應(yīng)用ADAMS函數(shù)實(shí)現(xiàn)多元件順序動(dòng)作仿真

在應(yīng)用MSC/ADAMS實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)工作裝置仿真工作中(如圖1所示),遇到無(wú)法按動(dòng)臂、斗桿和鏟斗三部分順序 動(dòng)作仿真的困難,即不能使往復(fù)式雙作用液壓缸按照先后 順序控制動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。考慮采用傳感器(Sensor)控制,但由于設(shè)置某些參數(shù)和腳本命令比較復(fù)雜,最終也未能實(shí)現(xiàn)。本文筆者從仿真變量和目標(biāo)參數(shù)著手,經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考,從ADAMS/View幫助文件中發(fā)現(xiàn)可以采用ADAMS函數(shù)實(shí)現(xiàn)該功能。

  一、參數(shù)設(shè)置與仿真

  利用ADAMS/View提供的各類函數(shù)以及ADAMS/Solver支持的 各類函數(shù)能夠定義更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),更加靈活地應(yīng)用A D A M S軟 件進(jìn)行精確高效的建模與仿真。ADAMS/View函數(shù)包括設(shè)計(jì)函數(shù) 與運(yùn)行函數(shù)兩種類型,函數(shù)的建立對(duì)應(yīng)有表達(dá)式模式和運(yùn)行模 式兩種。在表達(dá)式模式下,在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)函數(shù)求值,而 在運(yùn)行模式下會(huì)在仿真過(guò)程中對(duì)運(yùn)行函數(shù)進(jìn)行計(jì)算更新。

  ADAMS/Solver函數(shù)支持ADAMS/View運(yùn)行模式下的函數(shù),在 仿真過(guò)程中采用A D A M S/S o l v e r解算時(shí)對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行計(jì)算更 新。ADAMS/View設(shè)計(jì)函數(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中定義模型時(shí)有效,而不 需到仿真分析時(shí)再進(jìn)行計(jì)算更新。設(shè)計(jì)函數(shù)可用來(lái)將模型參數(shù) 化,以便進(jìn)行優(yōu)化和靈敏度分析,包括系統(tǒng)提供的函數(shù)和用戶自定義函數(shù)。

  在這里,我們采用系統(tǒng)提供的數(shù)學(xué)函數(shù),數(shù)學(xué)函數(shù)適用 于對(duì)標(biāo)量和矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算,如果輸入變量為標(biāo)量其返回值 就是標(biāo)量,如果輸入變量為矩陣其返回值就是矩陣?；緮?shù)學(xué) 函數(shù)DIM 和時(shí)間變量time 的配合能夠?qū)崿F(xiàn)液壓挖掘機(jī)工作裝置 多元件順序動(dòng)作。

  DIM 的函數(shù)格式和意義如下:

  DIM(x1,x2),當(dāng)x 1>x 2時(shí),返回x1與x2之間的差值x1-x 2; 當(dāng)x1≤x2時(shí)返回0。x1和x2可以為常量、變量或表達(dá)式。

在ADAMS模型中(如圖2所示),三個(gè)油缸(1、2、3) 設(shè)定Joint:Translational平移運(yùn)動(dòng)副,再分別加載Jointmotion_1、Joint motion_2、Joint motion_3到Translational

  平移運(yùn)動(dòng)副上,通過(guò)設(shè)定三個(gè)Motion的參數(shù)來(lái)分別驅(qū)動(dòng)三個(gè)油 缸,設(shè)定對(duì)三個(gè)油缸的先后順序動(dòng)作按如圖3所示的示意進(jìn)行控制,模擬時(shí)間總長(zhǎng)End Time =70。

  設(shè)定每個(gè)Joint motion的基本參數(shù),Joint Type=Translational,Direction=Translational,Define Using= Function,Type=Displacement,設(shè)定Function(time),進(jìn)入建立運(yùn)行函數(shù)表達(dá)式對(duì)話框Function Builder中(如圖4所示),在該對(duì)話框中輸入下述表達(dá)式。

  對(duì)于動(dòng)臂油缸上的Motion_1設(shè)定為:

其物理運(yùn)動(dòng)意義以數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá):

如圖5所。

  對(duì)于斗桿油缸上的Motion_2設(shè)定為:

其物理運(yùn)動(dòng)意義以數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá):

對(duì)于鏟斗油缸上的Motion_3設(shè)定為:

  其物理運(yùn)動(dòng)意義以數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá):

 上式中S1、S2、S3為油缸伸縮量,單位mm;time為時(shí)間,

單位s。最后單擊“OK”完成操作。

  仿真分析開(kāi)始前,在模型中建立測(cè)量M e a s u r e參數(shù),分 別以三個(gè)油缸的兩端點(diǎn)建立Pointtopoint型距離測(cè)量參數(shù) MEA_PT2PT_C1、MEA_PT2PT_C2、MEA_PT2PT_C3,進(jìn)行油缸伸縮參數(shù)的測(cè)量。設(shè)定Simulation Tool窗口的相關(guān)參數(shù)后即 可進(jìn)行仿真分析,我們可以看到三個(gè)油缸按圖3先后順序控制動(dòng)臂、斗桿和鏟斗三部分順序動(dòng)作,三個(gè)油缸伸縮變化曲線如圖五所示。

二、結(jié)論

  通過(guò)上述參數(shù)設(shè)定和仿真分析,不管元件是移動(dòng)還是旋轉(zhuǎn),我們應(yīng)用ADAMS的DIM函數(shù)都可以簡(jiǎn)單快捷地實(shí)現(xiàn)多元件順序動(dòng)作仿真。ADAMS函數(shù)真正成為定義更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、進(jìn)行精確建模與仿真的高效輔助工具。