机械动力学机械工程综合训练中心南京农业大学Word下载.docx

机械动力学机械工程综合训练中心南京农业大学Word下载.docx

《机械动力学机械工程综合训练中心南京农业大学Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械动力学机械工程综合训练中心南京农业大学Word下载.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

二、实验设备和工具

1．ADAMS软件；

2．CAD/CAM机房。

三、实验原理

按照曲柄滑块机构的实际工况，在软件中建立相应的几何、约束及驱动模型，即按照曲柄滑块机构的实际尺寸，建立曲柄、连杆和滑块的几何实体模型；

把曲柄和连杆、连杆和滑块之间的实际连接简化成铰连接，滑块和滑道之间的连接简化成棱柱副连接，从而在软件中建立其连接副模型；

把曲柄的驱动运动建立相应的驱动模型；

然后利用计算机进行动力学模拟，从而可以求得曲柄、连杆和滑块零件在实际工况下的任何时间、任何位置所对应的位移、速度加速度，以及约束反力等一系列参数。

四、实验步骤

1.启动ADAMS/View程序

1.1在windowsXP的开始启动，选择所有程序，再选择MSC.software，然后选择MSC.ADAMS2005中的Aview，启动ADAMS/View程序；

1.2在欢迎对话框，选择Createanewmodel项；

在模型名称栏输入pistonpump；

重力设置选择EarthNormal参数；

单位设置选择MKS系统（M，KG，N，SEC，DEG，H）；

1.3选择OK按钮。

2.检查和设置建模基本环境

2.1检查默认单位系统在Settings菜单中选择Units命令，显示单位设置对话框，当前的设置应该为M，KG，S系统。

2.2设置工作栅格

（1）在Settings菜单，选择WorkingGrid命令，显示设置工作栅格对话框；

（2）设置SizeX=2.0，SizeY=1.0，SpacingX=0.05，ShowWorkingGrid=on；

（3）选择OK按钮。

2.3动态调整活动窗口在主工具箱中，选择工具

，在窗口内上下拖动鼠标，使之显示整个工作栅格。

2.4设置图标在Settings菜单，选择Icons命令，显示图标设置对话框；

在NewSize栏输入0.1；

选择OK按钮。

2.5检查重力设置在Settings菜单，选择Gravity命令，显示设置重力加速度对话框；

当前的重力设置应该为X=0，Y=-9.80665，Z=0，Gravity=ON；

2.6设置ADAMS默认存盘目录。

在File菜单，选择SelectDirectory栏，显示寻找目录对话框；

输入要存盘的路径，选择OK按钮。

3.几何建模

3.1按F4键，显示坐标窗口。

表1-1定义连接点及坐标

3.2定义连接点鼠标右击主工具箱的几何建模工具集，选取定义点工具

；

选择参数；

AddtoGround，Don’tattach；

按照表1-1所示的坐标，分别定义A、B、C点。

坐标点

变量名

X

Y

Z

A

POINT_1

0.0

B

POINT_2

0.3

C

POINT_3

1.3

3.3圆盘几何建模

（1）在几何建模工具集，选取圆柱体建模工具

（2）在参数设置栏，设置NewPart；

Length=ON，Length=0.1；

Radius=ON，Radius=0.3；

（3）用鼠标选择POINT_1点为起始绘图点，拖动鼠标，此时可以看见几何形体随鼠标拖动改变方向。

释放鼠标键，完成圆盘形体建模；

（4）改变圆盘方向。

用鼠标选择屏幕上无对象处，放弃当前对圆盘的选择；

将鼠标置于点（0，0，0）用右键显示弹出式菜单；

在Part_1下方，选择MAR_1，再选择Modify，显示修改对话框；

输入：

Orientation=（0.0，0.0，0.0），选择OK按钮。

可以看见圆盘改变了放置方向；

（5）改变圆盘位置。

在主工具箱，选择

选择不同视图方向工具，从不同的方向观看圆盘，可以看到圆盘在Z轴方向不对称于栅格平面。

选择MAR_1，再选择Modify；

显示修改对话框；

在Location栏，将{0，0，0}改为{0，0，-0.05}；

选择OK按钮，圆盘移动到对称于栅格平面的位置；

（6）改变圆盘名称。

将鼠标置于圆盘处，显示弹出式菜单，选择PRAT_1，再选择Rename，显示改名对话框；

在NewName栏，将PART_1改为wheel，选择OK按钮；

（7）设置圆盘物理性质。

在圆盘处，显示弹出式菜单菜单，选择wheel，再选择Modify，显示修改对话框；

在Definemassby栏，选择GeometryandDensity，Density栏，输入7800；

3.4连杆几何建模

（1）在几何建模工具集，选取连杆建模工具

（2）在参数设置栏，选择NewPart；

Width=ON，Width=0.15；

Depth=ON，Depth=0.05；

（3）选择POINT_2点为起始绘图点，拖动鼠标POINT_3，释放鼠标键，完成建模；

（4）改变连杆名称。

在连杆处，显示弹出式菜单，选择PRAT_1，再选择Rename，显示改名对话框；

在NewName栏，将PRAT_1改为handle，选择OK按钮；

（5）设置连杆物理性质。

在连杆处，显示弹出式菜单选择handle，再选择Modify，显示修改对话框；

在Definemassby栏，选择UserInput；

Mass=65，选择OK按钮。

3.5滑块几何建模

（1）在几何建模工具集，选取立方体建模工具

Height=ON，Height=0.3；

Depth=ON，Depth=0.3；

（3）选择点（1.15，-0.15，0）为起始绘图点，拖动鼠标点（1.55，0.15，0），释放鼠标键，产生滑块几何模型；

（4）改变滑块位置。

在点（1.15，-0.15，0）处，显示弹出式菜单，选择MAR_1，再选择Modify，显示修改对话框；

在在Location栏，将{1.15，-0.15，0}改为{1.15，-0.15，-0.15}；

选择OK按钮；

（5）改变滑块名称。

在滑块处，显示弹出式菜单，选择PART_1，再选择Rename，显示改名对话框；

在NewName栏，将PRAT_1改为piston，选择OK按钮；

（6）设置滑块物理性质。

在滑块处，显示弹出式菜单选择piston，再选择Modify，显示修改对话框；

在Definemassby栏，选择GeometryandMaterialType；

在MaterialType栏中右击显示弹出式菜单，选择Material，再选择Browse，显示数据库浏览器，选择Brass，选择OK按钮。

4.施加运动副和驱动

4.1施加铰接副圆盘在A点处通过铰接副同地面框架连接，在B、C点处分别通过铰接副将圆盘与连杆，连杆和滑块连接。

（1）添加圆盘与地面框架铰接副。

在主工具箱的连接工具集，选择铰接副

在参数设置栏，选择1Location，NormalToGrid；

选择POINT_1点，完成设置。

（2）添加圆盘与连杆铰接副。

连接工具集，选择铰接副

在参数设置栏，选择2-Bod-1Loc，NormaltoGrid；

依次选择：

圆盘、连杆、POINT_2，完成设置。

（3）添加连杆与滑块铰接副。

连杆、滑块、POINT_3，完成设置。

4.2仿真观看当前模型的运动情况

（1）在主工具箱，选择仿真工具

（2）在主工具箱参数设置栏，选择Dynamic，取EndTime=5.0，Steps=200；

（3）选择

，开始仿真分析。

4.3添加棱柱副

（1）在主工具箱，选择棱柱副工具

。

（2）在主工具箱参数设置栏，选择2-Bod-1Loc，PickFeature。

（3）依次选择：

滑块、地面、POINT_3、方向指向圆盘，完成设置。

4.5定义圆盘的运动

（1）在主工具箱的运动工具集，选择旋转运动工具图标

，显示定义旋转运动对话框；

（2）在Setup栏，输入360；

选择JOINT_1，完成转速设置。

4.6施加滑块作用力F

（1）定义点的作用点。

在主工具箱的几何建模工具集，选取定义点工具

选择参数：

AddtoGround，Don’tattach，选择点（1.55，0，0），定义点POINT_4。

（2）在主工具箱的力工具箱，选择单作用力图标

，显示施加力对话框。

（3）在参数设置区，输入和选择：

Direction=SpaceFixed；

Construction=PickFeature；

Characteristic=Custom。

FORCE_1=ON，FORCE=10000

（4）依次选择：

滑块、点POINT_4（1.55，0，0）和鼠标箭头指向圆盘方向；

设置FORCE_1同时显示修改力对话框。

（5）保存曲柄滑块机构模型。

在File菜单，选择SaveDatabase。

当前模型的轴测视图如图1-1所示：

图1-1曲柄滑块机构模型

5.对曲柄滑块机构进行仿真分析

5.1仿真分析

（2）在主工具箱参数设置栏，选择Dynamic，取EndTime=2.5，Steps=200。

6.建立测量（滑块的位移、速度、加速度）

（1）鼠标右键单击需要测量的部件，系统打开右键快捷菜单，选择Measure；

（2）系统打开参数对话框，如图1-2，将Characteristic设为CMPosition，Component设为X，测量X向位移；

（3）点击Apply，出现空白的测量窗口；

（4）重复上述步骤，将Characteristic设为CMVelocity，新建测量速度；

（5）重复上述步骤，将Characteristic设为CMAcceleration，新建测量加速度；

图1-2设置参数

（6）建立的测量窗口后，点击工具箱中的仿真图标

，按照先前的设置进行仿真，仿真结果如图1-3所示；

（7）如需测量其他部件的位移、速度、加速度以及力其测量方法相同。

图1-3仿真结果

五、思考题

1．建模时首先建立了工作栅格，工作栅格的作用是什么？

2．建模时输入的坐标是相对于哪个坐标而言的，该坐标系在ADAMS软件中对应的是何名称？

3．请尝试在栏杆的中心处建立测量点，并把连杆中心处的位移、速度、加速度模拟出来？

六、实验报告

按照以下要求递交实验报告

1．建模要求

把建模完成图抓图1幅，粘贴于实验报告中，并对作图过程作简要叙述。

2.施加运动副和驱动要求

把运动机构施加运动副和驱动完成的图抓图1幅，粘贴于实验报告中，并对施加的运动副和驱动作简要叙述。

3.模拟结果要求

把滑块的运动位移、速度、加速度模拟出来，分别抓图1幅，粘贴于实验报告中，并对模拟结果作简要的叙述。

实验二单摆机构的动力学模