=1for variable_name=aaa start=1 end=4interface command_builderint cont und con=.gui.constraint_cre_joi_rev.c_position_by_using_markers interface dialog execute dialog=.gui.constraint_cre_joi_rev undisplay=yes constraint create joint Revolute &joint_name=.model_1.(eval("joint_"//$_self.num)) &adams_id=(eval($_self.num)) &i_part_name=.model_1.(eval("T_"//$_self.num)) &j_part_name=.model_1.(eval("T_"//$_self.num+1)) &location = .model_1.(eval("T_"//$_self.num+1)).MARKER_5 &orientation = 0.0, 0.0, 0.0if con=("" != "")int fie set fie= str=".model_1.JOINT_1"endvariable set variable_name=$_self.num integer=(eval($_self.num+1))endvariable delete variable_name=$_self.num3）在各段圆柱与滑轮间施加接触碰撞力variable set variable_name=$_self.num integer=1for variable_name=aaa start=1 end=4interface command_builderinterface dialog execute dialog=.gui.contact_cre undisplay=yescontact create &contact_name = .model_1.(eval("contact_"//$_self.num)) &adams_id = (eval($_self.num)) &i_geometry_name = .model_1.(eval("T_"//$_self.num)).ELLIPSOID_2 &j_geometry_name = .model_1.pan1.ELLIPSOID_113 &stiffness = 1000 &damping = 10 &dmax = 1.1 &exponent = 11 &augmented_lagrangian_formulation = no &coulomb_friction = onvariable set variable_name=$_self.num integer=(eval($_self.num+1))endvariable delete variable_name=$_self.nu4）删除力或圆柱或约束副（说明：“T_”是要删除的对象，根据不同的对象，做适当更改）variable set variable_name=$_self.num integer=1for variable_name=aaa start=1 end=4group modify group=SELECT_LIST obj=.model_1.(eval("T_"//$_self.num+1)) expand_groups=nomdi delete_macrointerface cmd_window display=togglevariable set variable_name=$_self.num integer=(eval($_self.num+1))endvariable delete variable_name=$_self.num3、用齿轮副或rack_pin或关联副代替。

基于ADAMS的门座起重机钢丝绳动力学仿真

基于ADAMS的门座起重机钢丝绳动力学仿真作者：王运辉来源：《科技风》2017年第13期摘要：ADAMS的门座起重机钢丝绳动力学是在采用Polyline建模以及离散化建模相结合的形式，并根据门座起重机钢丝绳的特点，经过模拟的测验的方法。

这种方法能够使仿真度得到提高，主要能实现钢丝绳的缠绕方式，真是反映了振动对系统的影响。

关键词：ADAMS；门座起重机；钢丝绳；动力学分析门座起重机的结构特点具有变幅、运行、起重以及回转，在起重机的种类中受力比较复杂的一类起重机，发广泛运用于各大港口、码头、以及较大的建筑工程中。

1 钢丝绳建模方法的种类1.1 离散化建模1.1.1 离散化建模的特性离散化建模主要是将整段的钢丝绳离散为多个刚性个体，然后将这些个体进行重新连接，这种方法是为了模拟钢丝绳的韧性。

这些刚性圆柱体主要通过相对于整段钢丝绳的长度足够小的时候，尤为凸显了钢丝绳在力学上比较柔韧的特征，而这些刚性体在模拟钢丝绳的过程中主要依靠与滑轮的接触，从而实现转动与缠绕。

1.1.2 离散建模法的优缺点这样做的优点在于他能够实现钢丝绳和滑轮间的卷绕活动。

然而这样做也有其缺点，就是这种建模方法的模型比较大、对仿真动力的参数影响较大，而且仿真的效率比较低。

1.2 Polyline简化建模1.2.1 Polyline简化建模的特性Polyline的建模方法主要是实现机械系统的运动，这种建模方法主要是为了实现钢丝绳在与滑轮同步运动过程中，振动对于系统的影响。

1.2.2 对于Polyline建模方法的假设基于这种建模方法有下面几种假设：①钢丝绳与滑轮间在不存在相对滑动出现的情况；②钢丝绳质量、摩擦不计的情况下有哪些问题；③钢丝绳在运动中始终处于紧绷的状态对于建模成型后的影响。

1.2.3 Polyline离散化建模的优缺点Polyline离散化建模优点主要是，建模的方法比较简单，仿真率也是比较高的，且能够有效地传递钢丝绳与滑轮之间的运动。

【ADAMS论坛】重物、滑轮、钢丝绳系统

详细地址CAE联盟ADAMS论坛：/showtopic-531181.aspx
现在也在学习宏命令，接触力在很多地方都能用到，也非常重要。

通过手动学习建模钢丝绳，能够学到不少的知识，要学以致用，只有学了理论知识以后，用到实际的项目中才会提高的更快，不然很难有进步，大家得自己多动手去做才行。

adams这软件入门非常简单，但是要想学好不容易，在学的过程中，我们会发现是越学越觉得自己不会的越多。

adams其实有很多东西可以学的，很多的功能我们大部分人是从来没有用过的，不是不能实现，而是我们自己不会。

希望能和大家一起多交流、分享经验。

详细资料请查看附件.............。

基于ADAMS宏程序的矿井提升机钢丝绳建模研究_晋民杰

提· 绞
Study on modeling of wire ropes of mine hoists based on ADAMS macro programs
JIN Minjie, LIU Huawei, PEI Pei, FENG Zhenhua
School of Transportation & Logistics, Taiyuan University of Science & Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China
交流拖动提升机的动力制动，借助 PLC 对动力制动开、闭环控制，主要以开环控制为主。在开环控制方式下，首先保持制动电流足够大，用切除转子外接电阻方式控制提升机的运行速度。在实际使用中出现制动电流不稳定，主要原因是供电变压器中性点没
第 39 卷 2011 年第 12 期
Abstract：Taking a 6×19 wire rope as the study object, based on the flexible analysis theory and method of the wire rope, ADAMS macro programs are used to create the model of the wire rope with great deformation. The method will play an important role in the simulation and test study of the hoisting system of the hoist, and offers an effective modeling method for various mechanical systems. Keywords：virtual prototype; ADAMS macro program; wire rope; flexible connection; contact force

ADAMS软件中绳索类物体的一种建模方法

图 1 微段受力模型
施加轴套力时 , 在两个相互作用的构件的力作用点分别建立两个坐标标记 ,首先建立的构件为 i 标记 , 其次为 j 标记 K11 0 0 0 0 0 Rx
Fy
0 K22 0 0 0 0 Ry
Fz
0
=
Tx
0
0 K33 0 0 0 0 K44 0
0 Rz 0 θx -
Ty
0 0 0 0 K55 0 θy
Tz
0 0 0 0 0 K66 θz
C11 0 0 0 0 0 Vx
Fx0
0 C22 0 0 0 0 Vy
Fy0
0 0
0 C33 0 0 0 0 C44 0
0 Vz
Fz0
0 θx + Tx0
… (1)
0 0 0 0 C55 0 θy
Ty0
0 0 0 0 0 C66 θz
轴套力的反作用力按式(2) 、(3) 计算。 Fj = - Fi , …………………………………… (2) Tj = - Ti - δFi ………………………………… (3) 从轴套力的计算公式可以看出 , 施加于构件间的柔性力大小是同构件间的相对位移、转角、速度、角速度密切相关的 ,只需控制其中的刚性系数和阻尼系数 , 使绳索模型的变形、振动等物理性能、动力学性能同现实中绳索性能相吻合。
由此实验结果可看出采用 Bushing 连接模型对绳索类物体建模和虚拟样机分析。由图 3 可看出在运行时间持续 15s 左、右时 ,小车车速出现明显波动 ,与实际情况相符。说明 Bushing 连接方式是一种可行的绳索类物体的建模方法。
三、结论
虚拟样机是一门新兴的技术 ,它有着广阔的发展前景 ,加速了新技术向产品转化的开发、研制和使用过程。虚拟样机的建模问题是虚拟样机应用与分析的基础环节。在 ADAMS 软件中 ,对于刚性物体和小变形的柔性物体的建模分析很容易实现 ,而对于大变形的柔性物体建模与分析有一定的难度。本文分析并提出了 Bushing 连接模型的建模方法。最后对拖令系统中的绳索类柔性物体采用了 Bushing 连接模型的建模方法进行试验分析。

钢丝绳类索结构模型的动力学仿真研究(1)

《起重运输机械》 2009 ( 2 )
与文献 [ 2 ] 提供的计算方
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
由于 RecurDyn 中提供的带 ( Belt) 模块和有限元分析模块 Fflex都可以建立钢丝绳模型 , 根据适应环境的不同 , 选择建模的方法也不同 , 可以分别通过 2 个模块建立 2 种钢丝绳模型进行仿真研究。
2 GB 222 —2006 钢的分析用试样取样法及成品化学成分
。
本文在多体动力学仿真软件 RecurDyn 中对钢丝绳也对钢轨的失效具有一定影响。这些裂纹在外界疲劳荷载的作用下逐渐扩展 , 最终导致钢轨的断裂。导致裂纹产生的孔洞是焊接中焊料未充分填满焊缝而造成的 , 穿晶裂纹存在的原因是在焊后冷却过程中发生的热应力和相变应力所致。因此 , 为防止钢轨失效 , 需改变焊接工艺设计。
Abstract: Dynam ics sim ulation modeling of steel cable structure is the key p roblem in virtual p rototype development of comp lex electromechanical system 1 This paper discusses finite element modeling and multi - body dynam ics modeling of steel cable, establishes dynam ics models of steel cable and conducts related dynam ics si m ulation under dead weight and w ith tension at one end1 The result reveals that the difference in maxim um cable sag betw een the dynam ics sim ulation re2 sults and theoretical calculation ones is about 5% and the models established in this paper can be used as dynam ics sim ula2 tion models of steel cable structures1 Keywords: steel cable; modeling; flexible body; dynam ics sim ulation; RecurDyn

机械式矿用挖掘机钢丝绳在MSC Adams中的建模方法

一
维普资讯
增刊
王得胜，等：机械式矿用挖掘机铜丝绳在ＭＳｄｍ中的建模方法ＣＡａｓ
转
３５６
将其分为铲斗一天轮段和天轮一卷筒段．
天轮之间施加齿轮副，模拟钢丝绳与天轮之间的运动关系．中天轮与钢丝绳的初始切点位置可其在ＣＤ软件（ＰｏＥ）中精确测定．Ａ如ｒ／
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＷｉｈｉｃｌｆｔｅｗｉａｌｓｍｏｅｉｇｉＳａｓｅｅａｏｔｔｅｄｆｕｔｏｒｃｂｅｄｌｎＭＣＡｄｍ，ｓｖｒｌｃｍｍｏｒｈｉｙｈｅｎｎｗｉｅｃｂｅｍｏｅｉｇｍｅｈｄｆｒｔｅｉｌｔｎｆｅｅｔｉｉｉｇｈｖｌｒｒｓｎｅ，ａｄｔｅａｌｄｌｔｏｓｏｈｓｍｕａｉｏｌｃｒｃｍｎｎｓｏｅａｅｐｅｅｔｄｎｈｎｏａｐｉａｌｏｄｔｎｆａｈｍｅｈｄａｅｄｓｕｓｄｒｓｅｔｅｙｐｌｂｅｃｎｉｏｓｏｃｔｏｒｉｃｓｅｅｐｃｉｌ，ｃｉｅｖＫｅｒｓｗｉａｌ；ｏｅｉｇｓｍｕａｉｎＭＳａｓｍｉｎｘａａｏｙｗｏｄ：ｒｃｂｅｍｄｌ；ｉｌｔ；ｅｎｏＣＡｄｍ；ｎｉｇｅｃｖｔｒ
Ｏ引言
机械式矿用挖掘机采用钢丝绳来进行铲斗提
升、悬吊动臂和开启铲斗．Ｆ于我国大型露天矿｝１

基于ADAMS的门座起重机钢丝绳动力学仿真

Ｋｅｗｏｄｙｒｓ：ｐｒａｒｎｏｔｌｃａｅ；ｗｉｏｅｋｎｔｎｌｓｓｒｒｐ；ｉｅｉａａｙｉｅｃ。
。言引
利用虚拟样机分析软件ＡＡＤＭＳ对起重机进行
质检公益性行业科研专项经费资助项目（目编号２１１００项０００６）
间不少于３ｉ；０ｒｎａ
４）工前检查葫芦，确保其在施工过程中保持完好；
５）将４个千斤顶放到相应的位置；
６）将辅助用的门机（或汽车起重机）开到相
应位置。
５现场施工组织
１）将门机臂架转至朝陆侧，变幅放到接近最
１）试车。２
参考文献
４将２个旋转减速器卸下，用手动葫芦将２）个减速器卸下以减少上部回转部分的顶升高度。
５开始顶升时，其中１人负责现场协调指挥，）
４人分别操作千斤顶顶升，４人分别实时测量４个千斤顶的起升高度，以确保４个千斤顶同步顶升。
摘
要：根据门座起重机钢丝绳的分布特点，采用离散化建模和Ｐｌｉｅ建模相结合的方式，经过模拟测ｏｙｎｌ
试，这种方法能实现钢丝绳的缠绕行为，提高仿真效率，真实地反映振动对系统的影响。
关键词：门座起重机；钢丝绳；动力学分析中图分类号：Ｔ２３４Ｈ１．文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ７５（０２７— １９— ４０１０８２１）００００

基于虚拟样机ADAMS的钢丝绳建模及仿真

柔性体采用模态来表示物体的弹性，而物体的弹性变形是相对于物体坐标系的弹性小变形，同时物体坐标系又是经过大的非线性整体移动和转动。
本文基于柔性体理论，利用ＡＤＡＭＳ建立钢丝绳的模型，并对其进行仿真分析。１钢丝绳建模方法
多体动力学仿真中经常涉及绳索类物体建模，但在ＡＤＡＭＳ中没有对钢丝绳直接建模的工具，并且钢丝绳的各种系数（如刚度和阻尼系数）不易确定。利用虚拟样机软件对其进行模拟有如下方法：
（１）直接生成柔性体，建立钢丝绳模型。（２）采用一段段的圆柱刚性体通过轴套力（Ｂｕｓｉｎｇ）
（太原科技大学ＣＡＤ／ＣＡＥ重大装备实验室，山西太原０３００２４）
摘要：在ＡＤＡＭＳ中没有针对钢丝绳这一类大变形物体直接建模的工具。重点研究了基于ＡＤＡＭＳ创建钢丝绳模型的理论，并分析了用Ｂｕｓｈｉｎｇ轴套力和Ｃｏｎｔａｃｔ接触力建立模型的方法，为在ＡＤＡＭＳ软件中创建钢丝绳模型及仿真分析提供了理论依据。关键词：ＡＤＡＭＳ；柔性体；钢丝绳；Ｂｕｓｈｉｎｇ轴套力中图分类号：ＴＨ１６５∶ＴＰ３９１．９２文献标识码：Ａ
２０１２年第４期郑世山，等：基于虚拟样机ＡＤＡＭＳ的钢丝绳建模及仿真
· ２７ ·
其中：Ｋ１１为拉伸刚度系数；Ｋ２２、Ｋ３３为剪切刚度系数；Ｋ４４为扭转刚度系数；Ｋ５５、Ｋ６６为弯曲刚度系数；ｒｘ、ｒｙ、ｒｚ分别为第１构件上的Ｉ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系相对于第２构件上的Ｊ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系的相对位移；θｘ、θｙ、θｚ分别为第１构件上的Ｉ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系相对于第２构件上的Ｊ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系的相对角位移；ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ和 ωｘ、 ωｙ、ωｚ分别为Ｉ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系相对于Ｊ－Ｍａｒｋｅｒ坐标系的相对速度和相对角速度；Ｆｘ０、Ｆｙ０、Ｆｚ０和Ｔｘ０、Ｔｙ０、Ｔｚ０分别为初始力载荷和力矩载荷。

基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模

的横向振动与轴向振动，认为横向振动可以忽略；Ｄｕ等］提出有必要考虑大工作空间中绳索动力学对系统
的影响，并将牵引绳划分为多段线性单元进行振动分析；德国Ｍｉｅｒｍｅｉｓｔｅｒ等［７］对工业物料运输用绳牵引并联机器人建立机电一体化动力学模型，并进行了仿真与控制实验验证。建立精确的绳索动力学模型是系统
设ｘ一［ｘｘ］为缩比模型的参考点Ｐ相对于坐标系ＯＸＹＺ的位姿。ｘ为Ｐ的位置坐标的矩阵
ｌ低速风洞绳牵引并联机器人系统的实现机理
根据飞行器的运动具有六自由度变化的特
点，低速风洞强迫振荡试验中要求飞行器模型能
＼
＼
．，，）
Ｌ
＼
在风洞里进行各种姿态的变化，因此本研究选择六自由度绳牵引并联机构作为低速风洞绳牵引并
动态性能研究的关键，目前绳牵引并联系统中绳索的建模理论围绕绳索的质量、弹性、阻尼三个要素提出了
多种动力学建模方式，并进行了相关验证，例如：将绳索近似为只承受拉力的索杆＿】］；只考虑绳索弹性，视为无阻尼线性弹簧；考虑弹性和阻尼，视为弹簧阻尼系统［１。＝；考虑质量的变化，视为变质量的刚体［１］。

基于ADAMS的电梯钢丝绳系统建模与仿真

基于ADAMS的电梯钢丝绳系统建模与仿真马幸福【摘要】以电梯钢丝绳提升系统为模拟对象,针对钢丝绳直接建模困难的问题,利用ADAMS二次开发宏命令完成钢丝绳离散化建模、轴套力连接及碰撞接触力添加,成功建立电梯钢丝绳系统仿真模型,并对电梯系统及钢丝绳进行运动仿真分析.仿真结果表明电梯垂直运动特性与钢丝绳的运动特性均符合实际运动规律,验证了建模方法的正确性,为电梯系统的动力学研究及舒适性的优化提供了理论依据.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(026)003【总页数】5页(P32-36)【关键词】电梯提升系统;钢丝绳;宏命令;轴套力;振动加速度【作者】马幸福【作者单位】湖南电气职业技术学院机械工程系,湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TP391.9电梯是城市交通中广泛使用的垂直提升设备，其中钢丝绳系统是电梯最主要的承重部件，电梯系统的整个重量最终全部通过钢丝绳进行承载,电梯提升系统如图1所示.在电梯加速、减速等不同工况下，伴随曳引机高速旋转的振动，钢丝绳系统的动态张力变化很大，产生水平方向与垂直方向的振动，对轿厢系统产生很大的冲击，严重影响电梯运行的舒适性与安全性，同时也会对钢丝绳本身的使用寿命造成影响.因此，对电梯钢丝绳的动态特性进行研究，具有很重要的现实意义.电梯行业中对于钢丝绳的动态性能判定方法停留在传统的标记法、振动法、弹簧称法等[1]，而进行钢丝绳动态特性试验则比较困难.目前常采用虚拟技术进行绳索类部件仿真分析[2，3]，李济顺等[4，5]利用相对节点法，采用Recurdyn动力学软件建立摩擦式提升机虚拟样机模型进行分析；肖闯[6]利用壳单元与梁单元将电缆绳索简化为细长钢带结构进行有限元模拟与模态测试；侯筱婷等[7]利用EON Professional动力学组件模拟塔吊钢丝绳崩断效果仿真；何洁等[8]利用“质点—杆”模型建立空间绳系系统模型，研究绳系系统由释放到稳定状态的受力特性.以上方法各有优点，侧重点各不相同.电梯钢丝绳属于柔性体，本文采用多体动力学分析软件ADAMS对电梯钢丝绳进行建模与运动仿真分析.在ADAMS中难以直接对钢丝绳进行模拟，针对此问题，利用ADAMS宏命令程序对钢丝绳进行离散化建模，从而分析电梯钢丝绳及整个提升系统的运动仿真.1.1 钢丝绳建模方法ADAMS软件具有强大的三维建模与运动仿真功能，但是没有专门的模块进行绳索类物体建模.因此，在ADAMS/View环境下，需要采用其他的方法对钢丝绳进行模拟.目前通常有柔性体建模方法、轴套力建模方法与旋转副建模方法等几种方法. 柔性体建模方法利用有限元分析软件生成的MNF模态中性文件，再在动力学分析软件中生成钢丝绳柔性体，可满足一般精度仿真要求，但不能模拟钢丝绳反向缠绕问题，仿真精度中等.轴套力建模方法利用轴套力连接离散化的小段钢丝绳，可较好地模拟钢丝绳的拉伸、弯曲、振动、缠绕动力学仿真问题，但是钢丝绳离散化的数量和轴套力的数量影响仿真的时间，仿真速度慢，对电脑配置有一定要求，仿真精度较高.旋转副建模方法利用旋转副连接离散化的小段钢丝绳，与轴套力建模方法相类似，但是不能模拟钢丝绳的扭转、反向缠绕问题，仿真精度中等.本文采用第二种方法即轴套力建模方法对钢丝绳系统进行建模.1.2 参数设置为了模拟钢丝绳的实际动态特性，设定钢丝绳的刚度系数：拉伸刚度系数K11=EA/L、剪切刚度系数K22=K33=GA/L、扭转刚度系数K44=Gπd4/32及弯曲刚度系数K55=K66=Eπd4/(64L).其中E为钢丝绳弹性模量，取E=200 GPa；G为钢丝绳剪切模量，取G=800 GPa；d、A分为钢丝绳直径与横截面积，取d=10 mm、A=78.5 mm2；L为离散化钢丝绳长度，取L=100 mm.钢丝绳与曳引机的碰撞接触力只能依据经验或实验数据确定.接触刚度系数如果过低，会导致钢丝绳嵌入曳引机，难以有效反应出钢丝绳的力学性能；接触刚度系数如果过高，由于曳引机转速很快，容易导致钢丝绳从曳引机上弹飞.参阅资料，取接触刚度系数为1×104 N/mm、非线性指数取1.5.根据钢丝绳的材料参数，计算出轴套力各个刚性系数.拉伸阻尼系数和扭转阻尼系数都分别设定为10 N·s/mm和10 N·mm·s/(°)[9].1.3 宏命令建模电梯钢丝绳长度通常在几十米以上，离散化过程中如果手动一段段建模，再手动添加轴套力与接触力，既费时又易出错.而采用ADAMS二次开发宏命令可以轻松完成离散段钢丝绳的复制与连接、离散段钢丝绳之间添加轴套力、离散段钢丝绳与轮子之间添加接触力与碰撞力等建模问题.为减小计算工作量，取1000段离散化小段钢丝绳进行模拟，每段钢丝绳长50 mm，钢丝绳的运动学参数、动力学参数以及物理参数尽量与实际钢丝绳相似，部分宏命令语句如下：defaults model model_name=.elevator_systemvariable create variable_name=num & integer_value=1while condition=(num<999)marker create &marker_name = (eval(".model_1.part_"//num//"&.MARKER_1"//num+1000)) &location = 720,(eval(-1063.895-128.61*num)),0.0 &orientation = 0d, 90d, 90dmarker create &marker_name = (eval(".model_1.part_"//num+1&//".MARKER_1"//num+2000)) &location = 720,(eval(-1063.895-128.61*num)),0.0 &orientation = 0d, 90d, 90dforce create element_like bushing &bushing_name = (eval(".model_1.bushing_"//num)) &adams_id = (eval(num)) &i_marker_name = (eval(".model_1.part_"//num//"&.MARKER_1"//num+1000)) &j_marker_name = (eval(".model_1.part_"//num+1//"&.MARKER_1"//num+2000)) &damping = 8, 8, 8 &stiffness = 7.032e4, 7.032e4, 1.758e5 &force_preload=0,0,19750 &tdamping = 1,1,1 &tstiffness =1.582,1.582,1.266variable modify variable_name=num integer_value=(eval(num+1))end!whilevariable delete variable_name=num采用轴套力建模方法，离散化的小段钢丝绳由轴套力连成一根完整的钢丝绳，较真实地反映出钢丝绳拉伸力学特性，与曳引机缠绕的效果图如图2所示.电梯的垂直升降运动是依靠曳引机与钢丝绳之间的摩擦力来拉动轿厢与对重上下运行的.利用STEP(time,0,0,4,33.33)+STEP(time,4,0,5,0)+STEP(time,5,0,9,-33.33)语句给曳引机施加驱动力，设定电梯匀速运行额定速度为4m/s、最大角速度7 deg/s.曳引机的转动加速度以及钢丝绳在提升过程中的刚度变化对电梯轿厢在垂直方向运动产生振动激励.电梯轿厢导靴与导轨滑动装配，限制了轿厢水平的自由度，防止轿厢左右剧烈偏摆.为模拟电梯的水平振动特性，将导靴简化为弹簧系统，同时以Rand函数产生一组[-1，1]之间的随机数来模拟导轨垂直方向的不平顺度.导轨表面的不平顺度将会给轿厢水平方向产生作用力，导轨—导靴系统构成了电梯水平振动的激励来源.为了便于电梯提升系统建模，对提升系统进行必要的简化：(1)将曳引机用一个圆柱体施加驱动力进行模拟；(2)钢丝绳两端的轿厢、对重分别简化为两个立方体进行模拟；(3)电梯系统5条钢丝绳简化成1条钢丝绳，按5倍的质量—刚度系统进行模拟；(4)将机座橡胶、轿底橡胶、导靴及橡胶卡块等弹性部件简化为弹簧系统.建立电梯提升系统的仿真模型如图3所示.电梯系统的运动特性主要是电梯的垂直运动加速度特性、轿厢的垂直振动加速度特性与轿厢的水平振动加速度特性，这3个运动特性直接关系着电梯乘坐的舒适性.仿真得到电梯系统的垂直振动加速度曲线图、垂直振动加加速度曲线图与水平振动加加速度曲线图分别如图4～图6所示.图4反映了电梯在曳引机驱动力下垂直运行的加速起动、匀速运动与减速制动的加速度情况，是一条刚弹耦合的振动曲线；图5反映了轿厢在曳引机—钢丝绳系统垂直激励下的垂直振动加速度特性；图6反映了轿厢在导轨—导靴系统水平激励下的水平振动加速度特性.根据国家相关电梯标准规定：对于运行速度低于6.0 m/s的电梯，轿厢垂直振动加速度不得超过0.35 m/s2，轿厢水平振动加速度不得超过0.2 m/s2.仿真结果表明，轿厢垂直振动最大加速度值为0.33 m/s2，轿厢水平振动最大加速度值为0.12 m/s2，均满足相关标准要求.分别取相近的3个轴套力连接点作比较，轴套力连接点水平位移特性如图7所示.由图可知3个轴套力连接点动态特性趋势总体相同，最大位移0.022 mm，说明离散化的小段钢丝绳整体动态特性良好，保证了整条钢丝绳的连续性.但是轴套力连接点存在波动差，这是由于钢丝绳是一个变刚度的柔性体，加之导轨表面不平顺度的横向激励冲击，使得钢丝绳发生水平方向位移跳动现象，电梯运行速度越快，跳动越为激烈.任取一段离散钢丝绳作分析，其水平振动特性如图8所示.钢丝绳的振动来源于水平、垂直和侧向三个方向的激励，而且由于上端的曳引机与下端的轿厢返绳轮同时转动，钢丝绳上下端同时被激发振动，振动波形在钢丝绳中间区段叠加，振动现象明显.图中钢丝绳水平振动位移最大峰值为3.0 mm，发生在整个行程的中间时间段，与实际情况吻合.在电梯钢丝绳提升系统的虚拟样机仿真与分析中，通过ADAMS宏命令实现离散化钢丝绳的建模、轴套力的添加及碰撞接触力的设置.仿真分析结果表明，电梯系统的振动特性与钢丝绳的振动特性均符合实际运行规律，验证了建模方案的可行性.由于在仿真过程中对相关部件进行了等效简化，以及依靠经验值进行相关参数的设定，所以对实际仿真结果会有所影响，但本模型建立及仿真过程对于电梯提升系统的运行舒适性研究具有一定的参考意义.【相关文献】[1] 王增才，邵海燕，高峰．多绳摩擦提升机钢丝绳张力监测方法分析[J]．煤矿机械，2002(5)：72-74.[2] 李春明．弹性绳系统的动力学建模与计算机仿真[J]．系统仿真学报，2008，20(1): 62-64，168.[3] 徐杰．基于ADAMS的岸边集装箱起重机结构动力学仿真研究[D]．武汉:武汉理工大学，2010．[4] 李菁，李济顺，刘义,等．虚拟样机技术在摩擦式提升机动力学分析中应用[J]．机械设计与制造，2014,(9): 238-241.[5] 刘义，陈国定，李济顺,等．摩擦提升机的虚拟样机研究[J]．计算机仿真，2009,26(11)：272-277.[6] 肖闯，殷智宏．三维随行电缆简化模型有限元建模与模态实验[J]．中国机械工程，2012，23(16): 1934-1938.[7] 侯筱婷，李昌华．虚拟施工系统中虚拟塔吊动力学建模与仿真[J]．机械科学与技术，2014，33(2): 189-193.[8] 何洁，郑飞．空间绳系系统的运动仿真[J]．机械设计与研究，2014，30(5): 50-52.[9] 李俊文，卜长根，王龙．ADAMS宏命令在钢丝绳式冲击钻机虚拟样机建模中的应用[J]．机床与液压，2011，39(23)：150 -153．。

基于ADAMS的移动滚轮托架输送机关键部件(钢丝绳)动态特性分析

Journal of Mechanical Strength i/i炼瑪&2020, 42(2) ：286-292DOI ：10. 16579/j.issn.l001. 9669. 2020. 02. 005基于ADAMS的移动滚轮托架输送机关键部件（钢丝绳）动态特性分析$DYNAMIC CHARACTERISTICS ANALYSIS OF KEY PARTS(STEEL WIRE ROPES)OF MOBILE ROLLER CARRIERCONVEYOR BASED ON ADAMS张东升张猛…2倪雪2(1.山东交通学院工程机械学院，济南25〇357)(2•辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新123000)ZHANG DongSheng1ZHANG Meng2Nl Xue2(1. School of Construction Mechanical,Shandong Jiaotong University,Jinan 250357, China)(2. School of Mechanical Engineering,Liaoning Engineering Technology University,Fuxin 123000, China)摘要以一种新型移动滚轮托架输送机结构为研究对象，通过对移动滚轮托架输送机运行理论分析,提出了对其起连接和牵拉作用的关键部件一钢丝绳运行稳定安全的要求。

在Adams所建立虚拟样机模型的基础上，应用Adams/View 的宏命令完成对连接滚轮托架的钢丝绳微元模型建模。

通过对输送机运动系统进行动力学仿真，实现整机移动滚轮托架及钢丝绳完整运行一周。

在此过程中重点对换向轮处相邻三段钢丝绳动态特性进行分析，得出钢丝绳位速度，位移变化曲线等，并得到钢丝绳微元间轴套力、钢丝绳与托架铰接力，钢丝绳与换向轮接触力等力学特性曲线。

结果表明：因预紧装置的作用使钢丝绳运动趋势相同,但有微小偏差，且由于钢丝绳柔性体的振动,产生了K轴、Z轴在平稳运输段的速度变化。

Adams中钢丝绳索类物体建模方法研究

（收稿日期：２００６－１１－２９）（修回日期：２００７－０４－１４）
（下转第７页）
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第４期（总第９７期）
机械管理开发
２００７年８月
截面边界点集测量，测量后的数据点集输入计算机系统。在测量完最初的两个截面边界曲线（曲线数据点集分别记为Ｗ１，Ｗ２）之后，将其投影至ＸＯＺ平面，根据其上的数据点投影分布，可以计算出ＸＯＺ平面上相邻两个截面间的连接矢量［４］：ｆ! ＝Ａ"!Ｂ＝（Ｚｂ－Ｚａ）／（Ｘｂ－Ｘａ）。
依照以上方法沿Ｚ方向继续进行截面边界的测量，直至所有截面边界Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３， ……，Ｗｎ全部测量完毕，由此就可以获得准确表示原曲面特征的细化截面边界数据点集。在此期间要注意尽量获取最可靠最能代表原自由曲面外形特征的特征点和数据点集合。在得到以上数据点之后，应该对数据点进行诸如排除噪声点，删除冗余点，数据点重建规划等处理，以得到符合拟合重建要求，确保精度的自由曲面数据点集。３结论
【摘要】绳索类物体建模一直是虚拟样机设计中的难点，针对此类问题进行了探讨，得出了一种最佳的建模方法，并用此法成功地建立了钢丝绳的模型，并在矿井提升机虚拟样机设计中得到应用。【关键词】钢丝绳；虚拟样机；Ａｄａｍｓ；Ｂｕｓｉｎｇ连接【中图分类号】ＴＤ５２６【文献标识码】Ａ【文章编号】１００３－７７３Ｘ（２００７）０４－０００４－０３
ｆｏｒｖａｒ＝ｔｈｅ＿ｐａｒｔｏｂｊ＝．ｍｏｄｅｌ＿１．“ｐａｒｔ＿［＾２］＊”＆ｔｙｐｅ＝ＰＡＲＴ
ｍｏｖｅｏｂｊｅｃｔｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝（ｔｈｅ＿ｐａｒｔ）＆ｃ１＝０ｃ２＝－１００ｃ３＝０．０＆ｃｓｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝＆（ｅｖａｌ（ＤＢ＿ＤＥＦＡＵＬＴ（．ＳＹＳＴＥＭ＿ＤＥＦＡＵＬＴＳ， “ｐａｒｔ”）））ｄｅｆａｕｌｔｓｍｏｄｅｌｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝（ｅｖａｌ（ｔｈｅ＿ｐａｒｔ））ｅｎｄ

ADAMS软件中绳索类物体的一种建模方法

ADAMS软件中绳索类物体的一种建模方法
周炜;易建军;郑建荣
【期刊名称】《现代制造工程》
【年(卷),期】2004(000)005
【摘要】针对ADAMS软件中绳索类大变形柔性物体直接建模困难的问题,提出并分析了Bushing连接模型的建模方法,并运用该模型实现了对岸桥集装箱拖令系统单元的虚拟样机分析.
【总页数】2页(P38-39)
【作者】周炜;易建军;郑建荣
【作者单位】华东理工大学机械学院,上海,200237;华东理工大学机械学院,上海,200237;华东理工大学机械学院,上海,200237
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.Adams中钢丝绳索类物体建模方法研究 [J], 李海军;杨兆建
2.一种真实物体表面反射属性采集与建模方法 [J], 马宗泉;齐越;胡勇;童欣
3.一种基于骨架的可变形物体建模方法 [J], 薛清;李明禄
4.沉浸式虚拟装配中物体交互特征建模方法研究 [J], 朱英杰;李淳芃;马万里;夏时洪;张铁林;王兆其
5.Adams中钢丝绳索类物体建模方法研究 [J], 李海军;杨兆建
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ADAMS-Cable绳索仿真

ADAMS-Cable绳索仿真1. 概述在实际生活中有大量的绳索类传动运动形式。

绳索类部件看似简单，但是用计算机软件对其模拟时却存在较大障碍。

以钢丝绳为例，通常都是通过细长的钢丝螺旋缠绕在一起形成，在工作时当施加拉力载荷于其上，除了材料自身的拉力作用外，各个钢丝之间的外表面还有摩擦力的作用；并且在模拟钢丝绳的变形状态时，如弯转，缠绕等，往往使用离散元的思想，将整条钢丝绳离散成多个小段，各个小段之间再定义约束或柔性连接，这确实是一种较为现实的方法，但若用户手动完成往往又需要较多的时间。

为此MSC推出Adams/Cable模块，方便用户使用，提高建模效率，能实现对绳索类动力学问题的精确模拟。

2. ADAMS/Cable模块介绍Adams/Cable是Adams的插件式模块，其主要功能就是满足用户对绳索类问题的快速建模与精确求解，模拟的对象包括各种钢丝绳，传送带，胶片等传动装置，并且具有对各种滑轮机构的建模功能。

图1 ADAMS/Cable模块菜单Cable模块有Anchor、Pulley、Roller的建模对话框，用户输入参数即可快速生成模型。

通过定义Anchor可确定绳索是开环或闭环。

图2 Anchor建模对话框图3 Pulley的定义窗口和对应的几何图形使用Wrap_cable_or_belt命令，在弹出的对话框中输入参数，可快速生成Cable、Belt/Film模型。

ADAMS/Cable提供两种生成方式：Coupler类型不考虑绳索的质量和惯量，这种类型绳索没有晃荡姿态的模拟；Guide类型使用离散思想，将绳索离散成多个小单元，使用约束和力元进行关联，根据定义的拓扑选项最小化系统自由度，并且需要根据滑轮直径设置单元尺寸，这时是考虑质量的，因此可以方便地模拟出绳索晃荡姿态，并且还可模拟出绳索和滑轮的接触力效果。

图4 Wrap_cable_or_belt对话框（1）Coupler类型（2）Guide类型图5两种类型的绳索模型3. 应用案例（1）通过Cable模块建立Guide类型的绳索滑轮机构，不仅能模拟出绳索与滑轮之间的接触力，还能仿真其中一个滑轮的动态扭动，模拟更加真实的工作过程。

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实际的多体动力学仿真中，经常涉及绳索类物体（例如提升机、起重机等虚拟样机的建立，都需要对钢丝绳进行建摸），由于钢丝绳挠性好，其几何建摸有不确定性，加之其自身的刚度系数和阻尼系数，以及与其接触刚度系数和接触阻尼系数的难以确定，一直是仿真的难点。虽然ａｄａｍｓ中没有提供直接的建模方法，但可使用现有模块和现有约束进行近似的模拟。可以使用的模拟方法主要有下列三种：
依照以上方法沿Ｚ方向继续进行截面边界的测量，直至所有截面边界Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３， ……，Ｗｎ全部测量完毕，由此就可以获得准确表示原曲面特征的细化截面边界数据点集。在此期间要注意尽量获取最可靠最能代表原自由曲面外形特征的特征点和数据点集合。在得到以上数据点之后，应该对数据点进行诸如排除噪声点，删除冗余点，数据点重建规划等处理，以得到符合拟合重建要求，确保精度的自由曲面数据点集。３结论
很大负担，但其仿真精度却可提高。这种方法具有仿真精度高、用时少的优点，建立钢丝绳等绳索类物体时，普遍采用。
（３）采用一段段的圆柱体通过旋转副模拟钢丝绳。这种方法与方法（２）相似而不同的是：各小段之间是通过旋转副连接，由于旋转副本身的自由度限制，采用此方法建立的模型只能在钢丝绳不发生扭转时使用。２采用轴套力建立钢丝绳模型的方法
图１微段受力模型图
施加轴套力时，在两个相互作用构件的力作用点
分别建立两个坐标标记，首先建立的构件为ｉ标记，其
次为ｊ标记。轴套力的计算公式如下：
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则说明截面间距过大，没有正确反映原曲面变化特征，则需在Ｗ２Ｗ３的Ｚ向中央处补测一个新截面Ｗ′２；如前法继续分别比较Ｗ２Ｗ′２与Ｗ′２Ｗ３之间的切矢夹角，如果此时夹角小于给定的误差夹角，则说明截面细分己经足够准确，无需继续细分截面。自由曲面分层测量见图１。
图１自由曲面分层测量示意图
建立钢丝绳模型的各小段圆柱间采用ｂｕｓｉｎｇ运动副来连接时，Ｂｕｓｉｎｇ的轴套力工具是一种施加于两构件相互作用力的方法，通过定义力和力矩六个分量［２］｛Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ｝，在两构件之间施加一个柔性力，用ｂｕｓｉｎｇ连接方式，每两个小段间的受力模型，见图１。
０引言Ａｄａｍｓ是美国ＭＳＣ公司开发的机械系统动力学
及运动学仿真软件，因其强大的求解能力，使其市场占有率居于同类产品之首。Ａｄａｍｓ提供了刚体和小变形柔性体的直接建模方法，并在其力库里柔性连接，但对于大变形的柔性绳索类无法直接建模，本文针对此类问题进行了初步探索。１钢丝绳建模方法［１］
【摘要】绳索类物体建模一直是虚拟样机设计中的难点，针对此类问题进行了探讨，得出了一种最佳的建模方法，并用此法成功地建立了钢丝绳的模型，并在矿井提升机虚拟样机设计中得到应用。【关键词】钢丝绳；虚拟样机；Ａｄａｍｓ；Ｂｕｓｉｎｇ连接【中图分类号】ＴＤ５２６【文献标识码】Ａ【文章编号】１００３－７７３Ｘ（２００７）０４－０００４－０３
继续测量下一个环形截面边界点集Ｗ３，测得后在ＸＯＺ平面上作Ｗ２、Ｗ３截面间的连接矢量 !ｆ＝Ｂ"!Ｃ＝（Ｚｃ－Ｚｂ）／（Ｘｃ－Ｘｂ），比较 !ｆ１ｆ! ２之间的夹角： # ＝ａｒｃｔｇ
$ % ｆ! ２－ !ｆ１／（１＋ !ｆ２ｆ! １），如果 # 大于给定的误差值，
通过理论分析与实践检验，自由曲面细化分层测量技术与重建方法，可以很有效地对各种曲面进行测量与回归。同时，此方法也能有效、准确地获取反映原曲面表面特征的最少测量点，以进行曲面的特征分析和拟合，并且可以充分保证ＮＵＲＢＳ曲面拟合方程的质量，为反求工程后续操作提供了理论基础和技术支持［５］。
（２）采用一段段的圆柱刚性体通过轴套力（ｂｕｓ－ｉｎｇ）模拟钢丝绳。实际工作中的钢丝绳不是简单的直线运动，而是需要绕过滑轮、滚筒等作一定的曲线运动。当各小段圆柱体相对整个钢丝绳长度很小时，钢丝绳就可视为连续体，可以较为真实地反映钢丝绳的拉伸弯曲等力学性能。为了尽可能地还原钢丝绳的工作特性，可以使用更多的圆柱体，虽然这给计算量带来
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＊基金项目：山西省科技基础条件平台建设项目（编号：０５１００５）山西省教育厅科技项目（编号：２００５１２１２）资助。作者简介：李海军，男，１９８１年生，太原理工大学在读硕士研究生。
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第４期（总第９７期）
机械管理开发
２００７年８月
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如果需要建立更长、更形象的钢丝绳或者为了提高仿真精度，只需要修改上述宏命令中的参数ｉｐ、ｃ１、ｃ２、ｃ３等就可实现。
经过上述步骤后，各小段圆柱体虽然依次排开，外形上与钢丝绳相似，但其之间没有任何联系；只有在各段之间施加轴套力后才能具有现实中钢丝绳的各种性能。轴套力通过条件循环命令施加在相隔的两小段之间；施加时，根据实际情况，给定刚性系数和阻尼系数；施加完毕后，钢丝绳的模型便成功建立了。施加完轴套力后建成的钢丝绳部分段模型，见图２。

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第４期（总第９７期）Ｎｏ．４（ＳＵＭＮｏ．９７）
机械管理开发ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
２００７年８月Ａｕｇ．２００７
＊
Ａｄａｍｓ中钢丝绳索类物体建模方法研究
李海军杨兆建
（太原理工大学机械工程学院山西太原０３００２４）
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ｖａｒｉａｂｌｅｍｏｄｉｆｙｖａｒｉａｂｌｅ＿ｎａｍｅ＝ｉｐ＆
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（１）
式中：Ｆ、Ｔ分别表示力和力矩。Ｒ， θ，Ｖ， ω分别表示Ｉ，Ｊ
标记之间的相对位移、转角、速度、角速度。Ｋ，Ｃ分别
表示刚性和阻尼系数。下标ｘ，ｙ，ｚ分别表示Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向。下标１，２，３分别表示Ｘ，Ｙ，Ｚ方向的初始值。
ｆｏｒｖａｒ＝ｔｈｅ＿ｐａｒｔｏｂｊ＝．ｍｏｄｅｌ＿１．“ｐａｒｔ＿［＾２］＊”＆ｔｙｐｅ＝ＰＡＲＴ
ｍｏｖｅｏｂｊｅｃｔｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝（ｔｈｅ＿ｐａｒｔ）＆ｃ１＝０ｃ２＝－１００ｃ３＝０．０＆ｃｓｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝＆（ｅｖａｌ（ＤＢ＿ＤＥＦＡＵＬＴ（．ＳＹＳＴＥＭ＿ＤＥＦＡＵＬＴＳ， “ｐａｒｔ”）））ｄｅｆａｕｌｔｓｍｏｄｅｌｐａｒｔ＿ｎａｍｅ＝（ｅｖａｌ（ｔｈｅ＿ｐａｒｔ））ｅｎｄ
参考文献［１］程正兴．数据拟合［Ｍ］．西安：西安交通大学出版社，１９８６．［２］吴永清，刘书桂，张国雄．智能三座标测量检测规划问题的研