基于ADAMS的挖掘机工作装置的仿真与优化设计

基于ADAMS的汽车多种工况的仿真

左后轮: - Step ( t mi e, 0, 0, 5, 60) - Step ( tmi e, 15, 0, 20, 30);
右后轮: Step ( tmi e, 0, 0, 5, 60) + Step ( tmi e,
15, 0, 20, 30); 左右后轮的制动力表达式: Step ( t im e, 50, 0,
3结语
建立了某轿车的整车动力学仿真模型, 包括前悬
68
华北水利水电学院学报
2009年 8月
产品设计开发周期、降低设计成本、提高设计质量的目的.
1) 轻载爬坡速度; 2) 满载爬坡速度 3) 轻载爬坡加速度; 4) 满载爬坡加速度
图 3 轻、满载爬坡速度和加速度
架、转向机构、后悬架以及底盘车身等. 完成了车辆直行工况和爬坡工况在轻载、满载的情形下仿真和分析, 并对各自的特点作出对比. 该方案为车辆在虚拟环境下进行多工况的仿真分析提供了一个新平台, 为车辆深层次的设计和优化提供了一种新手段. 可以帮助相关企业摆脱对物理样机的依赖, 达到缩短
1 汽车模型的创建
1. 1 建模汽车包括车身、发动机、行走系、转向系、制动
系、传动系和辅助设备 [ 2- 3] , 是一个复杂的机械系统, 如果按照车辆的真实构造进行建模, 工作量非常大. 因此根据研究的目的, 在建模时对车辆的结构进行了适当的抽象、简化, 对建立的整车动力学模型作
参考文献
[ 1] 唐应时, 廖丹, 李克安, 等. 汽车双前桥转向系统的运动学和动力学的建模与仿真分析 [ J]. 湘潭大学学报: 自然科学版, 2003, 28( 3): 98- 101.
[ 2] 王望予. 汽车设计 [M ]. 北京: 清华大学出版杜, 2002. [ 3] 陈家瑞. 汽车构造 [M ]. 北京: 人民交通出版社, 2000. [ 4] 李军, 邢俊文, 覃文洁, 等. ADAM S 实例教程 [M ]. 北京:

ADAMS软件在工程机械系统仿真中的应用案例共47页

4) 修改各零部件的物理特性：视图在由CAD软件调入ADAMS软件后，其各部件的物理特性丢失，只保留了几何特性，所以，为进行系统仿真，需要对每一个零部件添加材料特性，方法如下：
①将鼠标放在要修改的零部件上，点击右键，依次选择：浮动菜单的第一项 part—modify，打开修改对话框；
特性参数修改对话
ADAMS软件在工程机械系统仿真中的应用案例
时间反复无常，鼓着翅膀飞逝
第五讲 ADAMS软件在工程机械系统仿真中的应用
一、ADAMS应用总述二、综合实例
刚体运动方程
rT m r'' F 'T J ' .' ~ 'J ' ' n ' 0
点在参考坐标系中位置表示及位移、速度、加速度表示
第四步：修改个零部件的物理特性。视图在由 CAD软件调入ADAMS软件后，其各部件的物理特性丢失，只保留了几何特性，所以，为进行系统仿真，需要对每一个零部件添加材料特性，步骤如下：
3、根据各部件的连接运动关系，施加约束和运动
4、仿
起重
真与
机
测量
仿
或后处理
真效果
分析
示
意
图
实例三、利用ADAMS与其它CAD软件的转换对装载机工作装置仿真与分析
分析过程简介
第一步：在其它CAD软件（如：pr_e、solidedge、solid-working 、UG等）中，建立装载机工装装置三维模型，并另存为.x_t格式，退出 CAD软件。注意：保存文件夹不能有汉字存在。
④ Ok退出，即完成零件的物性修改，其它零件类推。
5）模型建立导入完毕。
实例一、汽车坐垫的振动与理论计算与仿真分析

基于ADAMS的轻型自卸车液压举升机构的优化设计

大推力最小为优化目，对举升机构的位置布置和几何参数进行优化设计，实现了对举升机构关键位置参数的合理优化，标为改进机构设计提供了依据，具有较强的实用性。
关键词：自卸车；ＡＡＳＤＭ；液压举升机构；优化
中图分类号：Ｔ２２Ｈ４文献标识码：Ｂ文章编号：１０ —３８（０１４—０７０１８１２１）２７ —３
ｉｆｅｃｓｅｏｏｎｐｌａｉｎｃａａｔｒｔｓｎｏｄｒｔｅｉｎｈｓａｓｓｉｎｅｃｅｃｙｒｕｉｉｉｇｍｅｈｎｓｆｒｄｍｐｎｕｎｅｃｎｍｙａｄａｐｉｔｈｒｃｅｉｉ．Ｉｒｅｄｓｇｉｈｔｎｍｉｏ —ｆｉｎｙｈｄａｌｌｎｃａｉｍｕｌｃｏｓｃｏｒｓｉｃｆｔｏｔｃｒｋ，ＡＤＭＡｏｔｒｓｕｉｚｄｔｕｌａａｔｒｅｄｌｏｙｒｕｉｌｉｇｍｅｈｎｓｏｅｄｍｐｔｃ．ＴｋｎｅｍａｉｕＳｓｆｗａｅｗａｔｉｅｂｉｐｒｍｅｅｉｄｍｏｅｆｄａｌｉｎｃａｉｍｆｈｕｒｋｌｏｄｚｈｃｆｔｔｕａｉｇｔｘ — ｈ
基于ＡＡＳ的轻型自卸车液压举升机构的优化设计ＤＭ
周生保，程斐，赵静一，张建福
（．江苏海鹏特种车辆有限公司，江苏江阴２４２；２１１５１．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛０６０）６０６

液压挖掘机工作装置的动态强度仿真分析

第３Ｏ卷第８期
２０１３年８月机电工程
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｌｏａｄａｎｄ
时部件的应力应变。研究结果表明，该仿真模型比典型的工况方法更全面地反映了工作装置的运动状况和部件的强度状况，提高了
计算精度和效率，可以为挖掘机结构设计优化提供较为可信的参考。关键词：液压挖掘机；工作装置；刚一柔耦合；动态强度
中图分类号：ＴＨ１２２；ＴＵ６２１文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ４５５１（２０１３）０８ — ０９２４ — ０５
ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｐａｒｔ，ａｉｒｇｉｄ — ｌｆｅｘｉｂｌｅ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ— ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｃｏｕｐｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｂｕｉｈｂｙＭＳＣ．ＡＤＡＭＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅａｒｎｌａｎｄｂｏｏｍｗｅｒｅａｓｓｕｍｅｄｔｏｂｅｌｅｆｘｉｂｌｅｐａｒｔｓ，ＴｈｅｍｏｄａｌｎｅｕｔｒａｌｉｆｌｅｓｗｅｒｅｂｕｉｈｂｙＡＮＳＹＳ，ｗｈｉｌｅｏｔｈｅｒｓｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄａｓｉｒｇｉｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ

adams运动仿真教学

起重机的建模和仿真，如下图所示。

1）启动ADAMS1. 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；ok4. 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；ok5. 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13. 在工具图标中，选择实体建模按钮中的box按钮4. 设置实体参3.53.数；On ground Length :12Height:4Depth:85. 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 partLength :3Height:3Depth: 3.5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Mount8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框，在set location中，选择pick 选择Mount.cm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0.510. 选择圆柱实体绘图按钮，设置参数：New partLength:10mRadius: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 partLength: 13mRadius: 0.5m②选择Mount.cm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boom④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1.5m⑥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 partLength : 4.5Height: 3.0Depth: 4.0②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 feature②选择基座和座架，然后选择座架中心Mount.cm，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*time④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,0,0,0.10,30d)⑥重复上述动作，在铲斗和悬臂之间建立旋转运动Motion_bucket_boom⑦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，0.8，0，1，5）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）测量和后处理①鼠标右键点击铲斗，打开右键快捷键，选择测量measure②系统打开参数设置对话框，将Characteristic设置为CM Point，Component 设置为Y,测量Y向位移。

【Adams应用教程】第10章ADAMS参数化建模及优化设计.doc

第10章 ADAMS参数化建模及优化设计机械系统动力学分析及ADAMS应用本章将通过一个具体的工程实例，介绍ADAMS/View的参数化建模以及ADAMS/View 提供的3种类型的参数化分析方法：设计研究(Design study)、试验设计(Design of Experiments, DOE)和优化分析(Optimization)。

其中DOE是通过ADAMS/Insight来完成，设计研究和优化分析在ADAMS/View中完成。

通过本章学习，可以初步了解ADAMS参数化建模和优化的功能。

10.1 ADAMS参数化建模简介ADAMS提供了强大的参数化建模功能。

在建立模型时，根据分析需要，确定相关的关键变量，并将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。

在分析时，只需要改变这些设计变量值的大小，虚拟样机模型自动得到更新。

如果，需要仿真根据事先确定好的参数进行，可以由程序预先设置好一系列可变的参数，ADAMS自动进行系列仿真，以便于观察不同参数值下样机性能的变化。

进行参数化建模时，确定好影响样机性能的关键输入值后，ADAMS/View提供了4种参数化的方法：（1）参数化点坐标在建模过程中，点坐标用于几何形体、约束点位置和驱动的位置。

点坐标参数化时，修改点坐标值，与参数化点相关联的对象都得以自动修改。

（2）使用设计变量通过使用设计变量，可以方便的修改模型中的已被设置为设计变量的对象。

例如，我们可以将连杆的长度或弹簧的刚度设置为设计变量。

当设计变量的参数值发生改变时，与设计变量相关联的对象的属性也得到更新。

（3）参数化运动方式通过参数化运动方式，可以方便的指定模型的运动方式和轨迹。

（4）使用参数表达式使用参数表达式是模型参数化的最基本的一种参数化途径。

当以上三种方法不能表达对象间的复杂关系时，可以通过参数表达式来进行参数化。

参数化的模型可以使用户方便的修改模型而不用考虑模型内部之间的关联变动，而且可以达到对模型优化的目的。

实验设计基于ADAMS的机械腿部机构运动仿真

图6重力加速度设置对话框
4.2.6设置ADAMS默许存盘目录
在File菜单，选择Select Directory栏，显示寻觅目录对话框；输入要存盘的途径，选择OK按钮。
几何建模
4.显示坐标窗口
按F4键，界面右下方显现如图7所示框图。
图7位置坐标
4.概念连接点
鼠标右击主工具箱的几何建模工具集，选取概念点工具；选择参数；Add to Ground，Don’t attach，具体如图8；单击Point Table后，显现如图9所示表格编辑器，依照表1所示的坐标，别离概念A、B、C点，单击OK关闭该对话框。
图32机械腿部机构分析点轨迹
6
关于该机械腿部机构，别离用ADAMS与PRO/E进行运动仿真分析，都可得出分析点位置、速度、加速度运动曲线和仿真动画，但分析进程中，明显感觉用ADAMS软件进行机械动力学仿真更方便快捷，且所得数据曲线更细腻可变。以下图33、34为用PRO/E进行机械腿部机构仿真分析，求得X、Y方向上的位移、速度、加速度曲线，其与该机构用ADAMS软件分析结果可得出上述结论。
基于ADAMS的机械腿部机构运动仿真
1
（1）初步把握多体动力学分析软件ADAMS中实体建模方式；
（2）初步把握ADAMS中施加约束和驱动的方式；
（3）计算出在该驱动作用下连杆运动的位移、速度和加速度等相关参数。
2
（1）ADAMS软件；
（2）CAD/CAM机房。
3
设计一种机械腿部行走机构（如图1所示），并依如实际工况，在软件中成立相应的几何、约束及驱动模型，即依照该行走机构的实际尺寸，成立曲柄、连杆和滑块的几何实体模型；把曲柄和连杆、连杆和连杆之间的实际连接简化成铰链连接，从而在软件中成立其转动副模型；把连杆和滑块之间的实际连接简化成滑动杆连接，从而在软件中成立其移动副模型；把曲柄的驱动运动成立相应的驱动模型；然后利用运算机进行动力学模拟，从而能够求得曲柄、连杆和滑块零件在实际工况下的任何时刻、任何位置所对应的位移、速度加速度等一系列参数。

ADAMS操作与实例解析

ADAMS操作与实例解析ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种常用的机械系统动力学仿真与分析软件，可以用于模拟和优化各种机械系统，包括汽车、飞机、船舶、机械臂等。

在这篇文章中，将介绍ADAMS的操作流程以及一些实例解析。

1.建模：ADAMS提供了丰富的建模工具，可以通过创建零件模型来构建机械系统的模型。

用户可以直接导入CAD文件或者通过ADAMS的建模工具手动创建零件模型。

在建模过程中，用户需要定义每个零件的几何特征和物理性质。

2.装配：在建模完成后，需要对所有的零件进行装配操作。

用户可以使用简单的拖拽操作将零件放置到正确的位置，并设置它们之间的连接关系。

ADAMS提供了多种连接方式，包括球接头、铰接、滑动接头等。

3.定义运动：一旦完成了装配操作，用户需要为机械系统定义运动。

ADAMS支持多种运动方式，包括平移、旋转、摆动等。

用户可以通过设置零件的运动公式或者直接拖动零件使其运动。

4.分析：定义了机械系统的运动后，可以进行多种分析，如运动模拟、动力学分析、碰撞检测等。

ADAMS提供了丰富的分析工具和图表，可以帮助用户研究机械系统的性能和优化设计。

接下来，将通过两个实例来解析ADAMS的应用。

实例一：汽车悬挂系统分析假设我们要分析一种新型的汽车悬挂系统的性能。

首先，我们需要在ADAMS中建立一个悬挂系统的模型，包括车轮、悬挂臂、弹簧等零件。

然后，通过调整零件的连接关系和运动方式，定义悬挂系统的运动。

接着，我们可以进行动力学分析，如行驶过程中的减震性能测试、路面不平度下的车辆响应等。

通过观察ADAMS提供的图表和动画，我们可以评估悬挂系统的性能，并优化设计。

实例二：机器人臂运动规划假设我们要设计一个机械臂，能够完成复杂的运动任务，如抓取物体、放置物体等。

首先，我们需要建立机械臂的模型，包括关节、链接件等零件，并设置它们之间的运动关系。

基于ADAMS的4UX—550型马铃薯收获机仿真研究的开题报告

基于ADAMS的4UX—550型马铃薯收获机仿真研究的开题报告1. 研究背景随着农业机械化水平不断提高，马铃薯收获机在农业生产中的应用越来越广泛。

在现有的马铃薯收获机中，4UX-550型马铃薯收获机是一款较为先进的设备，其具有收率高、效率高、耐用等特点，受到了广泛的认可和欢迎。

然而，该型收获机的设计和改进需要依托于大量的试验和测试工作，这些工作既费时又费力，成本也很高。

因此，基于仿真技术开展4UX-550型马铃薯收获机的仿真研究，能够明显提高该型马铃薯收获机设计和改进的效率和准确性，具有很大的研究价值。

2. 研究目的本研究旨在基于ADAMS仿真技术，建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，并通过仿真模拟其工作过程，以评估其性能、分析其工作流程，并对收获机进行优化设计和改进，以提高其性能和效率。

3. 研究内容（1）4UX-550型马铃薯收获机的结构和工作原理研究；（2）基于ADAMS建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型；（3）对4UX-550型马铃薯收获机进行仿真分析，评估其性能，分析其工作流程；（4）基于仿真结果对收获机进行优化设计和改进；（5）对优化后的收获机进行仿真分析，评估其性能。

4. 研究方法本文将采用ADAMS软件建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，利用ADAMS的仿真分析功能，对收获机的工作过程进行仿真模拟，并对仿真结果进行分析和评估。

同时，结合实际的收获机设计和使用情况，对收获机进行优化设计和改进，并对优化后的收获机进行仿真分析，以进一步评估其性能。

5. 预期成果本研究预计能够建立4UX-550型马铃薯收获机的仿真模型，分析其工作过程、评估其性能，并通过优化设计和改进提高其性能和效率。

研究结果将为4UX-550型马铃薯收获机的设计和改进提供技术支持，也为农业机械化水平的提高做出贡献。

基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究

文献综述
过去的研究中，机械臂联合仿真主要采用动力学仿真软件和运动学仿真软件相结合的方法。然而，这些方法存在以下不足和局限性：
1、仿真软件之间的接口不兼容，导致数据传输和处理困难； 2、仿真过程较为复杂，需要大量的人工干预；
3、仿真精度和效率有待提高。
为了克服这些不足，一些研究者开始尝试将MATLAB与ADAMS相结合，开展机械臂联合仿真研究。MATLAB是一种强大的数学计算软件，适用于各种工程领域，而ADAMS是一款专门用于机械系统动力学仿真的软件，具有强大的建模和仿真能力。将两者相结合，可以充分发挥各自的优势，提高仿真的精度和效率。
未来研究方向和发展趋势包括：
1、完善机械臂模型：考虑更多的动力学效应和运动学约束，建立更加精确的机械臂模型，提高仿真的可信度和实用性。
2、研究多机械臂系统：将多个机械臂组合在一起，研究多机械臂系统的协调控制、路径规划等问题，拓展联合仿真的应用领域。
3、结合机器学习技术：运用机器学习技术对仿真数据进行学习和分析，挖掘更多有用的信息，为机械臂的设计和控制提供新的思路和方法。
结论双足机器人联合仿真是一种高效的设计和优化方法，具有非常重要的意义和作用。通过联合仿真，可以更加深入地了解双足机器人的运动学和动力学特性，为控制系统的设计提供更加精确的依据。联合仿真还可以大大缩短研发周期，降低研发成本，提高双足机器人的性能和稳定性。因此，双足机器人联合仿真将会成为未来机器人研究和应用的重要方向之一。
二、机械臂的轨迹规划
轨迹规划是机械臂控制的重要环节，其目标是在满足一定约束条件的前提下，寻找一条从起始点到目标点的最优路径。在MATLAB中，我们可以使用多项式插值、样条插值等算法进行轨迹规划。例如，使用MATLAB的fmincon函数，可以求解出最优轨迹。