adams约束与载荷的施加与修改
上机实验三约束与载荷的施加与修改
一、上机目的
通过本次上机：
1．掌握adams中旋转副、移动副、圆柱副、固定副等简单约束的施加和基本操作和绘制方法；
2．掌握adams齿轮副、凸轮副等复杂约束的施加的操作和绘制方法；
3．掌握adams运动约束的施加和基本操作和绘制方法；
4．学会使用浮动菜单进行约束的修改操作。
5.掌握ADAMS载荷：单向力、单向力矩、组合力、组合力矩、混合力）、柔性力（弹簧力）等的施加和修改的基本操作和基本方法。
二、上机内容和要求
一）约束的施加练习
1、完成曲柄滑块机构的约束施加
1)打开上次保存的模型样机文件shiyan2_1
2)创建转动副
(1)在集合建模工具集中，单击旋转运动副工具图标；
(2)在construction选项栏中选择2part-1location和normal to grid
(3)在建模视窗中，选择零件1、地、点A，即齿轮1的中心，在该位置创建转动副。重复步骤1、2，分别在B、C、D处创建转动副
3)创建齿轮副
(1)在集合建模工具集中，单击标志点工具图标
(2)在主工具箱的选项栏中选择add to ground和global XZ
(3)在建模视窗中，选择点(齿轮1与齿轮2)的交接附近，然后在该点创建标志点
(4)在集合建模工具集中，单击齿轮运动副工具图标
(5)在对话框中，鼠标放在选项栏join name中，点击右键——browse浏览约束，输入A、B处的铰链名；在velocity marker中，点击右键——browse浏览标志点，输入刚创建的标志点名，点击OK，实现创建齿轮副
4)创建滑动副
(1)在集合建模工具集中，单击滑动运动副工具图标；
(2)在construction选项栏中选择2part-1location和pick feature
(3)在建模视窗中，选择依次滑块4、地
(4)选择点D下部某点作为移动副位置
(5)移动鼠标使箭头水平，点击鼠标，生成移动副
5)设置齿轮1的运动速度
(1)在集合建模工具集中，单击旋转运动工具图标；
(2)在speed文本框中输入60 r,定义转动速度为60rad/s
(3)在建模视窗中，选择齿轮1上的转动副，创建运动约束
6)修改约束
（1）打开B 处的约束修改对话框：鼠标放在B上的铰链副joint上，单击右键—浮动菜单modify，打开运动修改对话框，使其约束由转动副变为圆柱副（2）打开齿轮1上的运动约束修改对话框，修改齿轮1的运动为往复运动：鼠标放在齿轮1上的运动副motion上，单击右键—浮动菜单modify，打开运动修改对话框，点击funcction（time）右侧的图标，打开编辑器对话框，在define a runtime function中输入：
step（time，0，0，10，60）+
step（time，10，60，20，-60）。
7)保存文件为shiyan3_1，在E：\jiben06\目录中，退出adams/view
2、完成凸轮机构的约束施加
（1）、打开上次保存的模型样机文件shiyan2_2
（2）、创建转动副
1）在集合建模工具集中，单击旋转运动副工具图标；
2）在construction选项栏中选择2part-1location和nomal grid
3）在建模视窗中，选择零件1、地，点A，即圆柱1的中心，在该位置创建转动副
（3）、创建移动副
1）在集合建模工具集中，单击滑动运动副工具图标；
2）在construction选项栏中选择2part-1location和pick feature
3）在建模视窗中，依次选择滑块2、支座
4）选择点圆柱滑块轴线上一点作为运动副位置
5）移动鼠标使箭头垂直，点击鼠标，生成移动副
（4）、创建凸轮副
1）在集合建模工具集中，单击点-线凸轮运动副工具图标；
2）在选项栏point-curve中选择curse
3）在建模视窗中，依次选择圆柱滑块顶点、齿轮1圆线，完成创建凸轮（5）、创建固定副
1）在集合建模工具集中，单击锁工具图标；
2）在construction选项栏中选择2part-1location和nomal grid
3）在建模视窗中，依次选择支座、地，在某一位置点击右键完成支座的固定5、设置圆柱1的运动速度
1)在集合建模工具集中，单击旋转运动工具图标；
2)在speed文本框中输入80 r,定义转动速度为80rad/s
3)在建模视窗中，选择圆柱1上的转动副，创建运动约束
4）保存文件为shiyan3_2，在E：\jiben06\目录中，退出adams/view
二）载荷的施加与修改练习
1、按图示要求施加载荷
1）施加驱动力
（1）重新打开文件shiyan3_1，在主工具箱中，右键单击图标，打开下一
级力工具集按钮，单击施加单向力矩工具图标；
（2）在选项栏value中,选择constant输入值500N
（3）在建模视窗中，依次选择圆柱1、A点，完成创建施加单向驱动力矩
2）施加单向变力F
（1）在主工具箱中，右键单击图标，打开下一级力工具集按钮，单击施加单向力工具图标；
（2）在选项栏value中,选择custom
（3）在建模视窗中，依次选择滑块、E点，完成创建施加单向力
（4）把鼠标放在E点力附近，点击右键——modify打开修改力对话框，点击
function右侧的图标，打开编辑器对话框，在define a runtime function中，定义力F（time,…）=(SIGN(1000,-VX(点))，点处输入力所在滑块上的一个标记，是力作用的I点。
I点复制方法：鼠标放在力F附近，点击右键，通过快捷菜单，选择FORCE_1——info ——拷贝其中I 标记点即可。
（5）单击ok,退出力修改对话框
（6）保存文件shiyan3_3在E：\jiben06\目录中，退出adams
3）施加作用力
（1）在主工具箱中，右键单击图标，打开下一级力工具集按钮，单击施加单向力工具图标；
（2）在选项栏value中,选择constant输入值200N，construction中选择pick feature；
（3）在建模视窗中，依次选择滑块、D点，完成创建施加单向作用力。
2、施加弹簧力
弹簧的质量刚度系数为200N/s，阻尼系数C=30kg/s。
1）重新打开文件shiyan3_2，在集合建模工具集中，单击施加弹簧力工具图标
；
2）在选项栏中分别选中K、C，并输入K、 C的值
3）在建模视窗中，依次选择圆柱滑块底部中心点A、支座内B点，完成创建弹簧力
4) 保存文件shiyan3_4在E：\jiben06\目录中,退出adams
三）练习
起重机的建模和仿真，如下图所示。
1）启动ADAMS
1. 运行ADAMS，选择create a new model;
2. modal name 中命名为lift_mecha;
3. 确认gravity 文本框中是earth normal (-global Y)，units文本框中是MKS；ok
4. 选择setting——working grid，在打开的参数设置中，设置size在X和Y 方向均为20 m，spacing在X和Y方向均为1m；ok
5. 通过缩放按钮，使窗口显示所有栅格，单击F4打开坐标窗口。
2）建模
1. 查看左下角的坐标系为XY平面
2. 选择setting——icons下的new size图标单位为1
3. 在工具图标中，选择实体建模按钮中的box按钮
4. 设置实体参数；
On ground
Length :12
Height:4
Depth:8
5. 鼠标点击屏幕上中心坐标处，建立基座部分
6. 继续box建立Mount座架部件，设置参数：
New part
Length :3
Height:3
Depth:
设置完毕，在基座右上角建立座架Mount部件
7. 左键点击立体视角按钮，查看模型，座架Mount不在基座中间，调整座架到基座中间部位：
①右键选择主工具箱中的position按钮图标中的move按钮
②在打开的参数设置对话框中选择Vector，Distance项中输入3m，实现Mount 移至基座中间位置
③设置完毕，选择座架实体，移动方向箭头按Z轴方向，Distance项中输入2.25m，完成座架的移动
右键选择座架，在快捷菜单中选择rename，命名为Mount
8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框，在set location中，选择pick
选择座架质心，并选择X轴和Y轴方向，选择完毕，栅格位于座架中心
选择主工具箱中的视角按钮，观察视图
将spacing—working grid ，设置spacing中X和Y均为
10. 选择圆柱实体绘图按钮，设置参数：
New part
Length:10m
Radius:1m
选择座架的中心点，点击左侧确定轴肩方向，建立轴肩，单击三维视图按钮，观察视图
11. 继续圆柱工具，绘制悬臂
①设置参数：
New part
Length: 13m
Radius: 0.5m
②选择作为创建点，方向同轴肩，建立悬臂
③右键选择新建的悬臂，在快捷菜单中选择part_4——Rename，命名为boom
④选择悬臂，移动方向沿X轴负向，实现悬臂的向左移动：
1）右键选择工具箱中的position按钮中的move按钮
2）在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2m，点击悬臂，实现移动
⑤右键点击实体建模按钮，在弹出的下一级菜单中选择导圆角工具，设置圆角半径为1.5m
⑥左键选择座架上侧的两条边，点击右键，完成倒角
12. 选择box按钮图标，创建铲斗
①设置参数：
New part
Length :
Height:
Depth:
②选择悬臂左侧中心点，命名为bucket，建立铲斗
③右键选择position按钮下一级按钮move按钮
④在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2.25m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系X轴负方向，实现铲斗的横向移动
⑤在主工具箱中，选择三维视图按钮，察看铲斗
⑥继续选择move按钮，设置参数中选择vector，distance中输入2.0m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系Z轴负方向，实现铲斗的纵向移动
⑦移动完毕，选择主工具箱中的渲染按钮render，察看三维实体效果，再次选择render按钮，实体图则以线框显示
⑧右键点击实体建模按钮，再弹出的下一级按钮中选择倒角工具，在打开的参数设置对话框中，设置倒角Width为1.5m，
⑨选择铲斗下侧的两条边，完毕单击右键，完成倒角
⑩右键选择实体建模工具按钮，再下一级按钮中选择Hollow按钮，在打开的参数设置对话框中设置参数Thickness为0.25m
选择铲斗为挖空对象，铲斗上平面为工作平面，完毕点击右键挖空铲斗
3）添加约束，
根据图示关系，添加链接
①在主工具箱中，选择转动副，下方的参数设置对话框中，设置参数2 bod ——1 loc和pick feature
②选择基座和座架，然后选择座架中心，旋转轴沿y轴正向，建立座架与基座的转动副
③继续用转动副按钮，建立轴肩与座架间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc 和Normal to grid，选择轴肩和座架，再选择座架中心点，建立转动副
④继续用转动副按钮，建立铲斗与悬臂间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc 和Normal to grid，选择铲斗与悬臂，再选择铲斗下侧中心点，建立转动副
⑤选择主工具箱中的平动副，设置参数2 bod——1 loc和pick feature，选择悬臂与轴肩，再选择悬臂中心标记点，移动方向沿X轴正方向，建立悬臂和轴肩间的平动副
⑥右键点击窗口右下角的Information 信息按钮，选择约束按钮，观察是否按要求施加约束，关闭信息窗口
⑦检查完毕，选择仿真按钮，对系统进行仿真，观察系统在重力作用下的运动
4）添加运动
①选择主工具箱中的旋转运动按钮，右键点击座架中心标记点，在弹出的选择窗口中，选择JOINT_mount_ground,给座驾与基座的转动副添加转动运动
②选择俯视图按钮，观察旋转运动副的箭头图标
③右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_mount_ground——modify在修改对话框中，修改function项为360d*time
④重复上述动作，在轴肩和座架之间建立旋转运动Motion_shoulder_ground,
⑤右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_shoulder_ground——modify在修改对话框中，修改function项为-STEP(time,0,0,,30d)
⑥重复上述动作，在铲斗和悬臂之间建立旋转运动Motion_bucket_boom
⑦设置运动函数为45d*（1-cos（360d*time））
⑧右键点击主工具箱中旋转运动按钮，选择下一级平行运动按钮，点击悬臂中心平动副，在悬臂和座架间建立平行运动
⑨设置平行运动函数为STEP（time，，0，1，5）
⑩选择主工具箱中的仿真按钮，设置仿真参数END Time：1；Steps：100，进行仿真
5）铲斗施加载荷
（1）在主工具箱中，右键单击图标，打开下一级力工具集按钮，单击施加单向力工具图标；
（2）在选项栏依次选择space fixed； constant输入值2000N，construction 中选择pick feature；
（3）在建模视窗中，依次选择铲斗、铲斗质点，箭头向下，完成创建施加铲斗单向作用力。
保存文件qizhongji在G：\jiben06\目录中，退出系统。