1、ADAMS参数化建模及优化设计,参数化的四种方法,参数化点坐标 使用设计变量 参数化运动方式 使用参数表达式,（1）参数化点坐标 在建模过程中，点坐标用于几何形体、约束点位置和驱动的位置。点坐标参数化时，修改点坐标值，与参数化点相关联的对象都得以自动修改。（2）使用设计变量 通过使用设计变量，可以方便的修改模型中的已被设置为设计变量的对象。例如，我们可以将连杆的长度或弹簧的刚度设置为设计变量。当设计变量的参数值发生改变时，与设计变量相关联的对象的属性也得到更新。（3）参数化运动方式 通过参数化运动方式，可以方便的指定模型的运动方式和轨迹。（4）使用参数表达式 使用参数表达式是模型参数化的最基本
2、的一种参数化途径。当以上三种方法不能表达对象间的复杂关系时，可以通过参数表达式来进行参数化。,参数化建模应用实例,以参数化点坐标的方式进行参数化建模,North American Aviation, Inc. 的Earl V. Holman发明的一个挂锁模型，它能够将运输集装箱的两部分夹紧在一起。该挂锁共有十二个，在Apollo登月计划中，它们被用来夹紧登月仓和指挥服务仓。,例:,设计要求：,能产生至少800N的夹紧力。 手动夹紧，用力不大于80N。 手动松开时做功最少。 必须在给定的空间内工作。 有震动时，仍能保持可靠夹紧。,模型建立,1、启动ADAMS/View,（1）打开ADAMS/Vi
3、ew，欢迎对话框中选择Create a new model项，输入文件名Latch，选择OK按钮，如图所示 。,（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Working Grid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。,（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New Size栏，输入2.,(5)在File菜单选择Select Directory
4、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，如图所示。根据表的坐标值，产生A、B、C、D、E、F6个设计点，如图所示。,(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,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PO
5、INT_3、POINT_4创建手柄。 鼠标右键，选择part：PART_3，再选择Rename，输入新名.Latch.handle。,(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，根据下表给出的坐标值，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，如图所示。,鼠标右键，选择part：PART_4，再选择Rename，输入新名.Latch.hook。,(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,鼠标右键，选择part：PART_5，再选择Rename，输入新名.L
6、atch.slider,(6)创建夹紧固定支架,在工具箱几何建模工具集，选择工具 ,由New Part改为On Ground，依次选取（-2,1,0,）、（-18,0,0）创建固定支架，如图所示。 鼠标右键，选择Block：BOX_11，再选择Rename，输入新名.Latch.ground.block。,(7)创建运动副,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 ，在参数设置栏选择， , 和 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
7、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。,（9）创建弹簧,选取点（-14,1,0）处滑钩顶点，注
8、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）,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。,（10）创建手柄力,及Constant，选择Force，输入80。 依次选取手柄（handle）、手柄末端点（handle.Marker_5）,在主工具箱施加力工具集选择单作用力工具 ，设置Space Fixed ，Pick Feature,（11）模型验证,在主工具箱的Tools选择Model verify对模型正确性进行验证。验证信息如下：,（12）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
9、，在File菜单，选择Save Database As 命令，输入文件名：Latch.bin选择OK按钮，保存数据。,（13）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End Time=1.0，Step=1000，开始仿真分析。,二.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，如图所示。选择OK按钮，显示弹簧力测量窗口。,(2)角度测量,在 菜单下选择 ，显示产生角度测量对话框,选择advanced。 在
10、Measure Name栏，将测量名称改为overcenter_angle。 在Fist Marker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）。 在Middle Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。选择在Point_7处的任意一个标记（Marker）。 在Last Marker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）。设置完成如图所示。选择OK按钮，显示角度测量窗口。,(3)样机仿真分析,在主工具箱，选择仿真工具 ，取End Time=1.0，Step
11、=1000，开始仿真分析。 测量仿真结果，得到如下结果,角度测量曲线图,弹簧力测量曲线图,（4）创建角度传感器,在 菜单选择 ， ，显示创建传感器对话框，如图所示。在对话框中设置或选择，按照下图设置。选择OK按钮，完成创建传感器。,（5）再一次仿真,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。,角度 随时间的变化曲线,弹簧力随时间的变化曲线,九样机模型参数化,(1)创建设计变量在机构中,除了手柄末端标记点POINT_4以外,其余5个标记点的位置可能影响夹紧力的大小.因此将这些标记点的X、Y坐标作为设计变量。,右击POI
12、NT_1点，激活浮动对话框，选择Point：POINT_1、Modify，弹出标记点表格编辑器。,点击POINT_1行，Loc_X列的数据0.0，该数据在上方的输入框中出现，右击该框，弹出浮动菜单，依次选择,在输入框和表格中出现(.MODEL_1.DV_1)，用同样 的方法创建其它9个设计变量，(.MODEL_1.DV_2) (.MODEL_1.DV_10),(2)重新设置设计变量,可以查看设计变量的标准值和限制范围,默认值为10%,当标准值为0时,绝对变化范围为1.用户可根据需要修改限制范围.,查看时,点击表编辑对话框组下方的命令Variables,十样机模型研究,在Design Explo
13、ration下的Design Evaluation选择Design Evaluation Tools弹出参数化分析工具对话框。Simulation Script:.MODEL_1.Last_Sim(最后一次仿真)参数选择:Measure,设计变量及其它设置等后按Start.,试验报表和试验曲线结果见图,从设计研究报表中可以得到最大夹紧力为-915.13N，DV1，初始值(DV1=0)的敏感度为-88.644N/cm.,用相同的方法对其它设计变量进行研究，计算结果如下：,整理设计报表中的数据，可得到下表中的结果,取DV_2的取值范围为(-1,1),标准值为0 取DV_4的取值范围为(1,6)，标准值为3 取DV_6的取值范围为(6.5,10)，标准值为8 取DV_8的取值范围为(9,11)，标准值为10 进行优化设计,
