第5章 ADAMS/View
束是刚性的。在ADAMS/View中，有以下几类连接元素：线性弹簧阻尼器、扭转弹簧阻尼器、衬套、无质量梁、场力。限于篇幅，本节主要介绍线性弹簧和衬套两类柔性连接。 1. 线性弹簧阻尼器 （1）线性弹簧简介
线性弹簧阻尼器作用在有一定距离的两部件上，选择第一个部件为作用部件，第二个部件为反作用部件，施加在两个部件上的力分别为作用力和反作用力，两者大小相等，方向相反。
线性弹簧阻尼器的力学模型如图5-39所示， ADAMS/Solver通过下式计算弹簧力F：
图5-39 线性弹簧阻尼器力学模型
F??C?dR?K(R?R0)?F0 （5-1） dt式中，C粘滞阻尼系数；
K为弹簧刚性系数；
注：K和C为线性弹簧阻尼器最重要的两个参数； R为弹簧两端的相对位移；
dR/dt为弹簧两端的相对速度；
R0为弹簧两端的初始相对位移；
F0弹簧的预作用力。
从公式中可以看出，当C?0时，弹簧阻尼器变为一个没有阻尼的纯弹簧。当K?0时，弹簧阻尼器变为一个纯阻尼器。
（2）创建线性弹簧
a、在创建力子工具箱(图5-33)，选择快捷图标
。或者在创建力对话框（图5-34）选择。
b、在主工具箱下面出现设置对话框（图5-40），可以选择设置K和C，在编辑框中输入数值。
c、根据ADAMS/View的状态栏提示，选择第一个部件为作用力部件，然后再选择第二个部件为反作用力部件。
（3）修改线性弹簧
a、将鼠标移至弹簧上，单击右键，在弹出菜单中选择需要修改的弹簧名，在其子菜单中选择Modify。如图5-41；
b、选择Modify后，弹出修改对话框图5-42，其中各部分说明如下： Name：名字编辑框。在此可以修改名字；
Action Body：作用力部件。为选择的第一个部件；在此可以修改其他部件；
Reaction Body：反作用力部件。为选择的第二个部件，在此可以修改为其他部件；
Stiffness and Damping：弹簧刚度和阻尼系数选择。在下面的两个下拉菜单中各有三个选项，含义基本相同。No Stiffness（Damping）：没有刚度（阻尼）；Stiffness （Damping）coefficient：表示输入刚度（阻尼）系数；Spline：F＝f(delo)(Spline：F＝f（velo）)：表示通过样条曲线来定义刚度（阻尼）系数。
机械系统动力学分析及ADAMS应用
Preload：弹簧的预载荷；在其下面有下拉菜单。两个选项，一是Default length，表示长度为采用弹簧阻尼器时的自然长度；第二个是Length at preload，表示弹簧的长度是在预载荷下的长度，用户可以输入长度值。
Spring（Damping）Graphics：弹簧（阻尼器）图形显示。有三个选项，Always On，表示图形总是显示出来；Always Off，表示图形不显示；On，If Stiffness（Damping）specified，表示假如定义了刚度（阻尼）就显示。
Force Display：力图形显示。下拉菜单有四个选项，None，表示不显示图形；On Action Body：只显示作用在第一个部件上的力；On Reaction Body，只显示作用在第二个部件上的力，Both，表示显示作用在两个部件上的力；
点击左下部的图标按钮
，修改弹簧位置；点击图标按钮
，可以为弹簧定义测量。
图5-40设置对话框 图5-41 选择修改弹簧命令
图5-42 修改拉压弹簧阻尼器对话框
3. 线性衬套
(1) 线性衬套简介
线性衬套在柔性连接类中是一个非常重要元素。衬套连接两个部件，并对这两个部件施加线性力。通过定义三个分量上的力和力矩(Fx,Fy,Fz,Tx,Ty,Tz)的方式来定义衬套。
定义衬套时，需要相互作用的两个部件作用点上建立两个标架（Marker），在第一个部件和第二个部件上建立的标架分别称为I标架和J标架。其力学模型如图5-43所示。
第5章 ADAMS/View 图5-43衬套力力学模型
下面给出衬套力的计算公式（式5-2），该公式说明了线性衬套依靠作用部件上的I标架相对于反作用部件上的J标架的位移和速度是如何向作用部件施加力和力矩的。
（5-2）
式中，F,T表示力和力矩；
X,Y,Z,a,b,c,Vx,Vy,Vz,?x,?y,?Z分别表示I,J标记之间的相对位移、转角、速度、角速度；K,C分别表
示刚度系数和阻尼系数；F1,F2,F3,T1,T2,T3分别表示力和力矩的初始值。
衬套力的反作用力按下式计算：
FJ??FI,TJ??TI???FI （5-3）
定义衬套力的时候，应该注意衬套力的方向。ADAMS/View要求，在a,b,c3个角度中，有2个角度应该是非常小的。一般，在3个转角中，至少有2个转角应该小于10°。如果a大于90°，b将无法确定。反之，如果b大于90°，a也将无法确定。只有c可以大于90°。
（2）创建线性衬套
a、在创建力子工具箱或创建力对话框选择衬套力快捷图标
。
b、在主工具箱下部活创建力对话框下部出现设置对话框，见图5-44。 Construction处各项的选择含义见表5-5；
Properties：可以为线性衬套定义刚度系数（K）、阻尼系数（C）、扭转刚度系数（KT）、扭转阻尼系数（CT）。用户根据需要选择；
c、根据状态栏提示选择，选择部件和定位方向、定位点；注意第一部件和第二部件的顺序。 （3）修改线性衬套
将鼠标移至衬套上，单击右键，在弹出菜单中选择需要修改的衬套名，在其子菜单中选择Modify。弹出如图5-45修改对话框；
在修改对话框中进行修改：
Name：名字编辑框。在此可以修改名字；
Action Body：作用力部件。为选择的第一个部件；在此可以修改其他部件；
机械系统动力学分析及ADAMS应用
Reaction Body：反作用力部件。为选择的第二个部件，在此可以修改为其他部件； Translation Properties：输入衬套的线性刚度、线性阻尼、线性预载荷三个分量上的值； Rotational Properties： 输入衬套的扭转刚度、扭转阻尼、扭转预载荷三个分量上的值；
Force Display：力图形显示。下拉菜单有四个选项，None，表示不显示图形；On Action Body：只显示作用在第一个部件上的力；On Reaction Body，只显示作用在第二个部件上的力，Both，表示显示作用在两个部件上的力；
点击左下部的图标按钮
，修改衬套位置；点击图标按钮
，可以为衬套定义测量。
图5-44 衬套参数设置对话框 图5-45 衬套修改对话框
5.5仿真分析
仿真分析是指把真实环境中的运动情况拿到电脑中进行模拟，获得必要的参数以帮助用户开发出物理原型，这样节省时间，提高效率，更关键的是节省了成本。
利用ADAMS/View可以对样机进行仿真分析，该样机即是用户已经建立好的模型。进行仿真之前，用户必须做好以下方面的工作：
a、确定仿真分析要求获得的输出。ADAMS/View提供了一些常用的默认输出，这些输出在进行仿真分析以后，会自动产生。ADAMS/View同时允许用户采用测量和指定输出的方式，自定义一些特殊的仿真输出。
b、检查初始条件是否正确，模型是否正确。
c、仿真分析控制参数的设置，例如：分析类型、时间、分析步长、分析精度等。
d、开始对样机进行仿真分析。在仿真分析过程中或许会出现意想不到的错误，用户可以根据消息窗口提示进行改进。
5.5.1 设置仿真分析输出
1. 仿真分析输出类型‘
在ADAMS里，有两类仿真分析输出。一类是系统默认的，另外一类是用户定义的。
（1） 系统默认的仿真输出主要是输出样机各个对象的基本信息及各个对象的分量信息。这些主要有： a、对象位置变化信息；
b、对象受力或者力矩的信息（包括其分量信息）；
c、对象的各种运动状态（包括X、Y、Z及三方向合成）信息，如（角）速度、（角）加速度等；