基于Adams的摆杆输送机动力学仿真分析

引言随着煤炭的开采量和开采速度的急剧增加，越来越多的长距离、大倾角、高带速的输送机设备开始在煤矿上投入使用[1]，因带式输送机所具有的独特的黏弹性特性，按照传统的静力学理论和刚体理论计算出的其动态特性与实际工况差距较大，无法反应其真实的运行状态，特别是在启动、制动阶段，输送带内部受到巨大的动张力的作用，极易导致输送机的故障，严重威胁煤炭生产企业的正常生产。

本文依据ADAMS 三维仿真分析软件，在建立输送机的黏弹性模型的基础上，将输送机模型进行简化，应用ADAMS 软件对输送机在启动、停止时的运行情况进行仿真分析[2]，获得在启动、停止时输送带内力和位移的变化情况，为输送机系统合理调整启动时的相关参数，保证输送机系统的安全、稳定的运行提供了理论基础和技术支持。

1输送带数学模型的建立Vogit 的数学模型是由一个弹簧元件和一个阻尼器元件组成的，其结构如图1所示。

Vogit 的数学公式可表示为：σ=E ε+ηd εd t.（1）式中：σ为输送带内的应力情况；ε为输送带在应力作用下的应变量；E 为弹性模量；d εd t为发生应变的速度；η为阻尼系数。

在输送带上施加一个恒定的应力σ=σ0H （t ），即可得出应力σ的响应值：ε（t ）=σ0E（1-e -Et η）H（t ）.（2）因此变形量可表述为：F（t ）=1E（1-e -Etη）.（3）当在输送带上加入应变ε=ε0H （t ）时，即可得出，响应值σ（t ）=ε0EH （t ）+ε0ηδ（t ）。

其松弛模数为：E（t ）=E+ηδ（t ）.（4）2输送机系统的三维建模Creo 三维仿真软件是美国PTC 公司在2010年推出的CAD 设计软件包，其整合了Pro/Engineer 的参数化技术、ProductView 的三维可视化技术及CoCreate 的直接建模技术，可以使操作者方便地完成三维建模、仿真分析等功能[3]。

采取自上而下对输送机系统进行三维建模的方案，先对各主要零部件进行建模[4]，然后对其进行总装装配，因输送机系统的主要运动机构均位于输送机的头部和尾部，因此主要对头部和尾部进行三维建模，中间部分采用支架简化表示即可，其结构示意图如下页图2、图3所示。

基于adams的摆环机构运动仿真及优化设计：
摆环机构是一种基本的机械运动装置，它具有结构简单、节省空间、运动可靠性高等
特性，被广泛应用于机床、注塑机等多个机械工程。

Adams是用于机械系统动力学仿真的一种软件，它可以用来仿真摆环机构的运动时响应特性，为优化设计提供了有效支持。

Adams能够仿真摆环机构流程和多个运动参数之间的相互作用，可以准确表示摆环机
构运动变化，是实现摆环机构优化设计的重要工具。

举例来说，Adams能够根据摆环机构
内部参数计算两个自由度的力学链条参数，并计算其运动特性，为给定的摆环机构结构指
定精确的位置。

此外，由于Adams可以模拟摆环机构内部多个参数之间的相互影响，因此
能够准确预测摆环机构的运动变化。

Adams的优势还可以体现在优化设计中。

借助于Adams，我们可以从一系列不同的输
入参数，其中包括质量、运动参数、力学链条等参数，寻求摆环机构最优解。

Adams还可
以模拟出足够精确的摆环机构运动轨迹，利用这些模拟数据来确定新的摆环机构结构及运
动参数的一系列范畴，通过这种设计也可以实现优化设计的效果。

另外， Adams还可以实现精确模拟，以及流体动力学分析等多种功能，同时也可以进行参数优化和对比分析，根据收集的实际数据，快速验证摆环机构的结构参数和运动参数，从而可以更有效地实现优化设计，提高生产效率。

总之，Adams可以用于摆环机构的仿真和优化设计，其准确的运动仿真和多功能优化
支持使得摆环机构可以更加精确的满足设计要求，从而提升设计效率。

4 结语
本文给出同机分体异步薄板冲压成形工艺的概 念 ,说明并归纳关键技术 。该技术在换热器半片成形 的研究中得到运用 , 证明是一种行之有效的加工方 式 ,尤其是针对小批量生产的中小型企业更为适用 。
参 考 文 献: [ 1 ] 李硕本. 冲压工艺理论与新技术 [M ]. 北京 :机械工
业出版 , 2002. [ 2 ] 肖景容 ,姜奎华. 冲压工艺学 [M ]. 北京 :机械工业出
得移动导杆的近似运动方程为 :
x = r cos (ωt) + l 1 - 1 r 2 + 1 ×r2 cos( 2ωt)
4l
4l
……………………………………………… ( 1)
将式 ( 1)对时间取一阶导数 , 可求得导杆移动的
速度方程为 :
v = - ωr sin (ωt) - 1 ×r2ωsin ( 2ωt) ……… ( 2) 2l
图 3 曲柄运动曲线
另外 ,移动导杆的运动是由原动件曲柄 1 直接来 传递动力 ,通过分析可见 ,传动角 Ψ 始终较大 , 即使当 φ = ±90°时 ,也不会出现死点 (Ψ ≠0) , 所以移动导杆 机构有较大的机械效率 。
4 结语
在机构设计过程中 ,应该对机构通过合理的计算 机软件进行动力学分析 ,研究其动力学特征 ,设计合 理的结构 。实践表明 ,移动导杆机构在某型发射装置 的设计应用相当成功 ,使用效果良好 。此外 ,由上面 的分析过程可看出 ,在设计的初始阶段 ,用户不必要 从数学上面对结构的运动学方程及其求解进行繁琐 的分析 、推导和论证 ,运用 ADAM S软件就可对机构进
ep,
2 1
- 1) ln r2 rep, 2
- 1]
…………………

1、将三维模型导出成parasolid格式,在adams中导入parasolid格式的模型，并进行保存。

2、检查并修改系统的设置，主要检查单位制和重力加速度。

3、修改零件名称（能极大地方便后续操作）、材料和颜色.首先在模型界面，使用线框图来修改零件名称和材料。

然后，使用view part only来修改零件的颜色。

4、添加运动副和驱动.注意：1）添加运动副时，要留意构件的选择顺序,是第一个构件相对于第二个构件运动。

2）对于要添加驱动的运动副,当使用垂直于网格来确定运动副的方向时,一定要注意视图定向是否对，使用右手法则进行判断。

若视图定向错了，运动方向就错了，驱动函数要取负。

3）添加运动副时，应尽量使用零件的质心点，此时也应检查零件的质心点是否在其中心。

4）因为在仿真中经常要修改驱动函数，所以应为驱动取一个有意义的名称，一般旋转驱动取为:零件名称_MR1，平移驱动取为：零件名称_MT1。

5）运动副数目很多，且后面用的比较少，所以运动副的名称可以不做修改。

对于要添加驱动的运动副，在添加运动副后,应马上添加驱动,以免搞错.6）添加完运动副和驱动后，应对其进行检查。

使用数据库导航器检查运动副和驱动的名称、类型和数量，使用verify model检查自由度的数目，此时要逐个零件进行自由度的检查和计算。

7）进行初步仿真,再次对之前的工作进行验证。

因为添加了材料，有重力，但没有定义接触,此时模型会在重力的作用下下掉。

若没问题,则进行保存。

5、添加载荷.6、修改驱动函数.一般使用速度进行定义，旋转驱动记得加d。

7、仿真。

先进行静平衡计算,再进行动力学计算。

8、后处理。

具体步骤如下:1）新建图纸，选择data，添加曲线,修改legend。

一般需要线位移，线速度,垂直轮压和水平侧向力的曲线。

2）分析验证，判断仿真结果的正确性（变化规律是否对，关键数值是否对）。

3）截图保存，得出仿真分析结论.。