MSC.Adams_Th_El-да

ее указатель в поле окна). Запятая, разделяющая имена шарниров, будет добавлена ADAMS/View автоматически.

6.В окне текстового ввода Common Velocity Marker ввести или изменить имя маркера в точке контакта частей (точка должна формально принадлежать несущему телу, но не обязана быть расположена в границах геометрического его образа). Необходимо убедиться в том, что ось z маркера скорости указывает в направлении движения зуба, находящегося в контактной паре. Если маркер на несущем теле еще не создан, то можно, нажав правую кнопку мыши в окне Common Velocity Marker, выбрать w.

7.Выберите OK.

8. Базовый набор обобщенных сил и методы задания сил в ADAMS/View

Силы используются для моделирования взаимодействия между теламичастями. Библиотека ADAMS/View содержит набор силовых факторов и задает правила их задания и доопределения. Сила может быть традиционной мерой воздействия в точке (Force) в терминах пакета она может называться поступательной (translational), сосредоточенным моментом (Torque) "вращательная сила" (rotational), шестикомпонентным объектом, объединяющим в себе силу и момент.

8.1. Силы

Силы определяют воздействия на тела системы. Некоторые силы могут препятствовать движению, некоторые наоборот способствовать ему.

ADAMS/View поддерживает следующие типы сил:

Прикладываемые силы (Applied forces) силы, описывающие воздействие на тела. Прикладываемые силы – понятие довольно общее, поэтому поведение каждой из них нужно описывать, определяя ее величину через значение константы, выражение, задаваемое средствами ADAMS/View, или подпрограммами с ним связанными.

Гибкие соединения (Flexible connectors)– препятствующие движению. Более просты в определении, чем прикладываемые силы, т.к. для них нужно только определить коэффициенты. К таким силам относятся балки, втулки, сжимающиеся и скручивающиеся пружины определяющие эластичные связи.

Специальные силы (Special forces) – часто встречающиеся силы, такие как сила трения или сила гравитации.

Контакты (Contact) – определяют взаимодействие частей модели при пересечении ограничивающих тела поверхностей.

Как определяются силы в ADAMS/View

Для каждой силы, определяемой в ADAMS/View, задается:

Вид силы: является ли воздействие силой или моментом; К какому телу системы сила (момент) приложена;

К какой точке или точкам приложена сила; Величина и направление силы.

Задание величины силы

При задании значения силы возможны 2 варианта: либо задать одно значений результирующей силы и её направление, либо разложить на 3 составляющие, соответствующие координатным осям.

В ADAMS/View значение силы можно задать следующими способами:

Если в окне создания силы ввести значения коэффициентов демпфирования и жесткости, ADAMS/View автоматически сделает значение силы пропорциональной расстоянию и скорости между точками. Введенные константы определяют константы пропорциональности. Коэффициенты определяются для упругих соединений, таких как пружины, но могут также определяться и для прикладываемых сил. Задать выражение, используя библиотеку встроенных функций ADAMS/View. Можно определить выражения для всех типов прикладываемых сил, используя встроенные функции:

oФункции вычисления смещения, скорости, ускорения, которые позволяют силе быть связанной с движением точек или частей системы.

oФункции вычисления силы, которые позволяют определить зависимости сил друг от друга. Примером может послужить сухое трение, которое пропорционально нормальной силе между

двумя телами.

oМатематические функции, такие как sin, cos, ряды, полиному, и т.д.

oСплайновые функции, которые определяют зависимость силы от данных, сохраненных в поисковых таблицах. Примером являются статические характеристики двигателя (моментскорость).

oФункции вычисления контактного воздействия, которые определяют действие силы только как сжатие/растяжение при контакте тел друг с другом.

oВвод параметров, которые определяются пользовательскими функциями; описываются для любых типов прикладываемых сил. Можно например задать зависимость коэффициента жесткости от деформации, чтобы определить нелинейную силу между двумя элементами.

Определение направления силы.

Определение направления возможно двумя путями:

В соответствии с одной или более осей координатной системы; Вдоль «видимой линии» между двумя точками.

Если сила остается фиксированной относительно какой-то части модели, движущейся, или части основания (ground), тогда для ее определения можно использовать одну компоненту вектора, задав значение и направление (следящая или фиксированная сила).

Если есть 2 или больше сил, которые являются перпендикулярными друг другу, то их можно определить либо каждую отдельно, либо одним вектором, либо многосоставным вектором, каждая составляющая которого

– определяет силу.

Если направление, по которому определяется сила, описывается прямой между двумя точками и постоянно изменяется в течение моделирования, то можно всего лишь задать направление и величину силы.

При определении сил, ADAMS/View предложит вам иконку для определения точек приложения силы, которые позволяют осуществить привязку всего несколькими щелчками мыши.

Построение прикладываемых сил

Прикладываемые силы, это задаваемые силы, описывающие нагрузку и реакции некоторых связей. В инструментальном окне Forces ADAMS/View имеется доступ к библиотеке прикладываемых сил.

Прикладываемые силы могут иметь 1, 3 или 6 компонентов (3 поступательные, 3 вращательные).

При создании силы, определяются части, к которым применяется сила, ее направление. Первое тело – тело, на которое действует сила, второе – со стороны которого действует сила (противодействие).

Характеристики, определяющие размер силы:

Постоянные силы (Constant force)

Торсионные или прямолинейные пружины-демпферы (Bushingor spring-like)

Определяемые (Custom) – описываются какими-либо функциями, или их комбинацией.

Создание однокомпонентной силы

Для создания однокомпонентной силы:

1. Из Create Forces стека инструментов или палитры, выбрать один из пунктов:

создать однокомпонентную силу.

создать однокомпонентный момент. 2. В окнах установки, указать:

Число частей и способ приложения сил. Можно выбрать следующее:

Space Fixed (Фиксированное в пространстве (мертвая сила)) Body Moving (Движущаяся с телом (следящая сила))

Two Bodies (Приложенная между телами)

Способ задания ориентации силы (момента). Можно выбрать:

Normal to Grid – Позволяет ориентировать силу нормально к текущей рабочей сетке или экрану.

Pick Feature – Позволяет направить силу вдоль вектора направления ребра или нормально к поверхности части.

Характеристики силы. Можно выбрать следующее:

•Constant force/torque – Выбрать force или torque и оставить зна-

чение по умолчанию.

•Spring-Damper – Ввести жесткость и коэффициент демпфирования и позволить ADAMS/View создать выражение для линейного демпфирования и жесткости. (Не доступно при использовании Main toolbar для доступа к силовому инструменту.)

•Custom - ADAMS/View не устанавливает ни какие значения, создавая нулевую силу. После создания силы можно модифицировать ее, вводя выражение или параметры для пользовательской (user-written) процедуры (subroutine), которая должна быть прилинкована к

ADAMS/View.

3. В зависимости от вида создаваемой однокомпонентной «силы» :

Для силы выбрать тело воздействия (action body). Если выбрана сила между двумя телами, указать второе тело (part) и затем точки приложения, указав первой точку на первом теле (action body).

4. Если выбрана ориентацию силы вдоль вектора направления, то перемещая курсор по модели до нахождения стрелки подходящего направления, при нахождении таковой нажать левую кнопку мыши.

8.2.Построение гибких соединений.

Вотличие от жестких соединений, гибкие соединения не ограничивают движения и поэтому не добавляют/не удаляют степеней свободы. Однако они влияют на движение соединенных элементов. Такие силы являются пропорциональными смещению и коэффициенту смещения между двумя частями соответственно.

Работа со втулкой (Bushing):

Линейная сила, которая представляет силы, действующие между частями на расстоянии. Сцепление применяет силу и вращающий момент. Для определения используется 6 компонент (Fx, Fy, Fz, Tx, Ty, Tz).

Работа с прямолинейной пружиной-демпфером.

Пружина определяет силы, действующие между частями по определенному правилу и в определенном направлении. Пользователь определяет место положения, ADAMS/Viewer создает линейную вязко-упругую силу, основанные на расстоянии между частями.

Работа с торсионной пружиной

Определяет торсионную пружину мeжду двумя частями. Вращательное действие, прилагаемое к первому выбранному вами телу и равное по величине, но обратное по направлению движение ко второй части, называемое реакцией.

8.3. Контактные силы

Контактные силы позволяют моделировать взаимодействие свободно движущихся тел при столкновениях. Контакты сгруппированы в две категории:

Двумерные контакты, которые включают двумерные взаимодействия между плоскими геометрическими элементами (например, окружность, кривая и точка).

Трехмерные контакты содержат взаимодействия между твердыми телами (например, цилиндры, замкнутые оболочки, профили и тела вращения).

Замечание: В настоящее время невозможно моделирование контакта между двумерными и трехмерными геометриями, за исключением сфера-

плоскость (sphere-to-plane contact).

Последовательность создания и использования контактных сил разъяснена в следующих пунктах:

Алгоритмы контактных сил (Contact Force Algorithms) Поддерживаемые геометрии и контакты (Supported Geometry in Contacts)

Создание контактных сил (Creating Contact Forces)

Более подробно теоретические основы контактных сил рассмотрены в описании оператора CONTACT в руководстве, Using ADAMS/Solver.

Алгоритмы контактных сил

Контактные силы используют два алгоритма для вычисления нормальной реакции:

Контакт на основе коэффициента восстановления (Restitution-based contact) – В этом методе, ADAMS/Solver, вычисляет контактную силу исходя из параметра штрафа и коэффициента восстановления. Параметр штрафа активизирует одностороннюю связь, а коэффициент восстановления управляет энергией диссипации при контакте.

Контакт основанный на ударной функции (IMPACT-Function-Based Contact) – В этом методе, ADAMS/Solver вычисляет контактную силу, используя функцию IMPACT, имеющуюся в библиотеке функций ADAMS. Силы по существу моделируются нелинейной пружиной-демпфером.

Замечание об особенностях моделирования контактов

Если Вы замечаете, что энергия рассеивается во время контакта, обратите внимание на следующее:

Метод ударной функции (Impact method) – Трехмерный контакт с нулевым демпфированием может проявлять некоторую диссипацию энергии.

Это проявление численной диссипации алгоритма интегрирования. Для уменьшения диссипации необходимо уменьшить шаг интегрирования или увеличить точность (уменьшить верхнюю границу погрешности).

Метод восстановления (Restitution method) – При описании трехмер-

ного контакта с использованием коэффициента восстановления устанавливается желаемое сохранение энергии. Если Вы замечаете некоторую диссипацию, попробуйте активизировать опцию Augmented Lagrangian или увеличить параметр штрафа PENALTY. Выбор большого значения параметра штрафа PENALTY приведет к более точному выполнению контактного ограничения. В случае прерывистого контакта и коэффициенте восстановления равном 1 большее значение параметра штрафа, приведет к более точном выполнению сохранения импульса в течении удара.

Аргумент PENALTY аналогичен жесткости в функции IMPACT. Чем больше жесткость, тем меньше проникновение.

Создание контактных сил (Creating Contact Forces)

Для создания контактной силы:

1 Из Force стека инструментов или палитры, выберите инструмент Contact Force.

Появиться диалоговое окно Create Contact.

2 Введите значения в диалоговом окне как объяснено в Таблице 8.1 и нажмите кнопку OK.

Замечание: Вы можете изменить направление силы для некоторых геометрий (например, окружность, кривая и сфера), выделяя Change Direction инструмент.

Таблица 8.1. Опции контактной силы

Stiffness – указывает жесткость материала которая должна использоваться для модели удара.

В общем, чем больше Stiffness, тем более жестко или твердо тело в контакте.

Damping – Введите значение, чтобы задать демпфирующее свойства контактирующих материалов. Хорошее правило «бегунка» – коэффициент демпфирования

примерно один процент от коэффициента жесткости. Damping Penetration – Введите значение для опреде-

ления проникновения, при котором ADAMS/Solver включает полное демпфирование. ADAMS/Solver использует кубическую функцию STEP для увеличения коэффици-

ента демпфирования от нуля, при нулевом проникнове-

нии, до полного демпфирования при достижении значе-

ния, установленного параметром. Подходящее значение для этого параметра – 0.01 mm. Для более подробной информации см. описание IMPACT функции на стр. 582

руководства, Using ADAMS/Solver.

Force Exponent - ADAMS/Solver моделирует нормаль-

ную силу как нелинейную пружину-демпфер. Если проникновение демпфирования – мгновенное проникновение между контактирующими геометриями, ADAMS/Solver вычисляет вклад жесткости материала в

мгновенную нормальную силу: