3.4 实例

本节通过齿轮接触分析和小车越障分析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

Step
01 导入模型：启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择打开文件，单击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。

Step
02 删除齿轮副：模型中的小齿轮即主动齿轮与大地之间用旋转副Joint_1连接，大齿轮即从动齿轮与大地之间用旋转副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Delete命令，删除齿轮副。

Step
03 添加接触：单击ADAMS/View菜单栏中的Forces按钮，选择接触，系统弹出定义接触对话框，如图3-12所示。在对话框的Contact Type栏中选择Solid to Solid。在I Solid(s)中右击，在弹出的菜单中选择Pick命令，再单击从动齿轮。在J Solid(s)中右击，在弹出的菜单中选择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OK按钮，完成接触的定义。

Step
04 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。

Step
05 运行仿真：模型设置好后，进行仿真。单击菜单栏中的Simulation，系统弹出仿真工具栏，在工具栏中单击仿真按钮，系统弹出仿真对话框，如图3-15所示。将仿真时间设置为5.0s、仿真步数设置为100步，单击开始仿真按钮，系统运行仿真。

Step
06 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Model中选择．model_1，在Source中选择Objects，在Objects中选择+CONTACT_1，在Characteristic中选择Element Force，在Component中选择Mag，最后选中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

Step
01 建立新模型：启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择New Model，系统弹出建立新模型对话框，如图3-17所示。在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OK按钮，进入ADAMS/View界面。

Step
02 导入模型：单击File，选择Import命令，系统弹出导入模型对话框，如图3-18所示。在File Type选项中选择Parasolid(*.xmt_txt, *.x_t, *.xmt_bin, *.x_b)。

在File To Read中双击，找到cha_03文件夹下的xiaoche_x_t文件，在File Type中选择ASCII，在Model Name中右击，选择model→Guesses→model_xiaoche，单击选中。单击OK按钮导入模型，如图3-19所示。

Step
03 定义材料属性：导入了模型之后，右击模型，选中PART_7，在级联菜单中选中Modify，弹出编辑材料属性对话框，如图3-20和图3-21所示。

在Category中选择Mass Properties，在Define Mass By中选择Geometry and Material Type，在Material Type中右击，以此选择弹出的Material→Guesses→steel，单击Apply或OK按钮完成对构件7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。

Step
04 定义重力加速度：右击重力加速度，选择Modify命令，将重力加速度定义为沿-Z方向。

Step
05 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、PART2）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，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。

Step
06 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 Solid(s)中右击，弹出Contact Solid，选择Pick，将指针指向板（PART7），选中PART7，在J Solid(s)中右击，弹出Contact Solid。选择Pick，将指针指向轮子（PART2），选中PART2。单击Friction Force，在下拉列表中选择Coulomb，在Stiction Transition Vel框中输入0.1，在Friction Transition Vel框中输入10，单击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。

Step
07 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Bushing力，刚度K设置为1.0e8，阻尼C设置为0.2。具体操作是先单击Bushing连接副按钮，再在系统弹出的对话框中选择2 Bodies-1 Location、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。

Step
08 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。

Step
09 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Modify命令，系统弹出编辑车体属性对话框，在对话框的Category下拉菜单中选择Velocity Initial Conditions，在Translational velocity along下选中Ground，同时选中Y axis并在后面的框中输入-1000，单击OK按钮完成初始速度的施加，如图3-25所示。

Step
10 仿真：单击仿真按钮，系统弹出仿真对话框，如图3-26所示。在End Time中输入0.7，在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。

Step
11 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

Step
01 建立新模型。启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择New Model，系统弹出建立新模型对话框，如图3-27所示。在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OK按钮，进入ADAMS/View界面。

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02 建立圆柱体。单击圆柱体图标，系统弹出创建圆柱体对话框，如图3-28所示。按照图3-28所示的参数对圆柱体进行设置，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。

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03 建立枪筒。单击 图标，使圆柱体的圆柱面朝向桌面，然后单击 图标，再单击圆柱体，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。

Step
04 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。

Step
05 定义重力加速度。右击重力加速度，选择Modify，将重力加速度定义为沿-Z方向。

Step
06 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。

Step
07 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 Solid(s)中右击，弹出Contact Solid，选择Pick，将指针指向枪筒（PART_2）；选中PART_2，在J Solid(s)中右击，弹出Contact Solid，选择Pick，将指针指向子弹（PART_3），选中PART_3。单击Friction Force，在下拉列表中选择Coulomb，在Stiction Transition Vel框中输入10，在Friction Transition Vel框中输入10，单击OK按钮完成接触CONTACT_1的创建，如图3-33所示。

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08 创建枪栓。单击圆柱体图标，系统弹出创建圆柱体对话框，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。

Step
09 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 Solid(s)中右击，弹出Contact Solid，选择Pick，将指针指向枪栓（PART_4）；选中PART_4，在J Solid(s)中右击，弹出Contact Solid，选择Pick，将指针指向子弹（PART_3），选中PART_3。单击Friction Force，在下拉列表中选择Coulomb，在Stiction Transition Vel框中输入10，在Friction Transition Vel框中输入10，单击OK按钮完成接触CINTACT_2的创建，如图3-35所示。

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10 创建弹簧。单击Force菜单上的弹簧图标，单击枪筒的MARKER3点，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Stiffness Coefficient栏中输入42，在Preload栏中输入1.0E+004，单击OK按钮完成弹簧刚度和与载荷的定义，如图3-36所示。

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11 施加滑动副。单击驱动按钮，系统弹出定义滑动副对话框，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。

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12 仿真。单击仿真按钮，系统弹出仿真对话框，如图3-38所示。在End Time栏中输入0.2，在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。

Step
13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。

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14 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Plotting，在界面的下方采取如图3-39所示的设置。

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15 选中Surf，系统弹出枪筒底部固定副处所受的力随时间的变化曲线，如图3-40所示。

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16 在界面的底部按照如图3-41所示进行设置，选中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。

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17 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。

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18 选中Surf，系统弹出枪栓与子弹的碰撞力曲线图，如图3-44所示。从图3-44中可以看到枪栓与子弹在0.0053s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。