基于ADAMS数控旋锻机锻模机构的分析
- 格式:pdf
- 大小:268.28 KB
- 文档页数:4
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析作者:栾建举杜茂华来源:《软件》2020年第02期摘 ;要:机械四连杆机构是机械类的典型机构,其设计与运动分析具有很强的理论性和实践性。
针对作图法和解析法对该类机构进行运动分析的不足,在基于经典机构学理论的基础上,采用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)动力学仿真方法,可实现对铰链四杆机构的运动特性的直观、高效而准确的计算机辅助分析。
然后,采用多体系统动力学理论,通过ADAMS分析了机构的简化方法并进行运动学仿真,对四连杆机构中杆件的传动角、位移、速度及运动轨迹进行了分析。
关键词:;四连杆机构;多体系统动力学;ADAMS运动仿真中图分类号: TP391;;;;文献标识码:;A;;;;DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2020.02.035【Abstract】: Mechanical four-bar linkage is a typical mechanism of mechanical category. Its design and motion analysis have strong theoretical and practical properties. In view of the shortcomings of drawing method and analytical method in kinematic analysis of this kind of mechanism, on the basis of classical mechanism theory, Adams (automatic dynamic analysis of mechanical systems) dynamic simulation method can be used to realize the intuitive, efficient and accurate computer-aided analysis of the kinematic characteristics of the four-bar mechanism. Then,based on the multi-body system dynamics theory, the simplified method of the mechanism is analyzed by Adams and the kinematic simulation is carried out. The transmission angle,displacement, speed and motion track of the members in the four-bar mechanism are analyzed.【Key words】: Four-Bar linkage mechanism;;Multi-body system dynamics; ADAMS;motion simulation0;;引言机械四连杆机构是一种机械类的典型机构,常见的平面连杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
机械动力学大作业——基于ADAMS的单自由度六杆复合式组合机构动力学分析及仿真学号:专业:学生姓名:任课教师:2012年10月18日一、题目要求:采用ADAMS软件或Matlab/Simulink 环境,建立简单机械系统的动力学模型,借助软件进行求解计算和结果分析。
建立单自由度杆机构(有无滑块均可)动力学模型,由静止启动,选择一固定驱动力矩,绘制原动件在一周内的运动关系线图,具体机构及参数自拟。
二、所选题目:在下图所示的六杆复合式组合机构,已知l AB=150mm,l BC=500mm,l DC=260mm,l BE=250mm,l AF=600mm,l AD=410mm,杆2和杆2'固结,BE垂直于BC,AF垂直于AD,曲柄1的驱动力矩为2000NM,构件质量m1=20kg,m2=40kg,m2’=20kg,m3=30kg,m4=70kg,滑块5质量忽略不计,构件6为机架;质心位置l CS1=75mm,l CS3=130mm,质心S5在点E,构件1、3绕质心的转动惯量J S1=0.0375kg·m2,J S3=0.176kg·m2;曲柄1的驱动力矩M1=2000N·m,方向为逆时针,作用在A 点;该机构在工作行程时滑块受到摩擦力作用,静摩擦系数0.5,动摩擦系数0.3,试分析曲柄回转一周过程中:(1)曲柄1与X轴正方向夹角Φ1随时间变化的关系,曲柄1转动的角速度ω1以及角加速度a1随时间变化的关系;(2)杆3与Y轴反方向夹角Φ2随时间变化的关系,杆3转动的角速度ω3以及角加速度a3随时间变化的关系;(3)滑块5与杆4的相对速度V5与加速度a5随时间变化的关系。
三、建立模型:运用Link命令创建杆1、2、2'、3、4构件。
运用Box命令创建滑块5构件和机架6。
根据各杆长度,运用辅助Marker点、Move 、Rotate 等命令调整各构件的相对位置,并在各构件上单击右键,在修改命令中添加构件的质量信息,以及杆1、3绕质心的转动惯量,其中滑块5的质量为0,创建完成后的机构模型如图下所示。
基于ADAMS的机器⼈动⼒学分析及轨迹规划2.1 串联机器⼈在ADAMS中⽤连杆模拟机械臂,对两⾃由度的机械臂分别进⾏运动学分析、动⼒学分析及机械臂的轨迹规划。
2.1.1 运动学分析下⾯是建⽴模型并对模型进⾏设置分析的详细过程。
(1) 启动ADAMS/View,在欢迎对话框中选择新建模型,模型取名为Robot_arm,并将单位设置为MMKS,然后单击OK。
(2) 打开坐标系窗⼝。
按下F4键,或者单击菜单【View】→【Coordinate Window】后,打开坐标系窗⼝。
当⿏标在图形区移动时,在坐标窗⼝中显⽰了当前⿏标所在位置的坐标值。
(3) 创建机械臂关节1(连杆)。
单击连杆按钮,勾选连杆的长、宽、深选项,分别将其设置为300mm、40mm、10mm,如图2.1所⽰。
在图形区单击⿏标左键,然后将连杆拖⾄⽔平位置时,在单击⿏标左键。
(4) 在连杆的右端打孔。
在⼏何建模⼯具栏单击打孔按钮,将半径Radius设置为10mm,深度设置为10mm,如图2.2所⽰。
然后在图形区模型附近单击⿏标左键,在与XY平⾯垂直的表⾯上单击⿏标左键。
然后修改孔的位置,在孔附近单击⿏标右键,选择【HOLE_1】→【Modify】,在弹出的对话框中,将Center的坐标值设置成(300,0.0,5.0),如图2.3所⽰。
(5) ⽤(3)的⽅法在关节1右端孔中⼼处创建关节2,如图2.4所⽰。
然后再将关节2向内侧平移10mm。
2.1 创建连杆设置(6)添加约束。
在关节1的左端与⼤地之间添加转动副,在关节1与关节2结合处添加转动副。
单击⼯具栏中的旋转副按钮,并将创建旋转副的选项设置为2Bod-1Loc和Normal Grid,然后在图形区单击关节1和⼤地,之后需要选择⼀个作⽤点,将⿏标移动到关节1的Marker1处出现center信息时,按下⿏标左键后就可以创建旋转副,旋转副的轴垂直于⼯作栅格。
然后⽤同样的⽅法创建关节1与关节2之间的旋转副。
ADAMS运动分析简介ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于分析机械系统动力性能的软件工具。
它能够模拟各种机械系统的动态行为,并根据力学原理计算系统的运动学和动力学特性。
ADAMS可以帮助工程师在设计过程中预测系统的运动、力学行为,并优化设计以满足特定的要求。
功能和特点ADAMS具有以下主要功能和特点:1. 运动仿真ADAMS可以对机械系统进行运动仿真,包括刚体运动仿真和柔体运动仿真。
通过对系统的几何形状、质量分布和受力情况的建模,可以计算系统在不同运动状态下的位置、速度和加速度。
2. 动力学分析ADAMS可以进行动力学分析,计算机械系统受力和加速度对物体产生的运动的影响。
它可以模拟系统受到重力、惯性和外部力的作用下的动力学行为,并给出系统各部分的受力情况。
3. 碰撞和接触分析ADAMS可以进行碰撞和接触分析,模拟机械系统中物体之间的碰撞和接触行为。
它可以根据物体的几何形状、质量和运动状态,计算物体之间的碰撞和接触力,并检测碰撞和接触发生的时间和位置。
4. 优化设计ADAMS可以通过对机械系统的参数进行优化,找到满足特定性能要求的最佳设计方案。
它可以使用遗传算法、优化算法等方法,在设计空间中搜索最优解,并进行设计参数的灵敏度分析。
5. 结果可视化ADAMS提供了丰富的结果可视化功能,可以将仿真结果以动画形式展示,同时可以输出各种图表和曲线,帮助工程师直观地理解和分析系统的运动和力学行为。
应用领域ADAMS广泛应用于机械、汽车、航空航天、船舶、建筑等领域。
它可以用于评估和优化机械系统的性能,预测系统的运动和力学行为,提高产品的设计效率和质量。
具体应用包括但不限于:1. 汽车行驶仿真ADAMS可以模拟汽车在不同路况下的行驶过程,包括加速、减速、转弯、起伏等。
通过对车辆的刚体和悬挂系统进行建模,可以计算车辆的动力学特性,并评估悬挂系统的性能和稳定性。
基于ADAMS的曲柄压力机运动特性分析与仿真曲柄压力机是一种常见的工业机械设备,主要用于薄板或板材的冲孔、拉延、压缩、成型等加工操作。
在机械工程中,对曲柄压力机的运动特性分析与仿真是非常重要的。
本文将详细介绍基于ADAMS的曲柄压力机运动特性分析与仿真。
ADAMS是机械系统动力学仿真软件,通过建立机械系统的数学模型,可以模拟机械系统的运动、力学特性和动态响应过程。
在曲柄压力机的运动特性分析与仿真中,ADAMS可以帮助我们模拟和分析曲柄压力机的运动状态,包括机械结构的刚度、运动的速度和加速度等。
首先,我们需要建立曲柄压力机的数学模型。
根据曲柄压力机的机械结构和运动形式,我们可以将曲柄压力机简化为一个四杆机构,并建立其动力学方程。
同时,为了考虑曲柄压力机的柔度、非线性以及动摩擦等因素,我们还需要加入适当的运动学约束和惯性元素。
接下来,我们将利用ADAMS来进行曲柄压力机的运动特性分析与仿真。
首先,我们可以通过输入不同的工况参数,比如冲压力、行程和轮廓等,来模拟曲柄压力机的不同工作状态。
然后,我们可以通过监测各个关键点的位置、速度和加速度来了解曲柄压力机的具体运动特性。
例如,我们可以通过监测摆架、摆臂和连杆的运动状态,来了解曲柄压力机的转动角度、角速度以及加速度等。
在曲柄压力机的运动特性分析与仿真中,还可以对曲柄压力机的工作效率、动态响应和稳定性等进行进一步的研究。
例如,我们可以通过改变曲柄压力机的结构参数和工作参数,来优化曲柄压力机的工作效率和稳定性;又例如,我们可以通过引入主动控制和自适应控制等技术手段,来优化曲柄压力机的动态响应和抗干扰性能。
总之,在曲柄压力机的运动特性分析与仿真中,ADAMS可以帮助我们全面、系统地了解曲柄压力机的各种运动状态和特性,从而为曲柄压力机的设计、优化和控制提供重要参考。
为了对曲柄压力机的运动特性进行分析,需要收集与之相关的数据,并对数据进行进一步分析。
以下是可能需要收集的数据:1. 曲柄压力机的材料、尺寸和重量。
东南大学硕士学位论文基于ADAMS的压力机动力学分析姓名:张晓阳申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:王兴松20061201 基于ADAMS的压力机动力学分析研究生:张晓阳指导教师:王兴松教授摘要本文围绕徐州锻压机床厂的企业项目。
JF750.125型冲床优化设计”课题。
运用多体系统动力学理论和方法,进行了高速闭式曲牺压力机的动力学仿真和动平衡优化设计的研究。
采用振动及动态信号采集分析系统栅5G一125型高速闭式曲柄压力机进行振动信号的测试,采集和分析.在此基础上,根据机身各部位的振动信号情况,分析压力机振动的规律和原因,研究了振动和噪声产生的机理,确定减小振动的方法和改进方案.利用机械平衡的理论,比较了压力机的主要运动部件曲柄滑块机构的几种动平衡方案的特点。
提出了对称布置的动力学平衡方法,研究其动平衡的机理.同时,根据曲柄压力机的结构特点,建立了含曲柄滑块机构的压力机动力学模型,运用四阶龙格一库塔法对机电系统的模型进行了动力学仿真.建立了JF750-125型曲柄压力机在机械系统动力学仿真分析软件ADhJVIS中的虚拟样机,进行多次仿真,通过改变机床各部件的动力学特性参数,得到了各个参数的动力学特性益线,选择合理的动力学特性参数和多目标函数,运用多体系统动力学理论对机床进行分析优化、试验研究和仿真,提高机床的动力学性能,减小振动和降低噪声,实现机床工作状态趋于平稳.分析了曲柄压力机的不同工况下的载荷特性曲线,构造了简化的载荷标准表达式.在空载,打桩、冲裁和拉深等工况下,对曲柄压力机的动力学模型分别进行了仿真,得出了机床的动态特性曲线.通过对模型优化改进前后的动力学仿真参数的比较,论证了对称布置动平街方案的可行性,优越性。
关键词:曲柄压力机,振动澍试,多体动力学,动平衡,动力学模型,结构动态优化.仿真IstuayonI)r-amieSimulationofaPressMachineBasedOnADAMSByZItAN(3Xiao-y柏gsup倒isedbyProf.WANGXi鸣棚gABSTRACTBased0IItheentHpriseprojectofResearchaboutdynamteoptimizationoftheJF75G-125typepressfromXuzhouMetalFormingMaelfineToolFactory,thepapermainlystudiedthesimulationandoptimaldesignoff1.highspeedO-FrameSlider-CrankPressmachinebytheMulti—BodySystemDynamics.PunchingmachinescaIIgeneratesmicture-bomeimpactnoise,whichseverelyaffectsthenearbyenvironmentTobeginwiththeanalysisofpunchingvibration,basedontheDyrmmiesignalAnalysisSystemPlatform,vibrationsigmlsofthepunchingmachineWe/‟emeasuredfromfieldexperiment.consideringtheinertialimpactofmovingpark,TheprincipleofpunchingvibrationWCI‟I§srt】died,thenthewaytoalleviatethevibrationwaspresented.Accordingtomechanicalequilibrationn增。
基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析一、背景:摆动导杆机构是一种应用比较广泛的平面连杆机构,例如牛头刨床上就用了这种机构。
它将曲柄的旋转运动转换成为导杆的往复摆动。
机构相对简单易懂,对于我们初学ADAMS的学生来说便于建模和分析。
二、利用ADAMS的优点:对于摆动导杆机构的运动分析,常用的方法有图解法和解析法。
图解法:直观、方便,但精度不高,需要反复做图。
解析法:人工计算运算量大,容易出错。
利用ADAMS可以产生复杂机械系统的虚拟样机,真实地仿真其运动过程。
精确度很高,而且将计算工作交给计算机能省去大量人工,并且不容易出错。
三、建立力学模型:图中为摆动导杆机构曲柄AB为原动件导杆BC为从动件通过滑块B将曲柄AB的连续转动转变为导杆BC的往复摆动。
四、建立样机模型:首先是给定模型具体的参数:各杆的杆长以及曲柄AB的转速。
利用ADAMS建立样机:根据几何关系确定A、B、C三点的坐标,可以假定C为坐标原点从而确定模型。
再各零件之间建立相应的约束副。
固定副:机架转动副1:曲柄、机架转动副2:曲柄、滑块转动副3:导杆、机架移动副:滑块、导杆右图为理论的样机图下图为实际做的时候建立的样机图,比较理论的样机图,我没有专门建立一个杆将其锁为机架,而是直接在坐标轴上建立了2个点,将坐标轴当作了ac杆。
附图如下五、仿真分析:通过已经建立好的模型给出曲柄的转速,就可以利用ADAMS自动输出构件的位移、速度、加速度等详细的参数。
并且利用这些输出值可以通过ADAMS/View以图形形式输出,从而能清晰地看出他们在仿真过程中的变化规律。
六、具体参数:W=5rad/s AB(主动件)=100mm AC(固连机架的杆)=350mm七、输出图:本图为滑块的位移图。
图中红色线为x方向的位移。
蓝色线为y方向的位移,合成图为一直线。
从图中可以看出滑块进行往复运动,轨迹为一个圆。
本图为滑块的速度图。
图中红色线为x方向的速度。
蓝色线为y方向的速度,合成图为一直线。
ADAMS有限元分析1. 简介ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,机械系统动力学的自动化分析)是一种在机械工程领域广泛使用的有限元分析软件。
它可以模拟机械系统的动力学行为,帮助工程师在设计过程中评估系统的性能和可靠性。
ADAMS通过利用有限元方法和动力学模型,可以模拟复杂机械系统的运动、振动、应力和变形等物理效应,并提供全面的分析结果。
2. 工作原理ADAMS的分析过程基于有限元方法和动力学模型。
有限元方法是一种常用的数值计算方法,将连续体划分为大量的小单元,通过计算每个单元的相互作用,得到整个系统的响应。
动力学模型是一种描述物体在力的作用下随时间演化的模型,用于分析物体的力学行为。
在ADAMS中,用户首先需要建立机械系统的几何模型。
这可以通过绘制各个零件的几何形状或导入CAD模型来实现。
然后,用户需要给每个零件分配材料属性和初始条件,以便ADAMS能够正确计算物体的应力和变形。
接下来,用户需要定义系统的边界条件和加载条件,以模拟实际工作环境中的力和约束。
ADAMS会根据用户提供的信息自动生成有限元网格,并根据动力学模型进行求解。
求解过程中,ADAMS会考虑材料的力学性质、物体的自由度、力的作用点和作用方向等因素,计算出物体在给定时间内的运动状态、应力分布和变形情况。
3. 功能与应用ADAMS提供了丰富的功能和工具,适用于各种机械系统的分析和设计。
以下是ADAMS的主要功能和应用:3.1 动态仿真ADAMS可以模拟机械系统在不同加载条件下的动态响应。
用户可以通过改变加载条件、调整系统参数和观察运动轨迹等方式,评估系统的动态性能、优化设计和改进操作。
3.2 振动分析ADAMS可以对机械系统的振动特性进行分析。
用户可以计算系统的固有频率、模态形式和振动衰减情况,以评估系统的结构稳定性和振动抑制。
3.3 应力分析ADAMS可以计算机械系统中零件和结构的应力分布。
基于ADAMS的类球面并联腕部机构的碰撞仿真分析张国英【摘要】In the dynamic simulation of the mechanism which with the impact problem, the dynamic interference detection(i.e., impact detection) of each linkages of the mechanism is the key part to the dynamic analysis accurately. With the Impact function model and sensor monitoring function in ADAMS software, the impact simulation analysis of a 3-DOF (two rotations and one translation) spherical parallel wrist mechanism that with two different assemble styles was carried out. The results show that it is feasible to judge the interference between the linkages by the normal contact force and the power consumption mutation of the motor. Meanwhile, from the perspective of the motor's lifespan, the same side assembly style is better than the contralateral one. The research of this paper is not only a prerequisite for accurate simulation of the mechanism, but also provides engineering guidance for the assembly selection of the organization.%在含有碰撞问题的机构动力学仿真分析中,对机构的各杆件进行动态干涉检测(即碰撞检测)是动力学分析能否取得准确结果的关键一环.借助ADAMS 仿真软件中的Impact函数模型和传感器监测功能,对两种不同装配方式的三自由度(两转动一移动)类球面并联腕部机构进行了碰撞仿真分析.结果表明,根据杆件间的法向接触力和电机的能量损耗突变来判断杆件间的干涉是可行的.同时,从电机的使用寿命角度考虑,同侧装配方式要优于对侧装配.的研究不仅是该机构进行准确动力学仿真的前提,还为机构的装配选型提供了工程指导.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)0z1【总页数】4页(P217-220)【关键词】并联机构;动力学;碰撞仿真;lmpact函数【作者】张国英【作者单位】广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH1121 引言具有空间3个旋转自由度的球关节(或球副)因其结构紧凑,运动灵活,被广泛应用于Steward并联机构[1]、Delta并联机构[2]和3-RRS机构[3]等的设计中;另外,由于球关节具有耐磨损、易于润滑和有利于力的传递等优点,也常应用于汽车的转向装置[4]和微创手术混联机器人的设计[5]。
机械原理课程虚拟样机仿真实验报告题目:基于ADAMS的曲柄滑块机构运动学分析姓名:孙鹏学号: 12041205 班级: 1204172014年5月24日基于ADAMS的曲柄滑块机构的运动学分析12041205 孙鹏北京航空航天大学能源与动力工程学院摘要本文主要针对曲柄滑块机构,通过解析法人工分析了该机构各构件的位置、速度和加速度随时间的变化规律;并利用ADAMS软件对机构进行虚拟样机仿真,得到了各输出构件的位置、速度和加速度的变化曲线;并将ADAMS仿真结果与解析法分析结果进行比较,验证理论分析的正确性;最后还对曲柄滑块机构的应用作了简单介绍。
关键词:曲柄滑块机构;虚拟样机;运动学分析目录目录1题目要求 (4)2机构位置、速度、加速度求解 (4)2.1求解机构位置(解析法) (4)2.2求解F点的速度 (6)2.3求解F点的加速度 (7)3ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析 (8)3.1仿真模型的建立 (8)3.2仿真结果分析 (8)3.3仿真验证 (9)4机构应用分析简介 (10)5结束语 (10)参考文献 (11)1题目要求图1-1所示为我们需要分析的曲柄滑块机构,机构中杆件AB为原动件,杆件DE执行从动件。
在如图所示的状态下,长度条件为:l AB=100mm,l BC=l CD=200mm,ω1=10rad/s。
要求(1)试用解析法求解点F的速度v F和加速度a F;(2)利用ADAMS软件创建虚拟样机对上面的结果进行仿真分析;(3)思考该类机构的运用图1-1 曲柄滑块机构2机构位置、速度、加速度求解2.1求解机构位置(解析法)图2-1坐标系及未知量如图所示建立坐标系,其中AB 与机架的夹角为1ϕ ,BD 与机架的夹角为2ϕ,D 点的纵坐标为D y 。
可列得方程:+==AB BC ACCE ED CD⎨+⎧⎪⎪⎩ (1) 利用正交分解的方法将上式分别向x 轴与y 轴方向投影,可得到4个关系式,即:121222cos cos sin cos cos sin DAB BC AC AB BC CD y CE CD ϕϕϕϕϕϕ+=⎧⎪==⎨=⎪⎪⎪⎩ (2)初始的条件为AB=100mm ,BC=CD=200mm ,AE=AC+CE=。
第40卷第11期
2021年 11月
Vol.40 No. 11
Nov. 2021
煤炭技术 Coal Technology
doi:10.13301/j.cnki.ct.2021.11.046
基于Adams的采煤机钻削机构动力学分析
董双军王庆福-(1.廊坊职业技术学院,河北廊坊065001; 2.辽宁行政学院,
沈阳
110161)
摘要:钻削式采煤机因煤层的变化会有不同的振动特性,对于钻削机构的可靠性影响很大,
因此采用Adams研究其振动特性。通过分析钻削机构的动力学分析流程后建立钻头与煤层的三维 模型,
导入
ANSYS
中对其进行自由模态分析。定义约束与载荷后计算不同工况下钻头的位移,提取
质心位移可知,
位移的最大值与煤层硬度
、钻进深度和转速关系不大,这些因素主要影响的是钻头
的波动性。关键词:钻削机构;动力学分析;波动性;Adams
; ANSYS
中图分类号:TD42 文献标志码:A 文章编号
:
1008
-
8725(2021)11 -
196
-03
Dynamic Analysis of Drilling
Mechanism of Coal Shearer Based on
AdamsDONG Shuang-jun1,
WANG
Qing-fu
2
(1. Langfang Polytechnic Institute, Langfang 065001, China; 2. Liaoning Academy of Governance, Shenyang
110161,
China)Abstract:
Drilling shearer have different vibration characteristics due to changes in the coal seam,
which has a great impact on the reliability of the drilling mechanism. Therefore, Adams is used to study