時(shí)間:2012-06-02 返回列表
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我們對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,其模型建立以及各個(gè)約束和驅(qū)動(dòng)的施加必須盡量與物理樣機(jī)的實(shí)際情況相吻合,才能保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
雖然ADAMS/View也提供建模功能,但其功能與PRO/E的三維建模功能相比差距很大,效率也不高,并且由于振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,所以要對(duì)其進(jìn)行完整的模型建立是比較困難的。而三維建模軟件PRO/E不僅僅有強(qiáng)大的三維建模功能,而且與AMADS有很好的接口模塊MechaniCal/PRO,可以確保模型準(zhǔn)確的導(dǎo)入到ADAMS/View中,利用PRO/E建模軟件和多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS相接合的辦法,可以獲得準(zhǔn)確、效率高的仿真結(jié)果。
AMADS/View主要將幾何體分為剛體和柔體,剛體是指在任何情況下都不會(huì)發(fā)生形狀變化的幾何體,而柔性體是指在力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形的幾何體,剛體和柔性體都具有質(zhì)量和慣性距,因此振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)模型屬于多剛體一柔體模型,即振動(dòng)篩的篩箱、激振器屬于剛體,而支撐裝置即彈簧屬于柔體。由于振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜,按照實(shí)際結(jié)構(gòu)建立模型很困難,比如鉚釘連接,軸承的連接等,這些構(gòu)件雖然對(duì)仿真的結(jié)果影響不大,但會(huì)增加很多約束,使模型的仿真變得相當(dāng)復(fù)雜。所以建立模型需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。
在PRO/E中振動(dòng)篩的篩箱的模型建立時(shí),忽略鉚釘、螺栓等連接件,令整個(gè)篩箱作為一個(gè)零件體,這個(gè)零件體包括側(cè)板、橫梁和加強(qiáng)筋及彈簧支撐梁。通過(guò)MeChaniCal/PRO接口模塊導(dǎo)入到ADAMS/View中,軟件會(huì)自動(dòng)求解出篩箱的質(zhì)心,質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
激振器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且是通過(guò)軸承與篩框連接,會(huì)給仿真運(yùn)算帶來(lái)很多約束,增加計(jì)算時(shí)間。
首先在PRO/E中建立單組偏心輪的三維圖形,利用該軟件進(jìn)行質(zhì)量屬性分析,可以獲得偏心輪的質(zhì)心位置,質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小,然后在A(yíng)MADS/view中,在每個(gè)側(cè)板上的兩個(gè)激振器安裝座的軸心為Marker點(diǎn),建立2個(gè)Link構(gòu)件,其Marker點(diǎn)可以代替軸承座,設(shè)置該構(gòu)件的質(zhì)量為零,并以4個(gè)Marker點(diǎn)為圓心建立Cylinde構(gòu)件,半徑和厚度均與實(shí)際偏心輪尺寸一致,修改Cylinder構(gòu)件的質(zhì)量屬性為在PRP/E中計(jì)算出的單組偏心輪的質(zhì)心位置,質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其后建立激振器的聯(lián)結(jié)軸,這樣就完成了激振器的建模。這種對(duì)激振器的模擬不但簡(jiǎn)化了模型的建立,提高了建模效率,減少了仿真運(yùn)算的復(fù)雜性,而且能夠保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確。
在A(yíng)DAMS/View中利用線(xiàn)性彈簧阻尼器來(lái)模擬橡膠彈簧對(duì)振動(dòng)篩的支撐。AMADS/So1Ver利用公式來(lái)計(jì)算彈簧力:
F=—CdR/dT—K(R—R0)+F0
式中:C為粘滯阻尼系數(shù);K為彈簧剛性系數(shù)(K和C為線(xiàn)形彈簧最重要的兩個(gè)參數(shù));R為彈簧兩端相對(duì)位移:dR/dT為彈簧兩端的相對(duì)速度R0為彈簧兩端的初始相對(duì)位移;F0為彈簧的預(yù)作用力。
通過(guò)此式可以看出,當(dāng)C=0時(shí),彈簧阻尼器為一個(gè)純彈簧;當(dāng)K=0時(shí),彈簧阻尼器為一個(gè)純阻尼。在建立線(xiàn)性彈簧阻尼器前,首先要計(jì)算出彈簧在只受振動(dòng)篩重力作用下的變形量,以確定R0。此外,由于線(xiàn)性彈簧阻尼器只產(chǎn)生一個(gè)方向的拉力和阻力,而振動(dòng)篩在兩個(gè)方向上都有位移,所以需要分別在彈簧支撐座上建立互相垂直的線(xiàn)性彈簧阻尼器才能準(zhǔn)確的模擬橡膠彈簧。同實(shí)際情況一樣,線(xiàn)性彈簧阻尼器的橫向剛度與軸向剛度之比為1:3。
建立完振動(dòng)篩的三維模型后,需要通過(guò)對(duì)各個(gè)組件添加運(yùn)動(dòng)副以約束各個(gè)組件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。根據(jù)實(shí)際情況,激振器與Link構(gòu)件之間是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),需要建立旋轉(zhuǎn)副以約束,Link構(gòu)件與篩體側(cè)板之間應(yīng)當(dāng)是固定的,建立固定副來(lái)約束。
直線(xiàn)振動(dòng)篩通過(guò)主、副偏心輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦規(guī)律變化的激振力進(jìn)行工作,所以對(duì)激振器施加鉸驅(qū)動(dòng),即輸入與實(shí)際相同的轉(zhuǎn)速,ADAMS軟件就可以根據(jù)各組件間的約束關(guān)系仿真出直線(xiàn)振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)情況。ADAMS/View軟件有模型自檢工具,為確保模型運(yùn)動(dòng)仿真的成功,在進(jìn)行振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)仿真前,需要對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)?zāi)P椭惺欠翊嬖诓划?dāng)?shù)倪B接和約束、是否存在沒(méi)有約束的構(gòu)件和模型的自由度。