ADAMS-力的定义.ppt

Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24力力 Forcesn主动力（主动力（Applied forcesApplied forces）-定义载荷作用点、大小、定义载荷作用点、大小、方向和其它性质。方向和其它性质。n柔性连接（柔性连接（Flexible connectorsFlexible connectors）-抵抗运动的力，抵抗运动的力，只须提供力的系数。如无质量梁（只须提供力的系数。如无质量梁（beamsbeams）、套筒（）、套筒（bushingsbushings）、弹簧）、弹簧-阻尼器（阻尼器（spring-dampersspring-dampers）和扭）和扭簧（簧（torsion springstorsion springs）。）。n特殊力（特殊力（Special forcesSpecial forces）-如轮胎力、重力等。如轮胎力、重力等。n接触力（接触力（ContactsContacts）-当模型运动物体相接触时，定义当模型运动物体相接触时，定义其相互的作用。其相互的作用。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24定义力的大小定义力的大小n直接定义力、力矩的模或直接定义力、力矩的模或3 3个分量。个分量。n当力的大小与运动量（位移、速度）有线性关系时，定义其比例系数。如当力的大小与运动量（位移、速度）有线性关系时，定义其比例系数。如弹簧刚度、粘性阻尼系数。弹簧刚度、粘性阻尼系数。n用用Function builderFunction builder或子程序定义力与位置、运动更复杂的关系，甚至力或子程序定义力与位置、运动更复杂的关系，甚至力与力的关系。与力的关系。n接触力可看成只能压缩的弹簧力。接触力可看成只能压缩的弹簧力。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24定义力的方向定义力的方向n固定于物体固定于物体(Body moving)和固定于空间和固定于空间(Space fixed)的力。的力。n指定沿某标记的一座标轴方向，或多个轴方指定沿某标记的一座标轴方向，或多个轴方向，或指定方向。向，或指定方向。n力沿两个标记的连线方向力沿两个标记的连线方向:Two bodies。nNormal to grid：力垂直于网格平面。：力垂直于网格平面。nPick feature：用鼠标左键选力的方向。：用鼠标左键选力的方向。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24修改力的特性修改力的特性n力的名称力的名称n力的方向力的方向：on one body fixed in space,moving with body,Moving with Another Body,Between Two Bodiesn力的作用和反作用物体：力的作用和反作用物体：Bodyn决定力方向的物体：决定力方向的物体：Direction bodyn力的表达式：力的表达式：F(time,)n力的显示：力的显示：Force display On,Off,Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24力力工工具具箱箱Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24Single-component Force,Torque施加在可动的物体或两个物体之间。施加在可动的物体或两个物体之间。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24多轴力多轴力Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24多轴力修改多轴力修改Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24弹簧阻尼器弹簧阻尼器n刚度、阻尼系数为线性刚度、阻尼系数为线性n刚度、阻尼系数为非线性：用样条曲线表示刚度、阻尼系数为非线性：用样条曲线表示弹簧压缩时力为正弹簧压缩时力为正弹簧拉伸时力为负弹簧拉伸时力为负Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24线性弹簧阻尼器之力线性弹簧阻尼器之力 Linear Spring Linear DamperForce=-k(q-q0)-c +F0nq 弹簧阻尼器长度弹簧阻尼器长度n -q 对时间的导数对时间的导数nk -弹簧刚度系数弹簧刚度系数(always 0)nc 粘性阻尼系数粘性阻尼系数 (always 0)nF0 弹簧预载荷弹簧预载荷(preload)nq0 预载荷时长度预载荷时长度(Reference length,always 0)nt-Time In ADAMS,用户自定义方程为用户自定义方程为:-k*(DM(I,J)-q0)-c*VR(I,J)+F0Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24线性弹簧力线性弹簧力Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24线性阻尼力线性阻尼力Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24弹簧阻尼器特性修改弹簧阻尼器特性修改n刚度：给定系数、无、f(deformation)n阻尼：给定系数、无、f(velocity)n预载：n长度：缺省长度(Default length)、预载时长度 (Length at preload)Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24扭簧扭簧 Torsion Spring 第二个物体第二个物体(J Marker)作用在第一个物体作用在第一个物体(I Marker)上的力矩为：上的力矩为：torque=-CT*da/dt-KT*(a-ANGLE)+TORQUE torque:扭簧力矩，扭簧力矩，TORQUE:预载预载 符号按右手法则。符号按右手法则。CT:阻尼系数阻尼系数 a:转角转角 da/dt:角速度角速度 KT:刚度系数刚度系数 ANGLE:预载时的扭转角预载时的扭转角Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24无质量梁无质量梁 Massless Beamn连接两个物体的无质量梁可施加力和力矩。连接两个物体的无质量梁可施加力和力矩。n假设为等截面的假设为等截面的Timoshenko梁。梁。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24无质量梁力和力矩的表达式无质量梁力和力矩的表达式n此为作用在第一个物体此为作用在第一个物体(I Marher)的力和力矩的力和力矩n刚度、阻尼矩阵为对称阵。刚度、阻尼矩阵为对称阵。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24力场力场 Field Elementn定义最一般力的方法。定义最一般力的方法。n线性力场定义如下：线性力场定义如下：Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24非线性力场非线性力场n非线性力场定义如下：非线性力场定义如下：Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24套筒力（套筒力（BushBush）特性）特性Characteristics of a bushing1.两个作用点两个作用点(action force at I marker and reaction force at J marker)2.矢量：矢量：Three translational and three rotational3.方向基于方向基于 J marker4.大小：大小：(Fx,Fy,Fz+Tx,Ty,Tz)5.刚度矩阵刚度矩阵 K,阻尼矩阵阻尼矩阵 C6.预载荷预载荷 PreloadCopyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24套筒力（套筒力（BushBush）特点）特点套筒力各分量套筒力各分量套筒力各分量套筒力各分量 刚度矩阵刚度矩阵刚度矩阵刚度矩阵 变形变形变形变形 阻尼矩阵阻尼矩阵阻尼矩阵阻尼矩阵 速度速度速度速度 预载预载预载预载 各量均在各量均在各量均在各量均在J markerJ marker坐标系中观察。坐标系中观察。坐标系中观察。坐标系中观察。套筒力的刚度、阻尼矩阵是对角阵套筒力的刚度、阻尼矩阵是对角阵套筒力的刚度、阻尼矩阵是对角阵套筒力的刚度、阻尼矩阵是对角阵。反作用力反作用力反作用力反作用力 F FJ J=-F=-Fi i,T TJ J=T=Ti i-XX F FiiCopyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24修改套筒力（修改套筒力（Bush）特性）特性Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24接触力接触力 Contact Forcen2 2维接触：平面几何元素的接触，如圆、平面曲线和点。维接触：平面几何元素的接触，如圆、平面曲线和点。n3 3维接触：维接触：实体之间的接触，如球、圆柱、闭合的壳体（实体之间的接触，如球、圆柱、闭合的壳体（ShellShell）、拉伸）、拉伸体和回转体等。体和回转体等。n2 2维与维与3 3维接触：除球与平面的接触以外，其余尚不考虑。维接触：除球与平面的接触以外，其余尚不考虑。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24Contact Force Algorithmsn基于恢复的接触基于恢复的接触（Restitution-based contactRestitution-based contact）：）：根据损失系数根据损失系数(penalty parameter)(penalty parameter)和恢复系数和恢复系数(coefficient of(coefficient of restitution)restitution)计算接触力，损失系数限于单向约束，并控制接触时的能量计算接触力，损失系数限于单向约束，并控制接触时的能量耗散。耗散。n基于冲击函数的接触基于冲击函数的接触（IMPACT-Function-Based ContactIMPACT-Function-Based Contact）：根据根据ADAMS ADAMS 函数库中的函数库中的 IMPACTIMPACT函数计算接触力。基本上是按非线性弹簧函数计算接触力。基本上是按非线性弹簧-阻尼器建模。阻尼器建模。在在ADAMS 12ADAMS 12版已取消了这部分。版已取消了这部分。Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24接触力的标记接触力的标记Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24STEP 函数函数STEP(q,q1,f1,q2,f2)where:nq-Independent variable q1-Initial value for qnf1-Initial value for f q2-Final value for qnf2-Final value for f Note:q1 q0 FIMPACT Off if q q0 FIMPACT On单边与双边冲击力单边与双边冲击力Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24单边冲击力单边冲击力FIMPACT=Copyright IDS Prof.Scheer GmbH,3月-24单边冲击力单边冲击力