3.4　实例

本节通过齿轮接触分析、小车越障柔性连接和射击3个例子生动详细地介绍接触连接和柔性连接的创建及仿真。

3.4.1　实例一：齿轮接触分析

Step01　导入模型：启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择打开文件，单击确定（OK）按钮后系统弹出打开文件对话框，找到cha_03目录下的model_1_GRAR.bin文件并双击打开，如图3-11所示。

Step02　删除齿轮副：模型中的小齿轮（即主动齿轮）与地面之间用旋转副Joint_1连接，大齿轮即从动齿轮与地面之间用旋转副Joint_2连接，主动齿轮与从动齿轮之间有一个齿轮副GEAR_1，右击齿轮副，在弹出的菜单中选择删除（Delete）命令，删除齿轮副。

Step03　添加接触：单击ADAMS/View菜单栏中的力（Forces）按钮，选择接触，系统弹出接触编辑对话框，如图3-12所示。在对话框的接触类型（Contact Type）栏中选择实体对实体（Solid to Solid）。在I实体（I Solid）中右击，在弹出的菜单中选择选取（Pick）命令，再单击从动齿轮。在J实体（J Solid）中右击，在弹出的菜单中选择选取（Pick）命令，再单击主动齿轮。其余选项采用默认设置，如图3-13所示。单击确定（OK）按钮，完成接触的定义。

Step04　添加驱动：单击工具栏中的驱动按钮，系统弹出驱动设置对话框，在旋转速度（Rot Speed）对话框中输入360，单击Joint_1，在主动齿轮旋转副上创建转速为60 r/min的驱动，如图3-14所示。

Step05　运行仿真：模型设置好后，进行仿真。单击菜单栏中的仿真（Simulation），系统弹出仿真工具栏，在工具栏中单击仿真按钮，系统弹出仿真设置对话框，如图3-15所示。将终止时间设置为5.0s、步数设置为500步，单击开始仿真按钮，系统运行仿真。

Step06　查看仿真结果：仿真结束后，单击仿真右下角的后处理按钮，进入后处理。在右下部分模型（Model）中选择.model_1，在资源（Source）中选择对象（Objects），在对象（Objects）中选择+CONTACT_1，在特征中选择单元力（Element Force），在分量中选择Mag，最后选中浏览（Surf）。在窗口中显示接触力随时间的变化趋势，如图3-16所示。

3.4.2　实例二：小车越障柔性连接

Step01　建立新模型：启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择新建模型（New Model），系统弹出建立新模型对话框，如图3-17所示。在模型名称（Model Name）中给模型定义一个名字，输入.model_xiaoche，其余选项采用默认设置，单击确定（OK）按钮，进入ADAMS/View界面。

Step02　导入模型：单击文件（File），选择导入（Import）命令，系统弹出导入模型对话框，如图3-18所示。在文件类型（File Type）选项中选择Parasolid（*.xmt_txt，*.x_t，*.xmt_bin，*.x_b）。

在读取文件（File To Read）中双击，找到cha_03文件夹下的xiaoche_x_t文件，在文件类型（File Type）中选择ASCII，在模型名称（Model Name）中右击，选择模型（model）→推测（Guesses）→model_xiaoche，单击选中。单击确定（OK）按钮导入模型，如图3-19所示。

Step03　定义材料属性：导入模型之后，右击模型，选中Part：PART_7，在级联菜单中选中修改（Modify），弹出编辑材料属性对话框，如图3-20和图3-21所示。

在分类（Category）中选择质量特性（Mass Properties），在定义质量方式（Define Mass By）中选择几何形状和材料类型（Geometry and Material Type），在材料类型（Material Type）中右击，依次选择弹出的材料（Material）→推测（Guesses）→steel，单击应用（Apply）或确定（OK）按钮完成对PART7材料属性的定义。其他构件材料属性的定义与此类似，在此不再一一赘述。

Step04　定义重力加速度：右击重力加速度，选择修改（Modify）命令，将重力加速度定义为沿-Z方向。

Step05　创建约束：板（PART7）与地面（Ground）之间用固定副连接；在小车的四个轮子（PART2、PART3、PART4、PART5）与车体（PART8）之间创建旋转副，单击旋转副图标，选择轮子PART2。再选择车体PART8，此时ADAMS提示选择作用点，选择轮子PART2质心位置，移动鼠标，当鼠标指针指向X轴正方向时单击确定按钮，即可创建轮子与车体之间的旋转副，其他轮子与车体之间旋转副的创建与此一样。

Step06　创建碰撞：单击碰撞力按钮，系统弹出创建碰撞力对话框，如图3-22所示。在弹出的对话框中的I实体（I Solid）中右击，弹出接触实体（Contact Solid），选择选取（Pick）命令，将指针指向板（PART7），选中PART7，在J实体（J Solid（s））中右击，弹出接触实体（Contact Solid）。选择选取（Pick）命令，将指针指向轮子（PART2），选中PART2。单击摩擦力（Friction Force），在下拉列表中选择库仑（Coulomb），在静平移速度（Stiction Transition Vel）框中输入0.1，在摩擦平移速度（Friction Transition Vel）框中输入10，单击确定（OK）按钮完成接触CONTACT_1的创建，如图3-23所示。其他三个轮子与板之间的接触CONTACT_2、CONTACT_3、CONTACT_4与此类似。

Step07　创建柔性连接：定义车顶盖子（PART6）与车体（PART8）之间的柔性连接副为轴套力（Bushing），刚度K设置为1.0e8，阻尼C设置为0.2。具体操作是先单击轴套力（Bushing）连接副按钮，再在系统弹出的对话框中选择2个物体-1个位置（2 Bodies-1 Locations）、选取几何特性（Pick Geometry Feature），选中K并输入1.0e8，选中C并输入0.2。单击车顶盖子（PART6）将其选中，单击车体（PART8）将其选中，移动鼠标至车体质心位置单击，当鼠标箭头指向X轴正方向时，单击左键确定，创建柔性连接。

Step08　施加驱动：单击驱动按钮，系统弹出定义驱动对话框，如图3-24所示，在弹出的对话框中输入-3600，单击Joint_1创建左轮驱动，单击Joint_2创建右轮驱动。

Step09　施加初始速度：给小车施加初始速度，单击小车车体PART8，在弹出的选项中选择修改（Modify）命令，系统弹出编辑车体属性对话框，在对话框的分类（Category）下拉菜单中选择速度初始条件（Velocity Initial Conditions），在平移速度（Translational Velocity Along）下选中地面（Ground），同时选中Y轴（Y Axis）并在后面的框中输入-1000，单击确定（OK）按钮完成初始速度的施加，如图3-25所示。

Step10　仿真：单击仿真按钮，系统弹出仿真设置对话框，如图3-26所示。在终止时间（End Time）中输入0.7，在步数（Steps）中输入100，其他采用默认设置，单击开始仿真按钮，ADAMS开始仿真计算。

Step11　仿真回放：仿真结束后，单击回放按钮，查看仿真状态，看到小车在凹凸不平的板上颠簸前进。

3.4.3　实例三：射击

Step01　建立新模型。启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择新建模型（New Model），系统弹出建立新模型对话框，如图3-27所示。在模型名称（Model Name）中为模型定义一个名字，输入.model_shoot，其余选项采用默认设置，单击确定（OK）按钮，进入ADAMS/View界面。

Step02　建立圆柱。单击圆柱图标，系统弹出创建圆柱对话框，如图3-28所示。按照图3-28所示的参数对圆柱进行设置，单击界面，向左上方45°移动鼠标，然后单击完成圆柱体的创建，如图3-29所示。

Step03　建立枪筒。单击图标，使圆柱的圆柱面朝向桌面，然后单击图标，再单击圆柱，选择要掏空的目标，接着移动鼠标左键，选择孔的方向，最后右击，如图3-30所示。

Step04　建立子弹模型。单击图标，调整界面的视图，然后单击球体图标，系统弹出创建球体对话框，如图3-31所示，选中半径（Radius）并输入35mm，移动鼠标指针至枪筒的上端，单击完成球体的创建，如图3-32所示。

Step05　定义重力加速度。右击重力加速度，选择修改（Modify），将重力加速度定义为沿-Z方向。

Step06　创建固定副。单击固定副图标，系统弹出创建固定副对话框，采用默认设置，单击枪筒，然后单击地面（Ground），在枪筒（Pare_2）的MARKER_2点单击，完成固定副的创建。

Step07　创建碰撞。单击碰撞力按钮，系统弹出创建碰撞力对话框。在I实体（I Solid）中右击，弹出接触实体（Contact Solid），选择选取（Pick），将指针指向枪筒（PART_2）；选中PART_2，在J实体（J Solid）中右击，弹出接触实体（Contact Solid），选择选取（Pick），将指针指向子弹（PART_3），选中PART_3。单击摩擦力（Friction Force），在下拉列表中选择库仑（Coulomb），在静平移速度（Stiction Transition Vel）框中输入10，在摩擦平移速度（Friction Transition Vel）框中输入10，单击确定（OK）按钮完成接触CONTACT_1的创建，如图3-33所示。

Step08　创建枪栓。单击圆柱图标，系统弹出创建圆柱对话框，如图3-34所示。移动鼠标，单击枪筒的中心，然后移动鼠标沿枪筒方向单击，完成枪栓的创建。

Step09　创建碰撞。单击碰撞力按钮，系统弹出创建碰撞力对话框。在I实体（I Solid）中右击，弹出接触实体（Contact Solid），选择选取（Pick）命令，将指针指向枪栓（PART_4）；选中PART_4，在J实体（J Solid）中右击，弹出接触实体（Contact Solid），选择选取（Pick）命令，将指针指向子弹（PART_3），选中PART_3。单击摩擦力（Friction Force），在下拉列表中选择库仑（Coulomb），在静平移速度（Stiction Transition Vel）框中输入10，在摩擦平移速度（Friction Transition Vel）框中输入10，单击确定（OK）按钮完成接触CONTACT_2的创建，如图3-35所示。

Step10　创建弹簧。单击力（Force）菜单上的弹簧图标，单击枪筒的标记点（MARKER3），然后单击枪栓的中心点，完成弹簧的创建。双击弹簧，系统弹出修改弹簧对话框，在对话框中的刚度系数（Stiffness Coefficient）栏中输入42.0，在预载荷（Preload）栏中输入1.0E+04，单击确定（OK）按钮完成弹簧刚度和预载荷的定义，如图3-36所示。

Step11　施加滑动副。单击驱动按钮，系统弹出创建滑动副对话框，如图3-37所示，在弹出的对话框中采用默认设置，单击枪筒，然后单击枪栓，移动鼠标，在枪筒的质心位置单击，完成滑动副的创建。

Step12　仿真。单击仿真按钮，系统弹出仿真设置对话框，如图3-38所示。在终止时间（End Time）栏中输入0.2，在步数（Steps）栏中输入100，其他采用默认设置，单击开始仿真按钮，ADAMS开始仿真计算。

Step13　仿真回放。仿真结束后，单击回放按钮，查看仿真状态，可以看到子弹脱离枪筒射出的过程。

Step14　后处理。按键盘上的快捷键F8，进入后处理窗口。在窗口的左上角单击，从中选择绘图（Plotting），在界面的下方采取如图3-39所示的设置。

Step15　选中浏览（Surf），系统弹出枪筒底部固定副处所受的力矩随时间的变化曲线，如图3-40所示。

Step16　在界面的底部按照如图3-41所示进行设置，选中浏览（Surf），系统在界面上弹出如图3-42所示的曲线。

从图3-42可以看到枪栓在枪筒中运行时在3个坐标方向受力和力矩的变化趋势。在图3-42中，左端纵坐标代表枪栓受力，右端代表枪栓所受力矩。

Step17　查看枪栓与子弹之间的碰撞力。单击界面下方的设置对话框，进行如图3-43所示的设置。

Step18　选中浏览（Surf），系统弹出枪栓与子弹的碰撞力X向曲线图，如图3-44所示。从图3-44中可以看到枪栓与子弹在0.008s这一时刻接触，枪栓将子弹打出枪筒，枪栓与子弹之间的作用力与反作用力大小是8.3196N。