SIMPACK上机大作业

SIMPACK上机大作业 评分: (2011~2012学年第1期) 姓名: 杨贤富 班级: 铁车三班 学号: 20097866 西南交通大学峨眉校区 目 录 上机内容........................................................................................... 2 1 单摆模型的建立 ..................................................................... 2 2 双摆模型的建立 ..................................................................... 3 3 曲柄滑块模型的建立 .............................................................. 4 4 铁路火车转向架模型建立 ...................................................... 5 1 西南交通大学峨眉校区 上机内容 在一学期的课程学习中，学习了SIMPACK的各种入门知识，其中包含了单双摆的建立，转向架模型的建立等等，以及从所学运用到生活中，学到了很多东西，下面就以这学期学的东西做一个简单的概括和 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，以便对知识进行更好的梳理。 在一开始，我首先接触到的是单摆模型的建立。当然，这是在学会了安装软件之后所做的第一件事情。对于软件的安装，需要注意的几点就是安装在第一级目录之下，需要文件系统为NTFS，其余的没有什么特别的地方，就不再多作介绍。 1 单摆模型的建立 单摆，用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为了单摆。 基于单摆的定义，我们需要在SIMPACK中建立一个单摆的模型。在第一次的上机中，虽然按着书的步骤做出了单摆的模型，但是对于为什么要那样做却一无所知。在后来的学习中，通过反复对该模型进行推敲，才明白了其中的道理。 首先，要建立一个单摆模型，就需要知道单摆的有关数据，例如单摆的质量，单摆的重心，单摆的转动惯量，单摆的铰接方式，在这些数据确定以后，就可以开始对单摆开始进行三维模型的建立了。具体步骤如下: a创建一个文件，对其命名，然后点击进入三维模型的窗口。 b开始建立一个单摆的体。在最初进入三维模型的界面的时候，就会自动生成一个名字Body1的立方体，我们可以直接在这个体上面进行修改。 c点击3D建模窗口右侧的Bodies,会出现已有体的名字，这时候双击，就可以进到编辑窗口，这个时候，就可以对该体的质量，转动惯量等进行修改。按照书上的数据输入之后，再点击3D Geometry，对它的外观进行修改。 d.若按照书上的type，它选择的是Prism by Coordinates，但是要明确的一点是，SIMPACK中，对外观完全没有 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，只需要注意数据和铰接方式就可以了，所以我选择了Cuboid的外观形状。它的参数分别是X、Y方向的尺寸为0.1，Z方向为0.5。如果不是很在乎外形的话，完全可以不用修改它的外观，直接进行铰接。 e.开始铰接;铰接之前，需要对Body打一个Market,针对上面建的体，该标志点坐标为(0,0，-0.25)。建好标志点以后，点击建模窗口的Joints，会出现如图1.1.1所示的窗口，点击OK，即完成了铰接。 2 西南交通大学峨眉校区 f.创建完成以后，一定要记得保存，点击保存。保存对于SIMPACK非常重要，因为SIMPACK没有撤销的操作，只可以Reload,所以保存就显得非常重要。 g.保存好之后，就可以对它进行积分。点击Online time intergration,就可以观看它的动画模型了。 可以说，到此为止，一个完整的单摆模型就建立完毕。考虑到后面模型的计算和各种图形，我在单摆中就首先进行说明，以后每次的操作就与此类似，具体的步骤如下: 对于刚才保存好的模型，点击SIMPACK的第一个窗口中的Calutation，点击a. 进入Time integration，选择configure，进入编辑窗口，选择结束时间是10，点的个数为101，也可以改变个数，根据需要进行修改，修改完成以后，一定要保存才行。 b.找到窗口中的Perform Timeint+measurements,开始对该模型进行计算，计算完毕后，敲击回车，然后保存。 c.找到三维模型窗口中的Animation of time histories,就可以观看动画。在该窗口中，有循环的选项，有快慢的选项等，可以根据选项进行动画调整。 d.接下来的步骤就是调出该单摆模型的位移速度加速度等图像。在窗口中选择PostProcess，然后选择G2D Plots，就会弹出一个窗口，该窗口就是图像界面。这个界面可以容纳很多张图像， 比如说可以在一张纸上建立很多张纸，这样可以很方便的对数据进行大致的比较。为了调出图像，可以点击Modify，在新出现的窗口，可以选择很多，比如说位移，速度，加速度等。 这样，一个模型的建立，积分，计算，就完毕了。如图1.1.2所示。 2 双摆模型的建立 双摆的模型，是基于单摆模型的建立而来，因此在建立双摆时，可以完全用之前建立好的单摆，当然，也可以分别对双摆的体进行建立，具体的方法如下: a.在单摆模型的基础上，增加一个体，就可以成为一个双摆，有了建立单摆模型的基础能力之后，建立第二个体就不再算是难题了。同样点击Bodies，这里需要新建一个体，命名自由。 3 西南交通大学峨眉校区 图1.1.1 单摆铰接窗口 图1.1.2 单摆模型 b. 然后建立一个和刚才一模一样的体，这里如果用等同于，就会很快建立好该模型，用等同于在SIMPACK中非常有好处，也非常节约时间。 c.建立好体之后，同样需要建立铰接，这个绞的类型，应该和之前单摆的绞的方向一致，如果前者是绕着X方向旋转，这里同样需要是绕X方向的旋转。 d.要建立好铰接，同样需要建立标志点，这个标志点的选择，可以设置在体的两端，也可以设置在体的外部，这就再次说明了SIMAPCK中对体的外观没有要求。 e. 按照和单摆模型建立铰接的方法，这里就可以建立好铰接，但是一定要清楚铰接的标志点是在什么位置，是从哪个点到哪个点，是独立的还是非独立的，这需要 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 者对模型的原动件和从动件有清楚的概念，所以在SIMPACK中建立拓扑关系也就成为很重要的一项内容。完成的双摆如图1.2.1所示。 单双摆小结:双摆的建立，完全等同于单摆，只是多了一个体。但是单双摆的建立，是对后面建立复杂模型的基础，应该对每一步进行很深刻的理解和懂得为什么要这样做，才可以很好的掌握和学习后面的知识。 3 曲柄滑块模型的建立 曲柄模型的建立，也可以说是单双摆的一个特殊情况，即对双摆模型建立一个约束。约束的建立，可以使得双摆模型变成一个曲柄滑块机构。要成为一个曲柄滑块，可以不用新建体，只需要简单的加一个约束。具体步骤如下: 4 西南交通大学峨眉校区 图1.2.1双摆模型 a.打开之前的双摆模型，在下面的体的端部加上一个标志点。 b.在系统坐标中，建立一个与之对应的标志点，为了观察方便，可以把标志点建立在Y方向，Y方向的值的大小不影响他的数据。其余方向均为0。 c.需要把两个标志点连接起来，需要用到Constraints，建立一个约束，锁定Z方向的运动，限制它只能够在一个平面内部运动，达到曲柄的要求。 需要注意问题有:注意铰接的运动，是独立还是非独立。对于主动件，要求主动件是独立的，而与主动件连接的是非独立的，这样装配起来才没有问题。也就是如图1.3.1所示，不然不能运动。 图1.3.1 装配注意项 这样一个简单的曲柄滑块就建立好了，可以对其进行运动积分和数据计算了。 4 铁路火车转向架模型建立 这个转向架模型的建立，是从最开始的一个轮对，到两个轮对，再到构架，再到铁轨的的一个建模过程，每一步都非常重要，不可缺少。下面就这个模型的建立的具体步骤作如下的说明。 必须修改的有:视图，点击View，然后选择View setup，再选择 Standard Views，再选择 Wheel/rail:perspective view，这是一个铁路模块的视角。重力加速度也必 5 西南交通大学峨眉校区 须修改为向下才可以。 图1.3.2 曲柄滑块模型 a.首先命名为一个BOGIE的文件，进入三维模型建立窗口。 b.修改body1，改为圆柱，质量为1000kg，转动惯量分别为1000,200，1000。 c.进入外观的编辑，修改为圆柱，直径为0.18，长度为2。 e.点击铰接，选择7号绞(General Wheel/Rail Joint)，其余值默认，点击Generate/Update Wheel Rail Elements of joint，选择默认，然后点击OK保存。一个轮对就建立完毕。 f.点击保存，然后点击窗口上的轨道图标，生成一个默认轨道。注意:这个时候轨道和轮对是分开的，需要点击装配系统(Assemble system)这个时候轨道就和轮对接触。 g.再点击保存，Vehicle Globals，对它赋予一个速度，敲击回车，然后点击Apply as Defaults，点击关闭，就可以积分观察是否模型有错。注意:一定要时刻进行保存和对模型的检查。 h.建立第二个轮对。同第一个轮对的方法一样，参数一致，可以用等同于，以同样的步骤建立第二个轮对。 i.建立第二个轮对的铰接，需要注意一点就是，铰接的时候，需要把S方向设置为2.5，避免两轮对重合，点击保存，两个轮对建立完毕。 j.点击保存，同样需要赋予速度时刻检查模型是否正确。 k.建立构架。构架的建立其实可以用两个长方体，但是SIMPACK中有专门的构架模型，可以直接调用。 6 西南交通大学峨眉校区 l.建立一个体为构架，质量为3250，转动惯量分别为2000,2800,4100。 m.选择体的Type为“22: Wheel Rail Bogie”，各个参数如图1.4.1所示。 图1.4.1 构架参数 图1.4.2 构架铰接 n.构架建立完毕，同样需要保存。保存好以后进行铰接，选择铰接类型同轮对一样，但是需要注意的是在S方向和Z方向均有变化，需要把构架移到轮对上。尤其要注意一点:绝对不能生成轮对，不然就错了。如果生成的话，可以用Reload这时候就体现了保存的重要性。如图1.4.2所示。 o.检查模型是否正确，保存后需要积分，观察轮对是否往下掉，如果是，就是正确的模型。 p.对构架和轮对进行铰接。这个铰接比较繁琐，需要用到很多标志点，需要很多参数，因此对标志点的命名和对标志点的清楚程度对增加力显得非常重要。所以要对不同的标志点进行不同的命名，比如说第一个轮对右边的标志点可以命名为FR等，要易于区别。对于轮对的标志点，可以分别建立在轮对轴的两端中心处，而构架的标志则要建立在与之对应的地方，两者之间在Z方向上有一定距离即可。 q.增加力。点击Force Elements，原有的力一定不要动，新建一个力。注意:力的命名同样和标志点的命名一样，一定要搞清楚是哪个力对应哪个标志点。以其中一个力进行说明，如图1.4.3所示，需要注意的是:一定要从构架出发，到轮对，因为力的传递是从构架到轮对的。 7 西南交通大学峨眉校区 图1.4.3力参数 r.力的参数如图所示，分别对其赋予一个值。 s.其余力的建立在选择好标志点以后，可以用等同于，这样方便检查和修改。 t.保存模型。对模型进行清零。点击Gloabls下面菜单的选项，如图1.4.4所示。注意:清零后要保存。 u.计算弹簧的长度。回到开始的界面，点击前处理下的计算弹簧长度，计算数据出来时，要注意看弹簧长度是否相等，如果不相等，则是错误的。 v.称重。也就是所谓的名义力的计算，可以直接点击图标，也可以在计算菜单下找到。这里要注意计算的结果数量级最少得在10的负四次方以上才能保证模型是正确的。计算完成以后要对数据进行保存。计算界面如图4.5所示。 计算完成并正确之后，要对该模型进行Reload,这时候各个力才会有数据。赋w. 予速度以后就可以积分。注意:计算时一定不要加激励，不然计算出来的结果是错误的。 x.如果模型正确，可以对模型的轨道进行修改，比如加上激励，曲线等，均可以在轨道的选项里面找到。 y.模型建立完毕。如图1.4.6所示。 8 西南交通大学峨眉校区 图1.4.4 清零界面 图1.4.5 力的计算 转向架建立的小结:转向架的模型建立过程，是比较繁琐的，也是比较漫长的，在建模过程中，一定要有耐心，出现错误也要认真检查，如果在找不到错误的情况下，就重新做一次，记住每个步骤，找到正确的建立方法，只有不断的熟悉，才可以把模型正确的建立出来。上面的模型建立没有用参数化，是为了方便说明，对于转向架这种参数较多的模型，其实利用参数化是非常方便的，不仅在对模型的检查和修改时可以很快，也可以加快建模的速度。 9 西南交通大学峨眉校区 图1.4.6 转向架模型 建模总结:这学期的建模主要就是针对上面的四个内容，可以看出，前三者是为 了后面转向架的模型建立打基础，有了基础之后，对转向架模型建立就会方便和快捷 很多，对遇到问题时也要很耐心的解决，与别人交流也可以帮助自己很好很快的进步。 10