4虚拟样机设计综合实例.docxVIP

实验四 虚拟样机设计综合实例1、实验目的：（1）综合应用虚拟样机的建模、测试、分析验证等方法；（2）复习参数化设计的方法。2、实验内容：设计用于夹紧登月舱和宇宙飞船的夹紧机构。该机构由5个构件组成：原动件手柄（handle），从动件摇臂（pivot），连杆（link）,锁钩（hook）和机架大地（ground）。施加在手柄上的力F=90N，通过摇臂和连杆的传动使得锁钩在大地平面上向右滑动，进而将登月舱与宇宙飞船夹紧。这里用一个线性弹簧的拉力来模拟夹紧力，弹簧刚度K=90N/cm，阻尼系数C=0.5N·s/cm，其他参数如图1所示。图1 夹紧机构示意图要求：(1)建立夹紧机构的虚拟样机模型(2)对虚拟样机进行动力学仿真，测试夹紧力的变化规律(3)通过与物理样机测试结果的比较，验证模型(4)细化模型，使虚拟样机模型与物理样机模型更加接近(5)分析设计变量对模型影响的程度 3、实验步骤：3.1启动ADAMS并设置工作环境3.1.1启动ADAMS/View3.1.2创建模型名称定义Model name为_shiyan43.1.3设置工作环境 如图参数设置图2 设置工作环境 3.2创建虚拟样机模型3.2.1创建结构点 如图3所示用在大地上创建如下图坐标所示的七个结构点图5 创建手柄图3 创建结构点图4 创建摇臂3.2.2创建摇臂 如图4所示，点，Thickness文本框输入1，Radius输入1，分别点击Point1、Point2、Point3，右击鼠标完成创建3.2.3创建手柄 点击，把Length、Width、Depth前的√全部去掉，然后顺次点击Point3和Point4创建如图5所示的手柄3.2.4创建锁钩1.创建锁钩模型 点击，按书P280表8—1坐标依次描点，描完后右击鼠标完成创建2.修改锁钩模型 在锁钩模型上单击右键选择-Extrusion：EXTRUSION_10|Modify，然后按图6参数设置 图6 修改锁钩模型3.2.5创建连杆 点击，把Length、Width、Depth前的√全部去掉，然后顺次点击Point6和Point73.2.6创建机架几何体 单击，选择On Ground，起点为（-17,1,0）、终点为（-3，-1，0）创建如图7所示机架几何体图8 创建转动副图7 创建机架几何体3.2.7创建转动副 创建摇臂和手柄、摇臂和锁、摇臂和大地、手柄和连杆之间的转动副，如图8所示3.2.8创建圆柱幅 点击，在锁和连杆间创建圆柱幅，也同图8所示3.2.9创建点—面幅点击，在弹出对话框中点，然后Construction选项按图选择，单击（-12,1,0）位置，向上移动光标到达某位置时单击，则点一面幅完成创建，如图9所示 图9 创建点一面副3.2.10创建弹簧 单击，选中K并设置为900，选中C并设置为0.5；单击（-14,1,0），单击（-23,1,0）创建完成，如图10所示图10 创建弹簧3.2.11施加作用力，如图11所示 a.在Main Toolbox中单击，在（-18,14,0）处创建一个Marker b.单击并设定Force为90，单击手柄，单击Point4完成创建 图11 施加作用力3.3仿真与测试模型3.3.1仿真模型 点击，按图12参数模拟 图12 仿真3.3.2测试模型1.测量弹簧力按图13所示参数测量，在弹出框中选Force测量 图13 测量弹簧力2.测量角度 测量手柄的角度，点Build|Measure|Angle|New，如图14所示图14 测量手柄角度 3.3.3创建传感器点击Simulate|Sensor|New,然后按图15参数选择图15 创建传感器3.3.4仿真模型图从仿真结果可看到随着手柄的下压弹簧被拉伸，因系统默认弹簧拉力为负值，所以随着弹簧的拉伸，拉力值在减小，夹紧力在增大。弹簧的最小力对应的就是最大夹紧力。 图16 仿真模拟3.4验证模型3.4.1输入实验数据a.选择File|import选项，弹出File Import对话框b.在File Type下选择Test Datac.输入File To Read D:\ProgramFiles\adams1\aview\examples\Latch\test_dat.csvd.输入Model Name为_shiyan4，单击OK完成3.4.2创建实验数据曲线完全参考书中292 页的8.5.2创建，创建后的曲线如图17图17 创建实验数据曲线3.4.3完善实验数据曲线1.添加横坐标轴单位为Degrees2.添加纵坐标轴单位为Newstons3.修改曲线说明为Physical Test Data4.修改图形标题为tanhuang Force vs . shoubing Angle，如下图所示3.4.4比较实验数据与