應用ADAMS函數實現多元件順序動作仿真

在應用MSC/ADAMS實現液壓挖掘機工作裝置仿真工作中(如圖1所示),遇到無法按動臂、斗桿和鏟斗三部分順序 動作仿真的困難,即不能使往復式雙作用液壓缸按照先后 順序控制動臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉動。考慮采用傳感器(Sensor)控制,但由于設置某些參數和腳本命令比較復雜,最終也未能實現。本文筆者從仿真變量和目標參數著手,經過認真思考,從ADAMS/View幫助文件中發(fā)現可以采用ADAMS函數實現該功能。

  一、參數設置與仿真

  利用ADAMS/View提供的各類函數以及ADAMS/Solver支持的 各類函數能夠定義更為復雜的結構,更加靈活地應用A D A M S軟 件進行精確高效的建模與仿真。ADAMS/View函數包括設計函數 與運行函數兩種類型,函數的建立對應有表達式模式和運行模 式兩種。在表達式模式下,在設計過程中對設計函數求值,而 在運行模式下會在仿真過程中對運行函數進行計算更新。

  ADAMS/Solver函數支持ADAMS/View運行模式下的函數,在 仿真過程中采用A D A M S/S o l v e r解算時對這些函數進行計算更 新。ADAMS/View設計函數在設計過程中定義模型時有效,而不 需到仿真分析時再進行計算更新。設計函數可用來將模型參數 化,以便進行優(yōu)化和靈敏度分析,包括系統(tǒng)提供的函數和用戶自定義函數。

  在這里,我們采用系統(tǒng)提供的數學函數,數學函數適用 于對標量和矩陣進行數學計算,如果輸入變量為標量其返回值 就是標量,如果輸入變量為矩陣其返回值就是矩陣?；緮祵W 函數DIM 和時間變量time 的配合能夠實現液壓挖掘機工作裝置 多元件順序動作。

  DIM 的函數格式和意義如下:

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

在ADAMS模型中(如圖2所示),三個油缸(1、2、3) 設定Joint:Translational平移運動副,再分別加載Jointmotion_1、Joint motion_2、Joint motion_3到Translational

  平移運動副上,通過設定三個Motion的參數來分別驅動三個油 缸,設定對三個油缸的先后順序動作按如圖3所示的示意進行控制,模擬時間總長End Time =70。

  設定每個Joint motion的基本參數,Joint Type=Translational,Direction=Translational,Define Using= Function,Type=Displacement,設定Function(time),進入建立運行函數表達式對話框Function Builder中(如圖4所示),在該對話框中輸入下述表達式。

  對于動臂油缸上的Motion_1設定為:

其物理運動意義以數學函數表達:

如圖5所。

  對于斗桿油缸上的Motion_2設定為:

其物理運動意義以數學函數表達:

對于鏟斗油缸上的Motion_3設定為:

  其物理運動意義以數學函數表達:

 上式中S1、S2、S3為油缸伸縮量,單位mm;time為時間,

單位s。最后單擊“OK”完成操作。

  仿真分析開始前,在模型中建立測量M e a s u r e參數,分 別以三個油缸的兩端點建立Pointtopoint型距離測量參數 MEA_PT2PT_C1、MEA_PT2PT_C2、MEA_PT2PT_C3,進行油缸伸縮參數的測量。設定Simulation Tool窗口的相關參數后即 可進行仿真分析,我們可以看到三個油缸按圖3先后順序控制動臂、斗桿和鏟斗三部分順序動作,三個油缸伸縮變化曲線如圖五所示。

二、結論

  通過上述參數設定和仿真分析,不管元件是移動還是旋轉,我們應用ADAMS的DIM函數都可以簡單快捷地實現多元件順序動作仿真。ADAMS函數真正成為定義更為復雜的結構、進行精確建模與仿真的高效輔助工具。