弹簧挂锁的建模及仿真.docx
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弹簧挂锁的建模及仿真
1、建立夹紧机构模型
1、启动ADAMS/View
（1）打开ADAMS/View，欢迎对话框中选择Createanewmodel项，输入文件名Latch，选择OK按钮，如图1所示。
图1欢迎对话窗口
（2）设置单位。
在Setting菜单，选择Units命令，显示单位设置对话框，在Length栏，选择centimeter，选择OK。
（3）设置工作栅格。
在Setting菜单，选择WorkingGrid命令，显示工作栅格设置对话框，设置：
size=25，spacing=1，如图2所示，选择OK按钮，设置好工作栅格。
图2设置工作栅格对话框
（4）设置图标。
在在Setting菜单，选择Icons命令，显示图标设置对话框，在NewSize栏，输入2.
（5）按F4键显示坐标窗口。
（6）在File菜单选择SelectDirectory命令，设置ADAMS默认存盘目录。
2、建立夹紧机构模型
（1）创建参数点。
在工具箱几何建模工具集，选择Point工具
，使用默认设置，如图3所示。
根据表1的坐标值，产生A、B、C、D、E、F6个设计点，如图4所示。
图3图46个设计点
设计点
变量名
x坐标
y坐标
z坐标
A
POINT_1
0
0
0
B
POINT_2
3
3
0
C
POINT_3
2
8
0
D
POINT_4
-10
22
0
E
POINT_5
-1
10
0
F
POINT_6
-6
5
0
（2）创建摇臂（pivot）。
在工具箱几何建模工具集，选择工具
，在参数设置栏设置Thickness=1，Radius=1。
依次选取POINT_1、POINT_2及POINT_3、POINT_1四点，按右键创建摇臂，如图5所示。
图5摇臂模型
鼠标右键，选择part：
PART_2，再选择Rename，输入新名.Latch.pivot
（3）创建手柄（handle）
在工具箱几何建模工具集，选择工具
依次选取POINT_3、POINT_4创建手柄，如图6所示。
鼠标右键，选择part：
PART_3，再选择Rename，输入新名.Latch.handle。
图6创建手柄后的模型
（4）创建锁钩（hook）
在工具箱几何建模工具集，选择工具
，在Length中输入1，根据表2给出的坐标值，依次选取各点（若是点不好选可按住ctrl），鼠标右键完成创建滑钩，如图7所示。
鼠标右键，选择part：
PART_4，再选择Rename，输入新名.Latch.hook。
点坐标
x坐标
y坐标
z坐标
1
5
3
0
2
3
5
0
3
-6
6
0
4
-14
6
0
5
-15
5
0
6
-15
3
0
7
-14
1
0
8
-12
1
0
9
-12
3
0
10
-5
3
0
11
4
2
0
图7创建钩锁后的模型
（5）创建滑杆（slider）
在工具箱几何建模工具集，选择工具
依次选取POINT_5、POINT_6创建滑杆，如图8所示。
鼠标右键，选择part：
PART_5，再选择Rename，输入新名.Latch.slider
图8创建滑杆后的模型
（6）创建加紧固定支架
在工具箱几何建模工具集，选择工具
，由NewPart改为OnGround，依次选取（-2,1,0,）、（-18,0,0）创建固定支架，如图9所示。
鼠标右键，选择Block：
BOX_11，再选择Rename，输入新名.Latch.ground.block。
（7）创建铰链副
在A点处将摇臂与基础框架连接。
在主工具箱的连接工具集，选择铰链副
，在参数设置栏选择
，
，选取Point_1点。
添加滑钩与摇臂铰链副。
在主工具箱的连接工具集，选择铰链副，在参数设置栏选择
，
，依次选择摇臂（pivot）、滑钩（hook）及Point_2点，完成设置。
添加手柄与摇臂铰链副，选取铰链副后选择摇臂（pivot）、手柄（handle）及Point_3。
添加滑杆与手柄铰链副，选取铰链副后选择滑杆（slider）、手柄（handle）及Point_5。
添加滑杆与滑钩铰链副，选取铰链副后选择滑杆（slider）、滑钩（hook）及Point_6。
（8）添加点—面约束副（低副）
局部放大滑钩，在Build菜单选择Joint，显示连接对话框，如图9所示。
选择工具
，在参数栏设置
，
。
依次选取固定支架（ground.block）、滑钩（hook）、点（-12,1,0），竖直向上拖动鼠标，按下左键。
图9约束库
（9）创建弹簧
在主工具箱施加力工具集选择拉压弹簧阻尼器工具
。
输入K=800，C=0.5。
选取点（-14,1,0）处滑钩顶点，注意应选取钩上的顶点上（hook.Extrusion_9.v16），而不是坐标点上，再选取（-23,1,0），如图10所示。
图10创建弹簧后的模型
（10）创建手柄力
在主工具箱施加力工具集选择单作用力工具
，设置SpaceFixed，PickFeature
及Constant，选择Force，输入80。
依次选取手柄（handle）、手柄末端点（handle.Marker_5）
、点（-18,14,0），如图11所示。
图11创建的夹紧机构模型
（11）保存模型
完成创建，保存数据库。
完成建模后的夹紧机构模型，如图11所示。
在File菜单，选择SaveDatabaseAs命令，输入文件名：
Latch.bin选择OK按钮，保存数据。
（12）仿真观看观看当前模型的运动情况
在主工具箱，选择仿真工具
，取EndTime=1.0，Step=50，开始仿真分析。
2、运动仿真分析
1、测试模型
（1）设置弹簧力的测量
在弹簧处鼠标右键，在弹出菜单中选中选择Spring：
Spring_1，再选择Measure，显示施加测量对话框，将Characteristic选项设置成Force，如图12所示。
选择OK按钮，显示弹簧力测量窗口。
图12测量对话框
（2）角度测量
在Build菜单选择Measure项，再选择Angle，最后选择New，显示产生角度测量对话框。
在MeasureName栏，将测量名称改为overcenter_angle。
在FistMarker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。
选择在Point_5处的任意一个标记（Marker）。
在MiddleMarker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。
选择在Point_3处的任意一个标记（Marker）。
在LastMarker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。
选择在Point_6处的任意一个标记（Marker）。
设置完成如图13所示。
选择OK按钮，显示角度测量窗口。
图13角度测量对话框
（3）样机仿真分析
在主工具箱，选择仿真工具
，取EndTime=0.2，Step=100。
选择按钮
开始仿真分析。
测量结果可以显示结果，如图14、图15所示。
图14弹簧力测量曲线图
图15角度测量曲线图
（4）创建角度传感器
在Simulate菜单选择Sensor，再选择New，显示创建传感器对话框，如图16所示。
在对话框中设置或选择，按照图16设置。
选择OK按钮，完成创建传感器。
图16创建传感器对话框
保存当前数据，在File菜单。
选择SaveDatabaseAs命令，输入文件名：
test，选择OK按钮，保存数据库。
（5）进行样机仿真
在主工具箱，选择仿真，工具
，取EndTime=0.2，Step=100。
选择按钮
进行分析。
仿真时测量窗口显示如图17、图18所示的测量结果。
夹紧系统在80N恒力作用下，由于传感器的作用，使得手柄到达角度（overcenter_angle）等于0时停止仿真分析。
图17、图18反映了在最后一次仿真分析中，夹紧力（Clamping）及角度（overcenter_angle）随时间的变化曲线。
图17弹簧力随时间的变化曲线
图18角度随时间的变化曲线
2、验证模型
（1）导入实验数据
在File菜单，选择Import，显示输入对话框。
在Filetype栏，选择TestDate，选择CreateMeasure选项。
在FiletoRead栏，鼠标右键，在弹出式菜单中选择Browse，选择MSC.Software的安装目录：
aview/examples/latch/test_dat.csv。
在Model_Name文本输入.Latch，如图19所示。
选择OK，读入实验数据。
图19导入实验数据对话框
（2）绘制实验数据曲线图
在Review菜单，选择Postprocessing...命令进入后处理程序。
在窗口左上方选择Plotting；在控制区，选择Measures，在Simulation列表中选择test_dat；在IndependentAxis选项中选择Data，在对话框中选MEA_1，选择OK。
在Measure列表选择MEA_2；选择AddCurves按钮，绘制实验数据曲线图。
（3）修改实验数据曲线图
在窗口左侧的对象结构关系栏，选择Page_1下属的plot_1项；在参数特性编辑区设置标题栏Title=LatchForcevs.HandleAngle。
选择haxis项，在参数特性编辑区设置y轴标题Label=Degrees。
选择vaxis项，在参数特性编辑区设置x轴标题Label=Newtons。
（4）仿真曲线图
在控制面板区，在Simulation列表中选择last_run；在IndependentAxis选项中选择Date，在显示的对话框选择overcenter_angle。
在Measure列表中选择Spring_1_MEA_1；选择选择AddCurves按钮，绘制仿真数据曲线图，如图20所示，实验曲线图与仿真曲线图能较好地吻合。
（5）保存数据文件
按F8退出Postprocessor界面，然后在File菜单中选择SaveDatabaseAs，输入文件名：
va-lidate.bin。
图20实验和仿真数据曲线图。
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