ADAMS建模与仿真分析.pdfVIP

抛石块运动的建模与仿真 一．仿真条件与要求 如图 1 所示，以初始速度为 6M/S, 向与水平面呈 60°的投射角， 抛出一质量 为 1Kg 的石块，试求： （1）石块投射过程运动的轨迹； （2 ）石块投射过程中速度，位移图像其参数； （3 ）由仿真结果给出石块距离地面的最高距离 H，落地时的水平位移 B 及 落地时竖直方向上的速度 Vy 。 图 1 抛石块运动简图 二．仿真过程 1.建模并简化模型 建模如图 2 所示，模型简化为一个球体（红色）和一个地基（黄色） ，其中 地基与大地固连，初始位置球体在地基表面，重力加速度取竖直方向默认值。 图 2 模型简化图 2.设置初始速度 如图 3 所示，由已知条件以初始速度为 6M/S, 向与水平面呈 60°的投射角， 可计算出球体（石块）初始速度的水平分量和垂直分量： Vx=3000mm/s，Vy=5196 mm/s。 第 1 页，共 5 页 文档来源于互联网 |若有侵权联系必删 图 3 初始速度设置 3.定义石块质量如图 4 所示。 图 4 定义质量 4.建立测量 图 5 建立测量 第 2 页，共 5 页 文档来源于互联网 |若有侵权联系必删 5.进行仿真 设置 End Time：1.5；Step Size：0.01，得到运动轨迹如图 6 所示，由轨迹可 知石块运动轨迹为一条抛物线， 有石块轮廓密度可见石块运动速度由大变小再变 大。 图 6 运动轨迹 5.数据数据与图表处理 表 1 为石块运动过程中的在 X 及 Y 方向上的位移速度部分测量参数表，有 表一可看出石块初始速度为 Vx=3000mm/ ；Vy=5196mm/s；在 t=0.54s 时石块运 动大约至竖直位移最高处， 此时竖直位移约为 1376mm，其在竖直方向上的速度 分量约为 100mm/s，接近零速度， 若提高仿真精度可看到当石块运动至最高点时 对应的竖直方向的速度分量几乎为零； 图 7 为速度位移测量曲线， 与表一一一对 应；图 8 为按 t=0.54s 确定石块距离地面的最高距离 H 对应标记点及此时的数字 标签；图 9 为按仿真动画单步逼近播放获得的石块返回地面瞬间的状态及其时对 应的时间 ；图 10 石块返回地面时对应标记点及此时的数字标签； 图 11 石块返回地面时竖 直方向速度时对应标记点及其数字标签。 表 1 速度位移部分测量参数 第 3 页，共 5 页 文档来源于互联网 |若有侵权联系必删 图 7 速度位移测量曲线 图 8 石块距离地面的最高距离 H 对应标记点及此时的数字标签