09-第九章 ADAMS约束驱动和函数

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练习 9 – 举升机构 II
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本章小结
1. 一个约束所参考的标记点的名称是什么?
________________________________________________ ________________________________________________ 2. 当在一个约束上添加驱动时，什么决定其运动的方向的正或 负？ ________________________________________________ ________________________________________________ 3. 驱动是按照约束来考虑的么? 为什么? ________________________________________________ ________________________________________________ 4. 确定要在一个约束上达到一个指定运动所需要的驱动力或力 矩的大小是否可能？如何得到？ ________________________________________________ ________________________________________________
● 约束驱动 (Joint motion) ● 点驱动 (Point motion)
● 约束驱动
● 有两种类型:
● 移动方式：适用于移动副 (translational) 或 圆
柱副 (cylindrical) ，移去一个移动的自由度。 ● 转动方式：适用于回转副 (revolute) 或 圆柱副 (cylindrical) ，移去一个转动的自由度。
● 建立约束驱动，使用主工具箱内缺省的表达式，然后使用相
应的驱动修改对话窗口进行驱动表达式的修改。在 ADAMS 中很多对象修改的对话窗口会包含更多的修改选项。 (在约束 上点击鼠标右键，指向约束的名字然后再选择修改 Modify) 。
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练习 9 – 举升机构 II
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自我挑战
如果你喜欢有点自我挑战的话，可以不按照后面片子的内容进行 ，而是直接添加约束和驱动。
● 部件 mount 相对于 部件base 的回转副驱动函数 D(t) =
360d*time。
● 部件 shoulder 相对于 部件mount 的回转副驱动函数 D(t) =
练习 9 – 举升机构 II
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要添加约束驱动:
1. 使用工具 Rotational Joint Motion
在 部件 mount 和 部件base 之间的约束上添加驱动，其表达式为：
● D(t) = 360d*time
2. 在部件 shoulder 和部件 mount 之间的约束上添加驱动：
● D(t) = -STEP(time, 0, 0, 0.10, 30d) 注意: 由于是按照 Normal to Grid 的方式建立的约束，你所
3. 将部件 shoulder 与部件 mount之间以回转副进行连接(
):
● 选择 Normal To Grid.
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● 右键选择圆柱的定位标记点。 S1-11
MSC.ADAMS 初级培训教程
（ADM701 教程讲解及练习）
MSC.Software 公司
2010年11月
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Part Number: ADAM*V2005*Z*FSP*Z*SM-ADM701-NT1
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练习 9 – 举升机构 II
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开始练习
●
注意本练习中要使用的文件不在当前工作目录。
要开始练习:
启动 ADAMS/View:
● ●
设置工作目录为 exercise_dir/mod_09_lift_mech_2。 从目录下 exercise_dir/mod_08_lift_mech_1，输入你在前面练习 中所生成的模型文件。 如果你需要一个上一个练习最终的模型文件，则输入目录 exercise_dir/mod_08_lift_mech_1/ completed 下的文件 lift_mech_I_completed.cmd 。
●
要验证模型 :
1. 检查你的模型中以约束为定点的拓扑结构关系 (在状态栏
Status bar, 内的工具包 Information 上点击鼠标右键并 选择工具 Model topology by constraints ) 以保证模型 中所有的部件都被按照预先指定的方式进行约束好了。 2. 进行仿真。 从动画回放的视觉效果来看，模型是否按照预先设计的运动 那样进行动作？
添加的驱动可能会出现与模型描述部分(按照右手定则)相反的 方向，如果出现这种情况，只须在修改驱动的表达式的前面 加上一个负号即可。 我们将在后面的章节 举升机构 III 中专门讨论 STEP 函数。 3. 在约束 boom-to-shoulder 上添加如下的移动的驱动：
● D(t) = -STEP(time, 0.8, 0, 1, 5)
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练习 9 – 举升机构 II
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在你的模型中的约束上添加驱动
● 要添加约束驱动时，按照窗口下面状态栏内的提示进行操作
。状态栏内的提示会指导你一步步的完成操作，比如你要添 加一个驱动，状态栏内会提示你选择合适的约束类型(如果你 要添加一个转动的驱动，会提示你选择一个回转副或圆柱副) ，当你的光标移动到可能的或者说是合适的约束上时，该约 束的名称就会在工作窗口内显示出来，要在该约束上添加驱 动，你只需轻轻的点一下鼠标的左键就可以了。
● 运行一次仿真
要运行仿真:
● 运行一次仿真，使部件 mount 相对于部件 Base
转动一圈。
● 存储模型
要存储模型:
● 存储模型为 ASCII 格式的文件，只要包含模型即可
，无需仿真结果。 (File
Export).
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9.0 约束驱动和函数
● 本章内容:
● 添加驱动 ● 在约束上定义驱动 ● MSC.ADAMS 中的函数
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施加驱动
● ADAMS/View 中提供两种类型的驱动
● 你需要定义一个要添加驱动的约束。 ● MSC.ADAMS 自动的使用该约束的 I 和 J 标记点及其所属的
部件和一个自由度来定义驱动。 ● 使用函数来定义驱动的量值。 ● 问题: 驱动移去自由度么？这是否意味着驱动是按照约束来考 ADM701, Section 1, November 2010 虑的Corporation ? Copyright 2010 MSC.Software S1-3
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练习 9 – 举升机构 II
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验证模型 (爬 – 走 – 跑)
● 在进行下面的步骤前，检查你的模型的拓扑结构关系并进行
仿真看看你所做的工作是否正确。
按 F1 查看有关 Function Builder 方面的帮助。
● 注意:你可以利用 Function Builder 生成并校验
ADAMS/View 中的函数。要打开 Function Builder，可以在 任何需要定义函数的栏目内点击鼠标右键。 ADM701, Section 1, November 2010
练习 9 – 举升机构 II
4. 将部件 boom 与部件 shoulder之间以移动副进行连接(
):
● 选择 Pick Feature。
● 选择 x- 轴作为移动轴的方向。
5. 将部件 bucket 与部件 boom之间以回转副进行连接(
):
● 选择 Normal ห้องสมุดไป่ตู้o Grid。
● 选择圆柱的端部的圆心点。
● 定期仿真模型以检查所添加的约束是否正确。 ● 一生成约束，马上对其改名，方便查询。 ● 必要时调整模型显示中图标的尺寸。 (参见练习 8 中 — 举升
机构 I 中的第6 页的内容。)
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STEP(time, 0, 0, 0.10, 30d)。
● 部件 boom 相对于部件 shoulder 的移动副的驱动函数 D(t)
= STEP(time, 0.8, 0, 1, 5)。
● 部件 bucket 相对于部件 boom 的回转副的驱动函数为：
D(t) = 45d*(1-cos(360d*time)) 否则，按照下面的片子进行练习。
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练习 9 – 举升机构 II
● 问题描述
● 如下图所示，对举升机构添加约束和驱动:
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4. 在约束 bucket-to-boom 上添加如下的转动驱动：
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练习 9 – 举升机构 II
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练习 9 – 举升机构 II
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在部件之间添加约束
● 在本节中，你将对你在前一练习中所生成的模型中的部件施
加约束。在本章模型描述部分的图中表明了你应该添加什么 类型的约束。
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MSC.ADAMS 中的函数
● 在MSC.ADAMS 中定义函数 ● 你可以使用函数定义一个输入矢量的量值可以用于 ● 驱动的定义 ● 外加的载荷 ● 函数可以是时间的函数，也可以是系统状态变量的 函数，比如：位移、速度或反作用力。 ● 函数在每个时间点上计算一个值。 ● 驱动的函数只能是时间的函数: ● M = f(time)
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练习 9 – 举升机构 II
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模型描述
● 在本章中，你将使用练习 8 中 – 举升机构 I 进行后面的练习
。
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开始练习前的提示
● 利用第6页的图找到你所需要添加的约束类型。
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练习 9 – 举升机构 II
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可选任务
如果你在练习举升机构 I 中没有做的话，你可以： 1. 使用工具 Torus ，增加轮胎。 2. 使用倒圆角工具 Fillet 对部件 base 上增加一些圆角。
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约束驱动
● 约束驱动中标记点的运用
● 约束中的 I 和 J 标记点 (以及这两个标记点所属的部件) 彼此
按照下面的方式相对运动:
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约束驱动(续)
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要在部件之间添加约束:
1. 使用固定副约束工具
将部件 base 固结到大地上。 2. 将部件 mount 与部件 base 之间以回转副进行连接( ):
● 选择 2 Bod-1 Loc 和 Pick Feature。 ● 将约束方在部件 mount的质心 (cm) 标记点上
。 ● 选择 + y 轴作为回转的方向。
● 约束的 I 和 J 标记点在初始时刻θt = 0，即重合。 ● 在仿真过程中两个标记点的 z 轴始终重合。 ● 你可以定义驱动的量值为：
● 位移的时间函数
● 速度的时间函数
● 加速度的时间函数
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