虚拟样机技术及其动力学仿真分析

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!! 太好,当涂覆辊速度大于4m/s时,右端自由 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面网格畸 变,需要重新建立计算域的几何模型。 (2)随着涂覆辊速度的增加,计算域内流体的最高压 力、最低压力也显著增加。 (3)随着涂覆辊速度的增加,涂膜厚度也逐渐增加, 但幅度很小,具体如图6所示。 3 结 论 通过分析张力板辊涂过程,建立了张力板辊涂系统 弹性流体动力模型,在此基础上利用流体分析软件 NEKTON建立了辊涂模型,具体分析了涂覆辊速度与流 场压力关系、涂覆辊速度与涂覆层厚度关系等。相关结论 可为预测涂膜厚度、优化涂膜厚度控制参数、精确控制涂 膜厚度提供依据,从而有助于提高彩涂板质量和节约涂 料,经济效益较为明显。 [参考文献] [1] 朱立,徐小连.彩色涂层钢板技术[M].北京:化学工业出版社, 2005:195-204. [2] FluggeW.StressesinShells[M].Berlin:Springer,1960. [3] CarvalhoM S.ElastohydrodynamicsofTensionedWebRoll CoatingProcess[J].Int.J.Numer.Mesh.Fluids,2003. [4] CarvalhoMS,ScrivenLE.DeformableRollCoatingFlows: SteadyStateandLinearPerturbationAnalysis[J].J.Fluid Mech.,1997. [5] Coyle,DJ.KnifeandRollCoating[M]//KistlerSF,Schweizer PM,LiquidFilmCoating,1997:539-571. (编辑 黄 荻) 作者简介:罗森(1982-),男,硕士研究生,主要从事结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、工艺参 数设计、固体、流体力学仿真分析方面的研究工作。 收稿日期:2007-12-13 52.6 52.4 52.2 52.0 51.8 涂 覆 层 厚 度 /! m 1 2 3 4 涂覆辊速度/m·s-1 图6 涂覆辊速度与涂膜厚度关系曲线 虚拟样机技术及其动力学仿真分析 韩宝菊, 俞荣标 (浙江工业职业技术学院,浙江 绍兴 312000) 1 多刚体系统动力学的求解 随着多体动力学的发展,目前应用于多刚体系统动力 学的方法主要有以下几种:牛顿-欧拉法(Newton-Euler)、 拉格朗日方程图论(R-W)法、凯恩方法、变分法、旋量方 法等。在求解机械系统动力学控制方程时,ADAMS软件 常常采用 3种功能强大的变阶和步长积分求解程序,即 BDF、Gstiff和Dstiff来求解稀疏耦合的非线性微分-代数 方程[2]。 对于刚性系统,ADAMS采用变系数的向后微分公式 刚性积分程序,它是自动变阶、变步长的预估校正法,并 分别以Index3、SI2、SI1积分格式,在积分的每一步采用 了修正的Newton-Raphson迭代算法。 对高频系统,ADAMS采用坐标分离法,将微分-代数 方程减缩成独立广义坐标表示纯微分方程,然后分别利 用ABAM(AdamsBash-forthAdamsMoulton)方法或龙格- 库塔(RKF45)方法求解[3]。 2 ADAMS的工作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ADAMS的整个计算过程(指从数据的输入到结果的 输出,不包括前、后处理功能模块)可以分成以下几个部 分:数据输入、数据的检查、机构的装配及过约束的消除、 运动方程的自动形成、积分迭代运算过程、运算过程中的 错误检查和信息输出以及结果的输出。 在进行建模仿真时应该注意以下几点: (1)采取渐进的,从简单分析逐步发展到复杂的机械 系统分析的分析策略; (2)在进行比较复杂的机械系统仿真时,可以将整个 系统分解为若干个子系统,先对这些子系统进行仿真分 析和试验,逐个排除建立模型等仿真过程中隐含的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 , 最后进行整个系统的仿真分析试验; (3)在设计虚拟样机时,应该尽量减小机械系统的模 摘 要:ADAMS是目前著名的虚拟样机分析软件,运用ADAMS软件可以很方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和 动力学分析。文中给出了多刚体系统动力学的求解过程,同时分析了 ADAMS软件的工作流程及动力学仿真参数的设 置方法。最后给出了一个 ADAMS虚拟样机技术在设计中具体应用的实例。 关键词:虚拟样机;ADAMS;仿真 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1002-2333(2008)03-0137-02 137机械工程师 2008年第3期 制造业信息化 仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION 型,仅考虑影响样机和性能的构件。 3 ADAMS软件动力学仿真参数设置 在ADAMS软件中,动力学仿真参数设置主要包括 仿真输出步长和求解器的参数设置。仿真输出步长的参 数设置主要通过仿真时间和步长数来确定。 ADAMS中,设置输出步长时应注意,步长太大将不 能反映样机的高频响应;反之,步长太小会大大增加仿真 分析时间,同时使得输出文件很大。一般情况下,通常每 个响应循环至少有5-10步输出,可以利用线性分析确定 系统的自然频率,然后再设置合适的步长。为了减小输出 文件,也可以采用仿真运算若干步再输出一步的方法。 在 ADASMS的求解器设置中,校正误差修改设置 (Adaptivity)是指修改校正误差的范围以避免积分过程因 仿真步长太小而失败,通常均设定为较小的值。 如Adaptivity=1E-8,系统默认值为 0,其设定范围是 Adaptivity0。 误差(error)设定指定了积分器在每一步必须满足的 相对和绝对误差;初始步长(Hinit)设置定义了积分运算 开始时的步长,系统默认为输出步长的1/20,校正迭代最 高次数(Maxi)设置限定了校正迭代运算的最高迭代次 数,默认值为10,设定范围为Maxit>0. 4 ADAMS软件仿真实例 在尽量保持跟实物相近的几何外观,并且保证各部 件的质量、质心位置和相对装载机工作装置的位置的前 提下,图1为简化后的装载机工作装置。 在仿真分析之前要 对模型施加约束,通过 施加各种约束可以约束 和限制构件之间的某些 相对运动,并以此将不 同的构件连接起来组成 一个机械系统。对模型 施加约束后,要想使整个装置运动起来,还要对模型施加 驱动,在本模型中使用了 4个圆柱副(CylindricalJoint),1 个平面副(PlanerJoint),15个旋转副(RevoluteJoint),3 个Step 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数驱动(motion)。 系统的自由度F=3,对系统进行动力学分析如下: (1)对铲斗的分析 装载机在工作时, 铲斗主要是完成铲装- 举升-卸载-恢复到原 来位置的一个运动过 程,在这样一个运动过 程中,铲斗质心位置变 化情况如图2所示。 从铲斗质心位置变 化曲线可以看出铲斗在铲装过程中基本处于平动,达到最 高点时卸载,卸载后铲斗最终回到了原来位置,由此可见, 该机构的举升平动性能和自动放平性能都比较合理。 (2)摇臂油缸所产 生驱动力矩随时间变化 的曲线如图3所示。 (3)动臂油缸所产 生驱动力矩随时间变化 的曲线如下图4所示。 图3和图 4两曲线 反映了它们各自在作业 过程中所产生驱动力矩 随时间变化的情况,都 是随着铲斗的举升驱动 力矩逐渐增加,然后随 着卸载开始减小到 0 值。其中图 4曲线先是 经历了一个负的最大驱 动力矩,然后再逐渐增大,最后减小到0值,说明随着铲装结束 驱动力矩达到最大负值,然后随着铲斗的举升,驱动力矩正 向逐渐增加。两曲线变化情况均符合实际。可见,该装载机工 作装置的设计比较合理,可以满足实际应用的要求。 5 结 语 运用虚拟样机技术,可以大大简化机械产品的设计 开发过程,大大缩短了产品开发周期,降低了开发费用, 获得最优化和创新的设计产品。虚拟样机技术有着广阔 的前景和市场。ADAMS是目前最优秀的虚拟样机软件, 已经广泛应用到汽车制造业、工程机械等各领域,并且已 经为各领域中的产品设计和科学研究作出了很大贡献。 [参考文献] [1] 陈立平.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程[M].北京:清 华大学出版社,2005:7-14. [2] 郑建荣.ADAMS,虚拟样机技术入门与提高[M].北京:机械工业 出版社,2002:2-50. [3] 郑凯,胡仁喜,陈鹿民,等.ADAMS2005机械设计高级应用实例 [M].北京:机械工业出版社,2006:3-20. (编辑 昊 天) 作者简介:韩宝菊(1975-),女,讲师,硕士,研究方向为机械系统动态 设计。 收稿日期:2007-11-05 机械工程师 2008年第3期138 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 长 度 L/ m m 0 50 100 150 时间t/s 图2 铲斗质心位置随时间 变化曲线 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 力 矩 ×1 05 /N · m m 0 50 100 150 时间t/s 图3 摇臂油缸所产生驱动 力矩随时间变化曲线 10 5 0 -5 力 矩 ×1 05 /N · m m 0 50 100 150 时间t/s 图4 动臂油缸所产生驱动 力矩随时间变化曲线 仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP 制造业信息化 MANUFACTURING INFORMATIZATION 国家统计局日前公布的中国大企业集团 竞争力排名中,沈阳 5家工业企业集团在全国 2856家企业集团中脱颖而出,进入 500强行 列,分别为沈阳机床(集团)有限责任公司、沈 阳九星企业集团、沈阳鼓风机集团有限公司、 沈阳化工集团有限公司和沈阳远大铝业集团 有限公司。其中,沈阳机床集团以综合指数 75.57、能力指数 68.19、机制指数 92.8名列 2007年度大企业集团竞争力第 91位。中国大 企业集团竞争力 500强评价范围是 2004年至 2006年国家统计局《企业集团统计年报》中年 营业收入和资产总计均在 5亿元及以上的企 业集团。2007年度中国大企业集团竞争力500 强中,制造业企业入围280家。 沈 阳 机 床 等 企 业 入 围 中 国 大 企 业 强 500 !!!!!!!!!!