ADAMS懸置系統(tǒng)建模培訓(xùn)教程ppt課件

ADAMS發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)建模培訓(xùn),1/14/2011,1,一、坐標(biāo)系的概念,發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系OeXeYeZe以曲軸中心線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)后端面(RFB)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)Oe;Xe軸平行于曲軸中心線(xiàn),指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端;Ze軸平行與氣缸線(xiàn),指向缸蓋;Ye根據(jù)右手定則確定,應(yīng)與氣缸中心線(xiàn)所在的中心面垂直,指向發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)(從變速箱端向皮帶輪端看).質(zhì)心坐標(biāo)系OcXcYcZc坐標(biāo)原點(diǎn)位于質(zhì)心原點(diǎn)Oc;與發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系OeXeYeZe各軸對(duì)應(yīng)平行且方向相同的坐標(biāo)系為動(dòng)力總成質(zhì)心坐標(biāo)系.整車(chē)坐標(biāo)系OvXvYvZv主機(jī)廠不同,定義各不相同,視具體情況而定.,2,一、ADAMS坐標(biāo)系的概念,ADAMS的坐標(biāo)系：ADAMS/View允許Cartesian（直角）、Cylindrical（圓柱）、Spherical（球）三種坐標(biāo)系，默認(rèn)情況下為直角坐標(biāo)系。ADAMS在坐標(biāo)系的運(yùn)用上總共有三種形式:a全局坐標(biāo)系也就是絕對(duì)坐標(biāo)系，固定在地面（GroundPart）上，是ADAMS中所有零件的位置、方向、速度的度量基準(zhǔn)坐標(biāo)系。b零件的局部坐標(biāo)系也稱(chēng)零件坐標(biāo)系。在建立零件的同時(shí)產(chǎn)生，隨零件一起運(yùn)動(dòng)，它在全局坐標(biāo)系中的位置和方向決定了零件在全局坐標(biāo)系中的位置和方向。c標(biāo)記可以把標(biāo)記分為固定標(biāo)記和浮動(dòng)標(biāo)記兩類(lèi)。固定標(biāo)記相對(duì)零件靜止，可用于定義零件的形狀、質(zhì)心位置、作用與約束的位置與方向等。浮動(dòng)標(biāo)記相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)，某些情況下要借助浮動(dòng)坐標(biāo)系來(lái)定義作用與約束,3,二、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換,坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在UG中的步驟：1、整車(chē)坐標(biāo)系向發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)幾次使用如下命令，即可把整車(chē)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系2、通過(guò)畫(huà)線(xiàn)獲得質(zhì)心位置后采用命令1即可轉(zhuǎn)換到質(zhì)心坐標(biāo)系,整車(chē)坐標(biāo)系,命令2,命令3,發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系,4,三、發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)化模型建立及導(dǎo)入,一、利用ADAMS自帶的工具條來(lái)建模,二、用UG建模后導(dǎo)入,5,三、懸置硬點(diǎn)確定,一、懸置硬點(diǎn)（彈性中心）的確定,襯套類(lèi)：彈性中心為產(chǎn)品內(nèi)骨架芯軸的中點(diǎn)。液壓懸置類(lèi)：骨架上平面的中點(diǎn)。塊狀懸置類(lèi)：上骨架和橡膠的接觸面的中點(diǎn)。V形塊狀懸置類(lèi)：左邊方型塊的中點(diǎn)的延長(zhǎng)線(xiàn)與右邊方型塊的中點(diǎn)的延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)即為A點(diǎn).彈性中心的在A點(diǎn)下面,但具體下多少并沒(méi)有具體的尺寸規(guī)定,可以按2-5毫米來(lái)計(jì)算.,6,四、POINT點(diǎn)及MARK點(diǎn)區(qū)別,Marker具有獨(dú)立方向性隨物件加入而產(chǎn)生格式:Part_1.Mar_1個(gè)別x,y,z座標(biāo)值Part_1.Mar_1.location1-Xvalue,一、POINT和MARK的區(qū)別,Point不具有獨(dú)立方向性(依據(jù)物件的CM之投影)不隨物件加入而產(chǎn)生格式:Part_1.Point_1通常用來(lái)作為幾何參數(shù)化的控制點(diǎn)或預(yù)先定義於空間中的定位點(diǎn)利用TableBuilder來(lái)產(chǎn)生變數(shù)(Variables),7,四、PONIT點(diǎn)及MARK點(diǎn)建立,一、根據(jù)獲得的硬點(diǎn)坐標(biāo)可以在ADAMS中建立相應(yīng)得點(diǎn)，點(diǎn)的坐標(biāo)可以隨意更改,二、在PONIT點(diǎn)的基礎(chǔ)上添加MARKER點(diǎn)，即得到了懸置的硬點(diǎn)位置，該MARK點(diǎn)的位置將根據(jù)PONIT位置而變化,8,四、動(dòng)力總成參數(shù)轉(zhuǎn)換,在UG中取四個(gè)點(diǎn)，在ADAMS中做一個(gè)MARKER，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際擺角和偏角數(shù)據(jù)。,9,四、動(dòng)力總成參數(shù)輸入,初始建模時(shí)，修改質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積對(duì)話(huà)框中，有一項(xiàng)InertiaReferenceMarker，此項(xiàng)的含義是當(dāng)前輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積是相對(duì)于哪個(gè)Marker坐標(biāo)系標(biāo)定的，在此我們可以依據(jù)提供的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。,10,四、動(dòng)力總成參數(shù)輸入,初始建模時(shí)，修改質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積對(duì)話(huà)框中，有一項(xiàng)InertiaReferenceMarker，此項(xiàng)的含義是當(dāng)前輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積是相對(duì)于哪個(gè)Marker坐標(biāo)系標(biāo)定的，在此我們可以依據(jù)提供的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。,11,五、BUSHING建立,在MARKER點(diǎn)上添加BUSHING,BUSHING上的坐標(biāo)系是局部坐標(biāo)系，通過(guò)調(diào)整BUSHING上MARKER點(diǎn)的方向即可對(duì)方向進(jìn)行調(diào)整。BUSHING的顯示大小可以通過(guò)appearance來(lái)調(diào)整,剛度數(shù)據(jù)的輸入，一般認(rèn)為阻尼和扭轉(zhuǎn)剛度都為零。,12,六、重力工況下仿真及數(shù)據(jù)分析,重力工況下的仿真是指在僅有重力情況下作一個(gè)動(dòng)平衡的模擬，可以獲得懸置點(diǎn)的受力及變形數(shù)據(jù)，用于懸置初始設(shè)計(jì)。具體操作見(jiàn)下圖：,做完仿真后可以通過(guò)以下方式讀出力、位移及轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)：,13,六、重力工況下仿真及數(shù)據(jù)分析,做一個(gè)振動(dòng)分析仿真后可以讀取懸置系統(tǒng)的模態(tài)及能量解耦情況：,六階模態(tài)的讀取,解耦率情況的讀取,14,七、參變量設(shè)置,參變量的設(shè)定見(jiàn)下圖所示，一般懸置分析時(shí)可以以剛度、角度以及懸置位置為變量。另外頻率以及解耦率也可以作為變量,15,七、參變量設(shè)置,能量參變量Rxx,Z的設(shè)置方法見(jiàn)右圖：,16,七、優(yōu)化方法介紹,1.采用Adams/ViewAdams/Vibration進(jìn)行動(dòng)剛度匹配比較直觀易用。在建立完成分析模型后，首先應(yīng)將各懸置點(diǎn)三向動(dòng)剛度參數(shù)化，如右圖所示。每個(gè)方向動(dòng)剛度的設(shè)計(jì)變動(dòng)范圍應(yīng)根據(jù)2、中對(duì)于懸置類(lèi)型的介紹而設(shè)定。這樣做對(duì)于縮小優(yōu)化范圍、更有效的獲得合理結(jié)果是必要的。依據(jù)現(xiàn)有的很多匹配經(jīng)驗(yàn)，有效的優(yōu)化過(guò)程看按照下述方式進(jìn)行：）首先將向和RXX向的解耦作為最初的優(yōu)化目標(biāo)。向和RXX向能量最大出現(xiàn)的階數(shù)是不定的，可按照這樣的規(guī)則進(jìn)行分配，盡量不使向能量最大出現(xiàn)在第一階，RXX向能量最大出現(xiàn)在第六階。這樣合適的階數(shù)分配如下：Z（）RXX（）/（），（）RXX（）。一般保證向能量最大出現(xiàn)在第三階而RXX向能量最大出現(xiàn)在第階較易實(shí)現(xiàn)，可作為首先方案。若有特定要求，必須使某向能量最大出現(xiàn)某階，則以上規(guī)則可不作考慮。）一般情況下，動(dòng)力總成的六階固有頻率隨剛度的變動(dòng)不敏感，若最初方案表明第一階和第六階固有頻率均處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，則此后為了提高某向能量而進(jìn)行的剛度微小變動(dòng)一般不會(huì)導(dǎo)致固有頻率超出設(shè)計(jì)范圍。因此優(yōu)化的最初不必太多關(guān)心頻率的分布情況，除非固有頻率超出設(shè)計(jì)范圍。）采用多參量多目標(biāo)優(yōu)化方式不是一個(gè)明智的方法，根本原因是由于解耦隨剛度變動(dòng)的劇烈敏感性導(dǎo)致響應(yīng)曲面擬合的困難所致。簡(jiǎn)單有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法如下：,17,八、優(yōu)化方法介紹,如下圖所示，使用菜單SimulateDesignEvaluationTools工具中的DesignStudy同時(shí)優(yōu)化向和RXX的解耦，在DesignVariable中分別考察各個(gè)動(dòng)剛度變動(dòng)時(shí)兩向解耦的最大值，在DefaultLevels中設(shè)置較大的值是非常有效的。建議采用100200，而不是默認(rèn)的5。這種優(yōu)化方法可以逐個(gè)確定每個(gè)方向動(dòng)剛度的初始優(yōu)化方案，實(shí)際證明相當(dāng)有效。所有以上完成后，再按照同樣方式逐個(gè)考察其余四個(gè)方向的解耦與各向動(dòng)剛度的關(guān)系并做出適當(dāng)?shù)男拚?，最后查看頻率分布情況。一般經(jīng)過(guò)不大的工作量即可完成整個(gè)動(dòng)剛度的匹配工作。在整個(gè)動(dòng)剛度匹配過(guò)程中，一些方向上的動(dòng)剛度量值要做適當(dāng)?shù)目刂疲热缱笥覒抑肸向剛度一般較大，某些懸置某兩向剛度相等，某些懸置三向剛度比例不變等等，這些都是可以非常容易的實(shí)現(xiàn)的。,18,七、非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)及處理,動(dòng)剛度匹配完成之后，初始的動(dòng)靜剛度轉(zhuǎn)換暫按照以下規(guī)律：純膠懸置動(dòng)靜比為1.4，液壓懸置動(dòng)靜比也暫按1.4定。初始得出的懸置靜剛度一般即為懸置在測(cè)試時(shí)未撞擊到限位塊前的靜剛度。,在靜剛度的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出懸置三向非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)，如下圖：,19,七、非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)及處理,非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)出來(lái)以后，需要借助其他工具進(jìn)行擬合以后才能導(dǎo)入到ADAMS中進(jìn)行28種工況計(jì)算。曲線(xiàn)擬合可以采用matlab曲線(xiàn)擬合功能實(shí)現(xiàn)。擬合過(guò)程如下：1、輸入位移和力到matlab中，打開(kāi)cftool工具欄，利用FITTING中的SmoothingSpline擬合出曲線(xiàn),20,七、非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)及處理,2、也可以用另一種方法擬合，然后再插值,21,七、非線(xiàn)性剛度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)及處理,2、由于原來(lái)點(diǎn)不夠，無(wú)法進(jìn)行高階擬合，需要增加點(diǎn)，這時(shí)需要進(jìn)行插值獲取更多的點(diǎn)，仍然利用MATLAB中的CFTOOL功能，此時(shí)可以進(jìn)行9階擬合了獲得的公式可以代入ADAMS中進(jìn)行工況計(jì)算了,LinearmodelPoly9:f(x)=p1*x9+p2*x8+p3*x7+p4*x6+p5*x5+p6*x4+p7*x3+p8*x2+p9*x+p10Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-2.588e-007(-2.588e-007,-2.588e-007)p2=-6.858e-021(-2.165e-018,2.152e-018)p3=0.0001449(0.0001449,0.0001449)p4=1.866e-018(-7.463e-016,7.5e-016)p5=-0.01272(-0.01272,-0.01272)p6=-1.289e-016(-7.96e-014,7.935e-014)p7=0.5911(0.5911,0.5911)p8=1