ADAMS参数化建模及优化设计

设计要求：
能产生至少800N的 夹紧力。 手动夹紧，用力不
大于80N。 手动松开时做功最 少。 必须在给定的空间 内工作。 有震动时，仍能保 持可靠夹紧。
模型建立
1、启动ADAMS/View
（1）打开ADAMS/View，欢迎对话框中选择 Create a new model项，输入文件名Latch，选择 OK按钮，如图所示 。
2.7 3.3
2.2 7.6 -1.1 10.5 -5.4 4.5
-875.67 -965.65
-836.23 -920.73 -835.13 -933.55 -866.73 -876.61
取DV_2的取值范围为(-1,1),标准值为0
取DV_4的取值范围为(1,6)，标准值为3 取DV_6的取值范围为(6.5,10)，标准值为8
框，如图9所示。选择工具
置 ， 。
，在参数栏设
依次选取固定支架（ground.block）、滑钩（hook）、 点（-12,1,0），竖直向上拖动鼠标，按下左键。
（9）创建弹簧
在主工具箱施加力工具集选择拉压弹簧阻尼器工 具 。 输入K=800，C=0.5。
选取点（-14,1,0）处滑钩顶点，注意应选取钩上的顶
参数化建模应用实例
以参数化点坐标的方式进行参数化建模

例:
North American Aviation, Inc. 的Earl V. Holman 发明的一个挂锁模型，它能够将运输集装箱的两 部分夹紧在一起。该挂锁共有十二个，在Apollo 登月计划中，它们被用来夹紧登月仓和指挥服务 仓。
(角度测量
在
菜单下选择 ，显示产生角度测量对 话框,选择advanced。 在Measure Name栏，将测量名称改为overcenter_angle。 在Fist Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。 选择在Point_6处的任意一个标记（Marker）。 在Middle Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择 Pick。选择在Point_7处的任意一个标记（Marker）。 在Last Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。 选择在Point_3处的任意一个标记（Marker）。设置完 成如图所示。选择OK按钮，显示角度测量窗口。
鼠标右键，选择part：PART_2，再选择Rename， 输入新名.Latch.pivot
(3)创建手柄(handle)
在工具箱几何建模工具集，选择工具
,依次选取
POINT_3、POINT_4创建手柄。 鼠标右键，选择part：PART_3，再选择Rename，输 入新名.Latch.handle。
(2)重新设置设计变量
可以查看设计变量的标准值和限制范围,默认值 为10%,当标准值为0时,绝对变化范围为±1.用户 可根据需要修改限制范围. 查看时,点击表编辑对话框组下方的命令Variables
十样机模型研究
在Design Exploration下的
Design Evaluation选择 Design Evaluation Tools弹
（pivot）、手柄（handle）及Point_3。
• 添加滑杆与手柄铰链副，选取铰链副后选择滑杆 （slider）、手柄（handle）及Point_5。
• 添加滑杆与滑钩铰链副，选取铰链副后选择 滑杆（slider）、滑钩（hook）及Point_6。
（8）添加点—面约束副（低副）
局部放大滑钩，在Build菜单选择Joint，显示连接对话
用相同的方法对其它设计变量进行研究，计算 结果如下：
整理设计报表中的数据，可得到下表中的结果
设计变量 DV_1 DV_2 设计点 POINT_1 POINT_1 坐标 X Ｙ 初始值 ０ ０ 初始值敏 感度 -97.506 -337.53 优化显著 值 １ -0.5 最大夹紧力 -９１５.43 -1056
取DV_8的取值范围为(9,11)，标准值为10
进行优化设计
（4)设置图标。在在Setting菜单，选择Icons命令，
显示图标设置对话框，在New Size栏，输入2. (5)在File菜单选择Select Directory命令，设置 ADAMS默认存盘目录。 2.建立夹紧机构模型 （1）创建参数点。在工具箱几何建模工具集，选择 Point工具 使用默认设置，如图 所示。根据表的坐标 值，产生A、B、C、D、 E、F6个设计点，如图 所示。
设计点 A
B C D E F
变量名 POINT_1
POINT_2 POINT_3 POINT_4 POINT_5 POINT_6
x坐标 0
3 2 -10 -1 -6
y坐标 0
3 8 22 10 5
z坐标 0
0 0 0 0 0
(2)创建摇臂（pivot）。 在工具箱几何建模工具集， 选择工具 ，在参数设置 栏 设 置 Thickness=1 ， Radius=1 。 依 次 选 取 POINT_1 、 POINT_2 及 POINT_3、POINT_1四点， 按右键创建摇臂
(6)创建夹紧固定支架
在工具箱几何建模工具集，选择工具
,由New Part 改为On Ground，依次选取（-2,1,0,）、（-18,0,0）创 建固定支架，如图所示。 鼠标右键，选择Block：BOX_11，再选择Rename，输 入新名.Latch.ground.block。
(7)创建运动副
（ 2 ）设置单位。在 Setting 菜单，选择 Units 命令，
显 示 单 位 设 置 对 话 框 ， 在 Length 栏 ， 选 择 centimeter，选择OK。
（3）设置工作栅格。 在 Setting 菜 单 ， 选 择 Working Grid 命 令，显示工作栅格 设置对话框，设置： size=25 ， spacing=1 ， 如图2所示，选择 OK按钮，设置好工 作栅格。
在 A 点处将摇臂与基础框架连接。在主工具箱的连接
工具集，选择铰链 择， , 和
，在参数设置栏选 选取Point_1点。
添加滑钩与摇臂铰链副。在主工具箱的连接工具集， 选择铰链副，在参数设置栏选择
依次选择摇臂（pivot）、滑钩 （hook）及Point_2点，完成设置。
添加手柄与摇臂铰链副，选取铰链副后选择摇臂
（13）仿真观看观看当前模型的运动情况
在主工具箱，选择仿真工具 ，取End Time=1.0，Step=1000，开始仿真分析。
二.运动仿真分析
1.测试模型
(1)设置弹簧力的测量 在弹簧处鼠标右键，在弹出菜单中选中选择 Spring：Spring_1，再选择Measure，显示施加测 量对话框，将Characteristic选项设置成Force，如 图所示。选择OK按钮，显示弹簧力测量窗口。
出参数化分析工具对话框。
Simulation Script:.MODEL_st_Sim( 最后一次仿真)参数选 择:Measure,设计变量及其它
设置等后按Start.
试验报表和试验曲线结果见图
从设计研究报表中可以得到最大夹紧力为-915.13N， DV—1，初始值(DV—1=0)的敏感度为-88.644N/cm.
(4)创建锁钩（hook）
在工具箱几何建模工具集，选择工具
,在Length中输 入1，根据下表给出的坐标值，依次选取各点(若是点不 好选可按住ctrl)，鼠标右键完成创建滑钩，如图所示。
点坐标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 x坐标 5 3 -6 -14 -15 -15 -14 -12 -12 -5 4 y坐标 3 5 6 6 5 3 1 1 3 3 2 z坐标 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
成创建传感器。
（5）再一次仿真
夹紧系统在80N恒力作用下，由于传感器的作用，使
得手柄到达角度（overcenter_angle）等于0时停止仿 真分析。
角度 随时间的变化曲线
弹簧力随时间的变化曲线
九样机模型参数化
(1)创建设计变量 在机构中,除了手柄末端标记点POINT_4以外,其
余5个标记点的位置可能影响夹紧力的大小.因此将 这些标记点的X、Y坐标作为设计变量。 右击POINT_1点，激活浮动对话框，选择Point： POINT_1、Modify，弹出标记点表格编辑器。 点击POINT_1行，Loc_X列的数据0.0，该数 据在上方的输入框中出现，右击该框，弹出浮动 菜单，依次选择 在输入框和表格中出现(.MODEL_1.DV_1)，用同样 的方法创建其它9个设计变量，(.MODEL_1.DV_2) ~(.MODEL_1.DV_10)
，
（handle.Marker_5）
（11）模型验证
在主工具箱的Tools选择Model verify对模型正确性进
行验证。验证信息如下：
（12）保存模型
完成创建，保存数据库。完成建模后的夹紧机构模型，
在File菜单，选择Save Database As 命令，输入文件名： Latch.bin选择OK按钮，保存数据。
(3)样机仿真分析
在主工具箱，选择仿真工具
，取End Time=1.0，
Step=1000，开始仿真分析。
测量仿真结果，得到如下结果
角度测量曲线图
弹簧力测量曲线图
（4）创建角度传感器
在
菜单选择
， ，显
示创建传感器对话框， 如图所示。在对话框中 设置或选择，按照下图
设置。选择OK按钮，完
鼠标右键，选择part：PART_4，再选择Rename，输
入新名.Latch.hook。
(5)创建滑杆（slider）
在工具箱几何建模工具集，选择工具 ,依次选取 POINT_5、POINT_6创建滑杆 鼠 标 右 键 ， 选 择 part ： PART_5 ， 再 选 择 Rename ， 输 入 新 名.Latch.slider