ADAMS產(chǎn)品開發(fā)設計論文范文

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1adams虛擬樣機技術

1．1測試初始模型

通過作用在操作手柄上端80N的力來產(chǎn)生至少800N的夾緊力，來對該機構進行一次動態(tài)仿真。當D處于F和C的連線時，夾緊力達到最大值。通過測量角度來反映手柄壓下的行程，彈簧掛鎖鎖緊時，手柄需要壓過鎖緊點位置，從而保證掛鎖處于自鎖狀態(tài)。借助傳感器使該角度在不小于0°時仿真停止，再進行一次動態(tài)仿真來測量彈簧力和角度的變化值，仿真結果如圖3所示。

1．2檢測測試結果

下面調入物理樣機試驗數(shù)據(jù)，將模擬仿真結果與物理樣機試驗數(shù)據(jù)對照比較，如圖4所示。驗證了所設計方案的可行性。

1．3虛擬樣機模型參數(shù)化的優(yōu)化

a)參數(shù)化模型本文的虛擬樣機模型是依附于設計點建立的，因此采用參數(shù)化點坐標的方法。將設計點的坐標參數(shù)化，可以自動地修改與設計點有關的對象，并利用這些點產(chǎn)生新的構件，當這些設計點的參數(shù)改變時，與其相關聯(lián)的幾何形體也將自動更新，得到新的虛擬樣機模型，故通過將點的坐標參數(shù)化可以實現(xiàn)彈簧掛鎖機構模型的參數(shù)化［5］。本文將設計點POINT－1作為原點，其參數(shù)值不變，對設計點POINT－2一POINT－6的橫坐標和縱坐標進行參數(shù)化處理，創(chuàng)建設計變量DV－1～DV－10。b)優(yōu)化設計優(yōu)化分析是ADAMS/View提供的一種高級參數(shù)化計算、分析工具，在設定的變化范圍內，通過分析程序自動地調整設計變量，求取最佳設計。樣機優(yōu)化設計方法有2種:1)同時考慮各個設計變量，進行仿真分析，得出優(yōu)化結果，這種方法在設計變量較少時適用;2)先分別對每個設計變量進行優(yōu)化靈敏度分析，選取靈敏度最高，即對設計影響最大的幾個變量進行調整，得出優(yōu)化結果，該方法在設計變量較多時適用［6］。本文采用2)方法，優(yōu)化目標是使彈簧掛鎖機構夾緊力達到最大。為了對虛擬樣機模型進行細化處理，需要創(chuàng)建設計變量，并對設計變量值進行設計。用設計變量代替虛擬樣機模型中設計點的x和y坐標值。但為了保證機構的封閉性要求，保留手柄端點point－4坐標值為常數(shù)。

1．4虛擬樣機模型設計研究

為快速地獲得虛擬樣機的改善模型，在滿足手柄能通過死點的條件下，需要對一些點進行設計方案研究，從中找出一種較優(yōu)的方案使夾緊力最大，同時可以迅速確定設計變量的取值范圍。同理，在其余變量保持恒定的基礎上，分別對每一個變量進行設計研究，以直觀比較系統(tǒng)模型針對各個設計變量的靈敏度，結果見表1，其中敏感度定義為彈簧力相對變量的斜率。優(yōu)化設計過程中，必不可少的重要環(huán)節(jié)就是評估系統(tǒng)模型針對不同設計變量的靈敏度，而靈敏度對最優(yōu)化設計時設計變量的選擇起到至關重要的作用。通過參數(shù)化可以迅速分析得知哪些設計變量對目標函數(shù)影響較大，哪些設計變量對目標函數(shù)影響較小，選擇影響較大的設計變量作為目標函數(shù)的設計變量進行優(yōu)化設計［7］。在本機構中，DV－4、DV－6和DV－8的敏感度最大，那么這3個變量對該目標函數(shù)的影響最大，在接下來的優(yōu)化設計中將選擇這3個變量作為主要目標函數(shù)的設計變量進行優(yōu)化設計。1．8虛擬樣機模型優(yōu)化設計通過對DV－4、DV－6和DV－8的變量初始值，即設計點的相關坐標進行微調，觀察比較微調前后目標函數(shù)的變化，驗證結果顯示設計模型能夠滿足優(yōu)化設計的要求，使彈簧掛鎖機構夾緊力達到最大，達到本次優(yōu)化設計目標。

2結語

利用ADAMS建立虛擬樣機模型并進行仿真優(yōu)化設計是一種簡便直觀的方法，既省去了建立機構參數(shù)與目標函數(shù)之間關系式和編程復雜程序的耗時工作，使復雜機械結構的優(yōu)化設計變得簡便易行，又提高了優(yōu)化效率，簡化了產(chǎn)品的設計過程，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，從而降低了產(chǎn)品的制造成本，為現(xiàn)代產(chǎn)品的設計提供了一種新思路。

作者：蔣新雅王金龍單位：四川大學