ADAMS/Cable绳索仿真

1 概述 在实际生活中有大量的绳索类传动运动形式。绳索类部件看似简单,但是用计算机软件对其模拟时却存在较大障碍。以钢丝绳为例,通常都是通过细长的钢丝螺旋缠绕在一起形成,在工作时当施加拉力载荷于其上,除了材料自身的拉力作用外,各个钢丝之间的外表面还有摩擦力的作用;并且在模拟钢丝绳的变形状态时,如弯转、缠绕等,往往使用离散元的思想,将整条钢丝绳离散成多个小段,各个小段之间再定义约束或柔性连接,这确实是一种较为现实的方法,但若用户手动完成往往又需要很长的时间,且要求用户对Adams软件具有较高的使用水平。 为此MSC公司推出Adams/Cable模块,方便用户使用,提高建模效率,能实现对绳索类动力学问题的精确模拟。目前Cable模块已经集成到最新发布的Adams/Machinery机械包中,提升改进了操作界面和功能,更加方便用户使用。 2 Adams Cable模块介绍 AdamsMachinery Cable是一个高效的绳索滑轮专用工具,其主要功能就是满足用户对绳索类问题的快速建模与精确求解,模拟的对象包括各种钢丝绳,传送带,胶片等传动装置。该工具对绳索滑轮系统进行快速建模及评估,可以精确计算绳索振动和张紧力,分析绳索滑移对系统承载能力的影响,通过添加或去除绳索长度的方式研究绞盘效果。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg ADAMS Cable模块的启动界面 Cable模块通过用户向导界面实现绳索系统部件的自动化建模,按照向导顺序,通过5个建模步骤,其中包含Anchor锚点、Pulley滑轮、Cable绳索的建模界面,用户输入参数即可快速生成绳索系统模型。 在建立Anchor时,使用一个Adams系统状态变量作为Winch值,实现绞车的定义。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image004.jpg 锚点建模对话框 通过分别定义滑轮的属性和数量,生成滑轮模型。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image006.jpg 定义滑轮属性和数量后生成的滑轮模型 在绳索建立对话框里,分别选择起始锚点、终止锚点以及滑轮的缠绕顺序(默认为逆时针方向),并设置绳索的参数,生成绳索模型。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image010.jpgfile:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image012.jpg 绳索建模和参数设置对话框 ADAMSCable提供两种绳索的生成方式:simplified类型不考虑绳索的质量和惯量,这种类型绳索没有晃荡姿态的模拟;discretized类型使用离散思想,将绳索离散成多个小单元,使用约束和力元进行关联,根据定义的拓扑选项最小化系统自由度,并且需要根据滑轮直径设置单元尺寸,这时是考虑质量的,因此可以方便地模拟出绳索晃荡姿态,并且还可模拟出绳索和滑轮的接触力效果。
(1)simplified类型 (2)discretized类型 两种类型的绳索仿真模型 3 应用案例 (1)通过Cable模块建立Guide类型的绳索滑轮机构,不仅能模拟出绳索与滑轮之间的接触力,还能仿真其中一个滑轮的动态扭动,模拟更加真实的工作过程。 绳索滑轮机构 (2)使用AdamsCable模拟吊装设备的工作过程,可以方便地模拟出绳索在工作过程中的晃荡现象。 吊装设备仿真 4 结束语 AdamsMachinery Cable是一个高效的绳索滑轮专用工具,能对绳索滑轮系统进行快速建模及评估,可以精确计算绳索振动和张紧力,分析绳索滑移对系统承载能力的影响,通过添加或去除绳索长度的方式研究绞盘效果。另外,Adams/Cable还可以和Adams其他功能模块一同使用,实现更为复杂的仿真分析。 5 参考信息 适用版本:Adams2013.1及以后版本 |
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