基于ADAMS车辆随机振动的模拟仿真研究

10.16638/https://www.sodocs.net/doc/7515084060.html,ki.1671-7988.2017.08.032

基于ADAMS车辆随机振动的模拟仿真研究

彭永旗

（长安大学汽车学院，陕西西安710064 ）

摘要：论文以某轿车为研究对象，基于机械系统动力学仿真软件ADAMS/CAR建立包括前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。运用ADAMS/CAR路面建模器建立B级随机路面模型，通过ADAMS/CAR/Ride对整车模型在所建立的随机路面上进行模拟仿真研究，以底盘的加权加速加速度均方根为评价指标，对其进行平顺性评价。

关键词：随机振动；仿真；平顺性；ADAMS

中图分类号：U462.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)08-93-03

Simulation and analysis of Vehicle under random vibration input

Peng Yongqi

( University of changan automobile institute, Shaanxi Xi 'an 710064 )

Abstract:This paper takes a car as the research object. The multi-body dynamic model of a commercial vehicle is established in which suspensions tires and the vehicle body the steering system are considered. Through the road-builder of the software ADAMS/CAR establish the B random vibration ride and simulation the model through the ADAMS/ CAR/Ride in this B random vibration road. Based on the weighted acceleration root mean square value of the chassis, the ride comfort evaluation is carried out.

Keywords: random vibration; simulation; ride comfort; ADAMS

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-93-03

引言

随着经济的发展，人们的生活水平也越来越好，汽车也逐渐走进了千家万户，人们从刚开始对车要求具有良好的动力性和经济性逐渐开始注重车的舒适性，因此，汽车的车辆系统动力学性能越来越值得深入的研究[1]。汽车的平顺性主要是来自路面的随机振动激励的响应，也叫做乘坐舒适性[2]。因此，如何得到一个好的整车模型和真是的随机振动路面模型城为了车辆平顺性评价的关键。

随着计算机技术的迅猛发展，虚拟样机技术也随之发展开来。ADAMS集建模、仿真、运算和分析的机械系统仿真软件，自开发以来，其在汽车、机械和航空领域得到广泛应用。本论文以某小型轿车为研究对象，基于机械系统动力学仿真软件ADAMS/CAR建立包括前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。运用ADAMS/CAR路面建模器建立B级随机路面模型，通过ADAMS/CAR/Ride对整车模型在所建立的随机路面上进行模拟仿真研究，以底盘处的加权加速加速度均方根为评价指标，对其进行平顺性评价。

1、整车仿真模型的建立

汽车是一个由成千上万的零部件组装而成，结构复杂。本论文根据随机振动的平顺性要求，对其进行简化模型，得到了一个包含前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。

作者简介：彭永旗，就读于长安大学。

adams振动分析实例中文版

1.问题描述 研究太阳能板展开前和卫星或火箭分离前卫星的运行。研究其发射振动环境及其对卫星各部件的影响。 2.待解决的问题 在发射过程中，运载火箭给敏感部分航天器部件以高载荷。每个航天器部件和子系统必学设计成能够承受这些高载荷。这就会带来附加的质量，花费高、降低整体性能。 更好的选择是设计运载火箭适配器（launch vehicle adapter）结构。 这部分，将设计一个（launch vehicle adapter）的隔离mount，以在有效频率范围降低发射震动传到敏感部件的部分。关心的敏感部件在太阳能板上，对70-100HZ的输入很敏感，尤其是垂直于板方向的。 三个bushings将launch vehicle adapter和火箭连接起来。Bushing的刚度和阻尼影响70-100HZ范围传递的震动载荷。所以设计问题如下： 找到运载火箭适配器系统理想刚度和阻尼从而达到以下目的： 传到航天器的垂直加速度不被放大； 70-100HZ传递的水平加速度最小。 3.将要学习的 Step1——build：在adams中已存在的模型上添加输入通道和振动执行器来时系统振动，添加输出通道测量响应。 @ Step2——test:定义输入范围并运行一个振动分析来获得自由和强迫振动响应。 Step3——review：对自由振动观察模态振型和瞬态响应，对强迫振动，观察整体响应动画，传递函数。 Step4——improve：在横向添加力并检查传递加速度，改变bushing的刚度阻尼并将结果作比较。添加频域测量供后续设计研究和优化使用。

需创建的东西：振动执行器、输入通道、输出通道 完全非线性模型 打开模型在install dir/vibration/examples/tutorial satellite 文件夹下可将其复制到工作木录。

ADAMS分析实例 超值

ADAMS 分析实例-定轴轮系和行星轮系传动模拟 有一对外啮合渐开线直齿圆柱体齿轮传动.已知ο20,4,25,5021====αmm m z z ，两个齿轮的厚度都是 50mm 。 ⒈ 启动ADAMS 双击桌面上ADAMS/View 的快捷图标,打开ADAMS/View 。在欢迎对话框中选择“Create a new model ”，在模型名 称（Model name ）栏中输入：dingzhouluenxi ；在重力名称（Gravity ）栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”；在单位名称（Units ）栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg ”。如图1-1所示。 图1-1 欢迎对话框 ⒉ 设置工作环境 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting ）下拉菜单中的工作网格（Working Grid ）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size )中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ，间距（Spacing ）中的X 和Y 都设置成50mm 。然后点击“OK ”确定。如图2-1所表示。 用鼠标左键点击选择（Select ）图标，控制面板出现在工 具箱中。 用鼠标左键点击动态放大（Dynamic Zoom ）图标，在 模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小。 ⒊创建齿轮 在ADAMS/View 零件库中选择圆柱体 (Cylinder )图标 ，参数选择为“New Part ”，长度（Length ）选择50mm （齿轮的厚度），半径 （ Radius ） 选 择 100mm （1002 5042z m 1=?=?） 。如图3-1所示。 图 2-1 设 置工作网格对话框 图3-1设置圆柱体选项 在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标任意左键选择点（0，0，0）mm ，然后选择点（0，50，0）。则一个圆柱体（PART_2）创建出来。如图3-2所示。 图3-2 创建圆柱体(齿轮) 在ADAMS/View 中位置/方向库中选择位置旋转（Position: Rotate …）图标，在角度(Angle )一栏中输入 90，表示将对象旋转90度。如图3-3所示。 在ADAMS/View 窗口中用鼠标左键选择圆柱体，将出来一个白 色箭头，移动光标，使白色箭头的位置和指向如图3-4所示。 然后点击鼠标左键，旋转后的圆柱体如图3-5所示。

基于Matlab-Simulink的机械振动仿真研究

目 录 1引言——机械振动的仿真原理 (1) 1.1 Matlab Simulink 功能简述 (1) 1.2机械振动的物理模型 (1) 1.2.1简谐振动的物理模型 (1) 1.2.2阻尼振动的物理模型 (2) 1.2.3受迫振动的物理模型 (2) 1.3 Matlab Simulink 仿真原理简述 (4) 2简谐振动方程的解及其模拟仿真 (5) 2.1简谐振动方程的求解 (5) 2.2简谐振动模型的仿真研究 (5) 2.2.1基本模型的建立 (5) 2.2.2 速度、加速度的监测 (7) 2.2.3 动能、势能、机械能监测 (8) 2.3简谐振动的图像分析 (9) 3阻尼振动方程的求解和仿真模拟 (11) 3.1弹簧振子做阻尼振动方程的求解 (11) 3.2弹簧振子做阻尼振动的模拟仿真研究 (11) 3.3阻尼振动的图像分析 (14) 4受迫振动的方程的求解和仿真模拟 (16) 4.1弹簧振子做受迫振动方程的求解 (16) 4.2弹簧振子做受迫振动的仿真模拟研究 (17) 4.2.1策动力频率0ωω<时弹簧振子的受迫振动仿真模拟 (17) 4.2.2策动力频率0ωω>时弹簧振子受迫振动的仿真模拟 (20) 4.2.3策动力频率0ωω=时弹簧振子的仿真模拟 (22) 4.3受迫振动的图像分析 (23) 5几点补充说明与仿真模拟中问题分析 (25) 5.1物理振动模型建立的补充说明 (25)

5.2方程求解中的补充说明 (25) 5.3仿真模拟中的问题分析 (25) 6结语 (27) 参考文献 (28) 附录 (29) 致 (30)

摘要 机械振动主要有简谐振动，阻尼振动，受迫振动三种。对三种振动建立模型，列出振动方程，再对三种振动给定初始条件，就可以利用Matlab Simulink功能对三种振动进行仿真模拟，得出振动的位移，速度，加速度，动能，势能，机械能随时间的变化关系图像。另外，我们对振动方程求解，得出振子位移关于时间的函数，再分别对其求一阶、二阶导数，就可以得出速度、加速度函数，再经过简单运算就可以得到动能、势能、机械能函数。我们再通过分析函数来分析其图像，再对比仿真模拟出的图像，就可以确定我们的仿真研究方法的可信度。 关键词：简谐振动；阻尼振动；受迫振动；共振

随机共振系统输入阈值的频率特性_王嘉赋

随机共振系统输入阈值的频率特性 王嘉赋　刘　锋　王均义　陈　光　王　炜 (南京大学物理系,固体物理研究所,南京　210093) (1997年4月28日收到) 通过对双稳态系统和Hindmarsh -Rose 神经元输入信号阈值的频率特性进行数值计算, 分别研究了非自激和可自激随机共振系统输入阈值随信号频率的依赖关系,提出了确定非自 激系统阈值的频率特性的解析方法;指出了可自激系统阈值的频率特性可能在某些频区出现 反常极小现象,并对产生这一现象的物理原因进行了理论分析. PACC :0547;8710;0250 1　引言 随机共振概念是由Benzi 等[1,2]为了解释古气象学中冰川期与暖气候期周期性交替出现现象时提出的.他们的气候模型认为,处于非线性条件下的地球可能取冷、暖两种气候状态.地球偏心率的很小的周期变化虽然不能直接使气候在两种状态之间变动,但地球所受的随机力(如太阳常量的各种无规变化等)却能大大提高弱小周期信号对非线性系统状态的调制能力,从而引起大气候的大幅度周期变化,出现随机共振现象.目前,随机共振现象已在Schmitt 电子触发器[3]、双向环形激光器[4]和磁弹板[5]等诸多双稳系统中被观察到,并已用来研究感觉神经元的发放机制[6,7],甚至用来检测计算机字符输入的成功率[8].最近随机共振思想已推广应用到多稳态[9]甚至单稳态[10]等许多可激发系统[11]. 随机共振机制表明,合适的噪声强度可以使得弱输入信号驱动下的非线性系统的输出信噪比达到某一最佳值.分析这一现象的本质可知,它是噪声能量转化为信号能量的结果,是输入信号与噪声的协作效应.这一能量转移机制也只能在非线性系统中得以实现.总结产生随机共振现象的条件,大致可以归纳为以下三个要素:(1)阈值.非线性系统要存在两个(或更多个)稳态或亚稳态,或者说系统吸引子之间存在某种势垒,从而使得外部驱动(信号)只有超过某一个临界值(阈值)时系统才会出现不同(亚)稳态之间的跃迁,或者说系统才会从一个吸引域跃变到另一个吸引域.(2)阈下输入信号.输入信号还不足引起系统在不同(亚)稳态之间跃迁,亦即粒子将滞留在系统的某个确定的吸引域内,从而系统将不给出以在不同(亚)稳态间跃迁为标志的输出信号(输入信号超过阈值所引起的信号输出,往往不在随机共振理论研究所关心的范围).通常人们大多考虑输入信号为周期信号的情形,也有人讨论过非周期输入信号驱动下的可激发系统的随机共振问题[12].(3)噪声.它既可以是系统外部的随机驱动力,也可以来自系统内部相互作用引起的涨落或关第46卷第12期1997年12月 1000-3290/97/46(12)/2305-08物　理　学　报ACTA PHYSICA SI NI CA Vol .46,No .12,December ,1997c 1997Chin .Phys .Soc .

ADAMS-Vibration模块在悬置系统振动性能分析中的应用知识讲解

ADAMS/Vibration模块在悬置系统振动性能分析中的应用 作者：Simwe 来源：MSC发布时间：2012-05-04 【收藏】【打印】复制连接【大中小】我来说两句：(2) 逛逛论坛 一、动力总成悬置系统的建模 1) 动力总成的主要参数 a) 动力总成的质量 b) 质心位置 c) 动力总成的转动惯量、惯性积 d) 发动机的参数，如发动机在怠速、最大扭矩、额定转速工况下的转速、输出扭矩等。 2) 悬置系统的主要参数 a) 悬置点坐标 b) 悬置刚度 c) 阻尼

d) 安装角度。 图1 动力总成质量特性参数输入 图2 ADAMS动力总成悬置系统示意图 根据动力总成和悬置系统的质量特性参数、几何特性参数、力学特性参数输入，在ADAMS/view中建立动力总成悬置系统虚拟样机模型。 二、动力总成悬置系统的分析 评价悬置系统性能主要从系统的避频、解耦、限位、隔振率等几个方面考察。分为时域、频域下激励信号输入分析。 1) 悬置系统固有频率分析 在ADAMS/Vibration模块下对动力总成悬置系统进行振动模态分析。

图3 模态分析对话框 经仿真分析得到动力总成刚体六阶模态固有频率，如下表所示。表中第二列为系统无阻尼固有频率，它是把系统看作保守系统的前提下得到的，即系统没有阻尼；第三列为系统的阻尼比，也叫相对阻尼系数，即系统阻尼系数与临界阻尼的比值。 图4 模态分析固有频率分布表 根据发动机隔振理论，发动机激振频率与系统固有频率之比大于√2，才能起到隔振的效果；不平路面的激励频率是客观存在，一般小于2.5HZ。 2) 悬置系统振动模态能量解耦分析 能量解耦法是从能量的角度来解释发动机总成悬置系统的振动解耦。如果发动机总成悬置系统作某个自由度的振动，而其他自由度是解耦的，那么系统的振动能量只集中在该自由度上。从能量角度来说，耦合就是沿着某个广义坐标方向的力(力矩)所作的功，转化为系统沿多个广义坐标的动能和势能。 采用能量法解耦的依据是, 当系统在作某个方向的振动而和其它方向解耦时, 则能量只集中于该自由度方向上。

随机振动名词解释

"脉冲响应函数" 英文对照 impulse response function; "脉冲响应函数" 在学术文献中的解释 1、h(t)是在初始时刻作用以单位脉冲而使单自由度系统产生的响应,所以称为脉冲响应函数.1·1·2频率响应函数H(ω)=1k-ω2m+iωcH(ω)是角频率为ω的单位简谐激励所引起的结构稳态简谐响应的振幅,称为频率响应函数,也称为转换函数 文献来源 2、Yεi,jtt+s作为时间间隔s的一个函数,度量了在其他变量不变的情况下Yi,t+s对Yj,t的一个脉冲的反应,因此称为脉冲响应函数 文献来源 "频率响应函数" 英文对照 frequency response function; "频率响应函数" 在学术文献中的解释 1、频率响应函数是指系统输出信号与输入信号的比值随频率的变化关系它是衡量高速倾斜镜工作性能的一个重要指标.通过抑制谐振峰可以改善高速倾斜镜的使用性能 文献来源 2、经傅利叶变换,得到频域内的导纳(一般用速度导纳来表示)表达式 Hv(ω)=v(ω)F(ω)=jω-ω2M+jωC+K(2)H(ω)又称为频率响应函数 文献来源 3、y（t）＝A0eiωty（t）＝iωA0eiωt（6）将（6）代入（3）得A0eiωt（RCiω＋1）＝Ajeiωt（7）和A0Aj＝1RCiω＋1＝U（iω）（8）U（iω）称为频率响应函数 文献来源 "传递函数" 英文对照 transfer function of; transfer function; transfer function - noise; "传递函数" 在学术文献中的解释 1、由于传递函数的定义是两个拉普拉斯变换之比,所以使用时必须准确知道传递函数的类型,即,是位移、速度,还是加速度传递函数,才能避免出错 文献来源 2、而传递函数的定义是两个分量之比为两个传感器之间优势波的传递函数.它给我们的启发是任取两个已知传感器组成一个传递函数通过分析传递函数的特征可以判断两个分量的优势波和非优势波 文献来源

随机振动试验报告

随机振动试验报告 高等桥梁结构试验报告 讲课老师: 张启伟(教授) 姓名: 史先飞 学号: 1232627 试验报告 1 试验目的 1.过试验进一步加深对结构模态分析理论知识的理解; 2.熟悉随机振动试验常用仪器的性能与操作方法; 3.复习和巩固随机振动数据测量和分析中有关基本概念; 4.掌握通过多点激振、单点拾振的方法，利用DASP2005软件进行模态分析的基本操作步骤。

2 试验仪器和设备 1. ZJY-601振动与控制教学实验仪系统(ZJY-601A型振动教学实验仪、激励锤、YJ9-A型压电型加速度传感器等)。 2. DASP 16通道接口箱。 3. 装有“DASP2005智能数据采集和信号分析系统”软件的PC机。 4. 有关设备之间的联接电缆。 3 试验原理 3.1模态叠加原理 N自由度线性振动系统的运动微分方程是一组耦合的方程组: 引入模态矩阵Φ和模态坐标(广义坐标或主坐标)q，使X= Φq。 如果阻尼矩阵能对角化，方程组即可解耦: 解耦后的第i个方程为: 可见，采用固有振型描述振动的模态坐标后，N自由度线性振动系统的振动响应可以表示为N阶模态响应的叠加。 3.2实模态理论 实模态理论建立在无阻尼的假设基础上。在实模态理论中，模态频率就是系统的无阻 ,尼模态固有频率错误～未找到引用源。;而固有振型矩阵中的各元素都是实数，它们之间i 的相位差是0?或180?。 系统在P点激励，l点测量的频响函数为:

K,,式中，称为频率比，，为模态固有频率。当，则: ,,,,,/,,,iiiiiMi 取频响函数矩阵的一列或一行，如第P列，就可确定振动系统的全部动力特性(模态参数)。 3.3伪实模态理论 某些有阻尼振动系统有时会出现与实模态一样的实数振型，而非复数振型，但其模态 2,,,,,1固有频率为，具有这种性质的振动系统的模态称为伪实模态。伪实模态理diii 论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化模态称为伪实模态。在伪实模态下，各测点的相位差都是0?或180?。 伪实模态理论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化的情况。一般情况下，阻尼矩阵对角化的充要条件为: 上式也是有阻尼振动系统方程解耦的充要条件。 总之，H(ω)建立了模态参数与频响函数的关系。因此，利用实验测出的H(ω) 值，即可计算出系统的模态参数。根据频响函数的互易定理及模态理论，只需 H(ω)矩阵的一列(或一行)即可求出全部模态参数。

基于ADAMS车辆随机振动的模拟仿真研究

10.16638/https://www.sodocs.net/doc/7515084060.html,ki.1671-7988.2017.08.032 基于ADAMS车辆随机振动的模拟仿真研究 彭永旗 （长安大学汽车学院，陕西西安710064 ） 摘要：论文以某轿车为研究对象，基于机械系统动力学仿真软件ADAMS/CAR建立包括前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。运用ADAMS/CAR路面建模器建立B级随机路面模型，通过ADAMS/CAR/Ride对整车模型在所建立的随机路面上进行模拟仿真研究，以底盘的加权加速加速度均方根为评价指标，对其进行平顺性评价。 关键词：随机振动；仿真；平顺性；ADAMS 中图分类号：U462.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)08-93-03 Simulation and analysis of Vehicle under random vibration input Peng Yongqi ( University of changan automobile institute, Shaanxi Xi 'an 710064 ) Abstract:This paper takes a car as the research object. The multi-body dynamic model of a commercial vehicle is established in which suspensions tires and the vehicle body the steering system are considered. Through the road-builder of the software ADAMS/CAR establish the B random vibration ride and simulation the model through the ADAMS/ CAR/Ride in this B random vibration road. Based on the weighted acceleration root mean square value of the chassis, the ride comfort evaluation is carried out. Keywords: random vibration; simulation; ride comfort; ADAMS CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-93-03 引言 随着经济的发展，人们的生活水平也越来越好，汽车也逐渐走进了千家万户，人们从刚开始对车要求具有良好的动力性和经济性逐渐开始注重车的舒适性，因此，汽车的车辆系统动力学性能越来越值得深入的研究[1]。汽车的平顺性主要是来自路面的随机振动激励的响应，也叫做乘坐舒适性[2]。因此，如何得到一个好的整车模型和真是的随机振动路面模型城为了车辆平顺性评价的关键。 随着计算机技术的迅猛发展，虚拟样机技术也随之发展开来。ADAMS集建模、仿真、运算和分析的机械系统仿真软件，自开发以来，其在汽车、机械和航空领域得到广泛应用。本论文以某小型轿车为研究对象，基于机械系统动力学仿真软件ADAMS/CAR建立包括前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。运用ADAMS/CAR路面建模器建立B级随机路面模型，通过ADAMS/CAR/Ride对整车模型在所建立的随机路面上进行模拟仿真研究，以底盘处的加权加速加速度均方根为评价指标，对其进行平顺性评价。 1、整车仿真模型的建立 汽车是一个由成千上万的零部件组装而成，结构复杂。本论文根据随机振动的平顺性要求，对其进行简化模型，得到了一个包含前后悬架子系统、转向子系统和前后轮胎子系统的车辆整车模型。 作者简介：彭永旗，就读于长安大学。

adams振动分析实例

Getting Started Using ADAMS/Vibration Overview ADAMS/Vibration, part of the MSC.ADAMS? suite of software, performs frequency-domain analyses. ADAMS/Vibration is a plugin to the interface products ADAMS/Aircraft, ADAMS/Car, ADAMS/Engine, ADAMS/Rail, and ADAMS/View. It can also be used standalone with an ADAMS/Solver model. Using ADAMS/Vibration, you can study forced vibrations within your MSC.ADAMS models. You can also use the results from ADAMS/Vibration in noise/vibration/harshness (NVH) studies to predict the impact of vibrations in automobiles, trains, planes, and so on. ADAMS/Vibration can run in two modes: interactive and batch. This guide focuses on using ADAMS/Vibration in our MSC.ADAMS interface products, such as ADAMS/View (interactive mode). For information on batch mode analysis, refer to the ADAMS/Vibration online help. This guide includes the following sections: ■Introducing the Problem,3 ■Building the Model,9 ■T esting the Model,19 ■Reviewing the Model,23 ■Improving Y our Design,39 ■Optimizing the Model,45

机械振动简谐振动仿真

摘要 机械振动主要有简谐振动，阻尼振动，受迫振动三种。对三种振动建立模型，列出振动方程，再对三种振动给定初始条件，就可以利用Matlab Simulink功能对三种振动进行仿真模拟，得出振动的位移，速度，加速度，动能，势能，机械能随时间的变化关系图像。另外，我们对振动方程求解，得出振子位移关于时间的函数，再分别对其求一阶、二阶导数，就可以得出速度、加速度函数，再经过简单运算就可以得到动能、势能、机械能函数。我们再通过分析函数来分析其图像，再对比仿真模拟出的图像，就可以确定我们的仿真研究方法的可信度。 关键词：简谐振动；阻尼振动；受迫振动；共振

1引言——机械振动的仿真原理 1.1 Matlab Simulink功能简述 Simulink是基于Matlab的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等，其中包括了连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等。Simulink提供了利用鼠标拖放的方法来建立系统框图模型的图形界面，而且还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用Simulink几乎可以做到不书写一行代码即完成整个动态系统的建模工作。除此之外，Simulink还支持Stateflow，用来仿真事件驱动过程。 Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面，是模块化了的编程工具，它把Matlab的许多功能都设计成一个个直观的功能模块，把需要的功能模块用连线连起来就可以实现需要的仿真功能了。也可以根据自己的需要设计自己的功能模块，Simulink功能强大，界面友好，是一种很不错的仿真工具[1]。 1.2机械振动的物理模型 物理学中的机械振动主要分为简谐振动、阻尼振动、受迫振动三种。下面我们根据这三种类型的振动建立物理模型来分别研究。 1.2.1简谐振动的物理模型

ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用

ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用 焦广发，周兰英 （北京理工大学机械与车辆工程学院100081） 摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中生成柔性体的几种方法,并构建机械系统仿真模型.通过一个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效. 关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器 Application of ADAMS flexible body kinetic simulation Jiao guangfa Zhou lanying (Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 ) Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanical system1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1. Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relay ADAMS全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体1系统仿真分析软件,其建模仿真的精度和可靠性在现在所有的动力学分析软件中也名列前茅.机械系统动力学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建立的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发生弹性变形.而实际上,在较大载荷或加、减速的情况下,机构受力后会有较大的变形和位移变化,产生振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态行为,同时还可以分析构件的振动情况[1]. 一、ADAMS柔性体理论及生成柔性体的几种方法 ADAMS柔性模块是采用模态来表示物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又是经历大的非线性整体移动和转动这个假设建立的.其基本 基金项目：北京市重点学科建设（XK100070424）；北京理工大学基金（0303E10） 作者简介：焦广发（1982—），男，河北人，硕士，主要研究方向为动力学仿真，有限元分析和表面涂层技术. 思想是赋予柔性体一个模态集,采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是用离散化的若干个单元的有限个结点自由度来表示物体的无限多个自由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地用少量模态的线性组合来表示. ADAMS提供了四种生成柔性体的方法,对于外形简单的构件,可以采用直接生成柔性件的方法,即拉伸模式；对于外形复杂的构件,可以采用先建刚性件, 再进行网格划分的模式, 即构件网格模式(Solid). 1) 拉伸法生成柔性体:首先要确定拉伸中心线,再定义截面半径、单元尺寸、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以生成柔性体.模型生成柔性件的同时生成模态中性文件,该模态中性文件中包含了柔性件的质量、质心、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因子等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除无效的刚性件.这样可以使模型保持原有的自由度,从而实现柔性构件的运动仿真运算.

随机振动试验研究

随机振动试验研究 摘要：随机振动试验中存在许多“失控”现象，随机振动控制理论通常把试验“失控”的原因归于：（1）共振激励太大，超出了控制仪的动态范围；（2）台面、工装、试验件三者产生共振，造成试验中过大的冲击。本文主要针对随机振动试验中的“失控”现象，从工装角度分析其现象形成的原因，并提出解决问题的方法。 关键词：随机振动试验失控现象工装 振动试验是军用设备环境试验项目之一，是产品可靠性试验的重要组成部分。振动试验是在实验室条件下产生一个人工可控的振动环境，该环境模拟产品生命周期内的使用振动环境，使产品经受与实际使用过程的振动环境相同或相似的振动激励作用，考核产品在预期使用过程的振动环境作用下，能否达到设计所规定的各项技术要求，同时也是考核产品结构强度和可靠性的一个主要试验方法。 1、基本概念 1.1 随机振动的定义 严格来说一切振动都是随机的，当随机因素可以忽略时，可看做是确定性振动，这时，可以用简单函数或这些函数的组合来描述。另一种不能用确定函数而只能用概率和统计方法描述振动规律的运动称为随机振动。 1.2 振动的分类 振动按其时域波形的特征可分为确定性振动和非确定性振动。 确定性振动是指振动物理盈随时间的变化规律可用确定的数学关系式来表达的一类振动。 非确定性振动是指振动物理量随时间的变化规律无法用确定的数学关系式来表达，而只能用概率论和统计学的方法来描述的一类振动。随机振动属非确定性振动。 2、随机振动试验中的失控现象及解决方法 2.1 随机振动设备组成及功用 在试验室振动试验中，试件一般通过适当的试验工装安装在振动台，试验工装与振动台的组合用于模拟预期使用过程中平台产生的振动环境，如图1所示。大多数情况下，振动使用条件所对应的振动控制点选择在试件与试验工装的连接界面上，其代表了预期使用过程中平台对装备的振动环境激励。在理想状态情况下，即试件相对与振动台和试验工装可以近似作为刚体处理，如果在试件与试验工装连接界面的振动响应将与预期使用过程一致，可以认为试件经受了符合预期使用过程的振动环境考核。 图1 当试件的尺寸和重量较大，或固有频率较低时，由于试件与振动台、试验工装的动力耦合作用，试验时振动环境的模拟结果往往偏离理想的试验条件。这样即使在试件与试验工装连接界面的振动控制点达到了规定的振动加速度试验条件，试件上的振动响应也会与预期使用过程中装备上的振动响应不一致，从而导致试件的过试验或欠试验。因此，在实验室振动环境试验中，需要采取适当的控制方法，以改善试件的过试验或欠试验，使得试验结果更接近预期试验情况。 2.2 失控现象及其解决途径 在复杂结构的高频振动试验中，测试系统的各部分连接一定要牢靠，否则因

工程案例—机器人Adams虚拟实验详细步骤(精)

一.ADAMS软件简介 虚拟样机仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件，由美国MDI （Mechnical Dynamics Inc.）开发，在经历了12个版本后，被美国MSC公司收购。ADAMS集建模、计算和后处理于一体，ADAMS有许多个模块组成，基本模块是View模块和Postprocess模块，通常的机械系统都可以用这两个模块来完成，另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块，例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等；嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex等[3]。 1.1ADAMS软件概述 ADAMS是以计算多体系统动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚体的，也可以是柔性体，以及刚柔混合体模型。如果在产品的概念设计阶段就采取ADAMS 进行辅助分析，就可以在建造真实的物理样机之前，对产品进行各种性能测试，达到缩短开发周期、降低开发成本的目的。 ADAMS，即机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）该软件是美国MDI公司（Mechnical Dynamics Inc.）开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS 软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，

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1.问题描述 研究太阳能板展开前和卫星或火箭分离前卫星的运行。研究其发射振动环境及其对卫星各部件的影响。 2.待解决的问题 在发射过程中，运载火箭给敏感部分航天器部件以高载荷。每个航天器部件和子系统必学设计成能够承受这些高载荷。这就会带来附加的质量，花费高、降低整体性能。更好的选择是设计运载火箭适配器（launch vehicle adapter）结构。 这部分，将设计一个（launch vehicle adapter）的隔离mount，以在有效频率范围降低发射震动传到敏感部件的部分。关心的敏感部件在太阳能板上，对70-100HZ的输入很敏感，尤其是垂直于板方向的。 三个bushings将launch vehicle adapter和火箭连接起来。Bushing的刚度和阻尼影响70-100HZ范围传递的震动载荷。所以设计问题如下： 找到运载火箭适配器系统理想刚度和阻尼从而达到以下目的： 传到航天器的垂直加速度不被放大； 70-100HZ传递的水平加速度最小。 3.将要学习的 Step1——build：在adams中已存在的模型上添加输入通道和振动执行器来时系统振动，添加输出通道测量响应。 Step2——test:定义输入范围并运行一个振动分析来获得自由和强迫振动响应。 Step3——review：对自由振动观察模态振型和瞬态响应，对强迫振动，观察整体响应动画，传递函数。 Step4——improve：在横向添加力并检查传递加速度，改变bushing的刚度阻尼并将结果作比较。添加频域测量供后续设计研究和优化使用。

基于adams的轴承振动失效分析

Engineering MECHANICS,Vol.14,2007,No.4,p.259–268259 VIBRATION ANALYSIS OF ROTARY DRIER Frantiˇs ek Palˇc′a k*,Martin Vanˇc o* In this paper the transfer of vibration from motor to the bottom group of rotary drier is analyzed in the ADAMS/Vibration module environment.Excitation from unba- lanced motor shaft is transferred through bearings mounted in side shields to the transmission device and bottom plate.Output results were time-domain courses of displacement,velocity,acceleration and transfer functions,frequency response func- tions and modal coordinates corresponding to excitation frequency. Key words:vibration,rotary drier,frequency response 1.Description of goals The goal of vibration analysis of rotary drier developed by Bosch Siemens Hausgeraete, Michalovce was the evaluation of vibration transfer from motor to the bottom plate.Ob-tained results should be used as comparative values for experimental results from point of view of allowed level of vibration.To obtain physically relevant results for basic insight of its functional and vibrational properties3D model of drier bottom plate(Fig.1)includes bearings,transmission-device with belt and bottom plate with attachment elements. Fig.1:Scheme of drier’s bottom plate 2.Task steps The requested research oriented to the virtual dynamic analyses of mechanical system with gross motions dictates to adopt mechanical system simulation technology to perform *Assoc.Prof.F.Palˇc′a k,Ph.D.,MSc.M.Vanˇc o,Strojn′?cka fakulta,Slovensk′a technick′a univerzita v Brati-slave,N′a m.slobody17,81231Bratislava

第13章-随机振动试验复习过程

第13章-随机振动试 验

第13章随机振动试验 13.1 试验目的、影响机理、失效模式 产品在运输和实际使用中所遇到的振动，绝大多数就是随机性质的振动（而不是正弦振动）。例如，宇航器和导弹在发射和助推阶段的振动；火箭发动机的噪声和气动噪声使结构产生的振动；飞机（特别是高速飞机）的大功率喷气发动机的振动；飞机噪声使飞机结构产生的振动和大气湍流使机翼产生振动；飞机着陆和滑行时的振动；车辆在不平坦的道路上行驶时产生的振动；多变的海浪使船舶产生的振动等等都属于随机性质的振动。因此，随机振动试验才能更真实反映产品的耐振性能。 随机振动和正弦振动相比，随机振动的频率域宽，而且有一个连续的频谱，它能同时在所有频率上对产品进行激励，各种频率的相互作用远比用正弦振动仅对某些频率或连续扫频模拟上述振动的影响更严酷更真实和更有效。另外，用随机振动来研究产品的动态特性和结构的传递函数比用正弦振动的方法更为简单和优越。 随机振动和正弦振动一样能造成导线摩擦、紧固件松动、活动件卡死，从而破坏产品的连接、安装和固定。当随机振动激励造成的应力过大时，会使结构产生裂纹和断裂，特别在严重的共振状态下更为显著。长时间的随机振动，由于交变应力所产生的累积损伤，会使结构产生疲劳破坏。随机振动还会导致触点接触不良、带电元件相互接触或短路、焊点脱开、导线断裂以及产生强电噪声等。从而破坏产品的正常工作，使产品性能下降、失灵甚至失效。 为了能在试验室内模拟产品在现场所经受到的实际随机振动及其影响，工程技术人员为此付出了许多的努力。早在六十年代，国际上对随机振动的研究就十分活跃。不仅在理论上有了重大突破，而且有了较完善的试验方法和试验设备。1962年美国军标810中首先规定了随机振动试验方法。1964年英国国防部标准07-55中也提出了随机振动试验。1973年IEC公布了四个具有不同再现性宽带模拟式随机振动试验方法，到上世纪90年代又公布了数字式随机振动试验方法。目前国内的随机振动试验已很普及，随机振动试验设备，特别是一般用途的随机振动控制仪价格也不高。 13.2 随机振动的描述 在随机振动试验中，由于振动的质点处于不规则的运动状态，永远不会精确的重复，对其进行一系列的测量，各次记录都不一样，所以没有任何固定的周期。在任何确定的时刻，其振幅、频率、相位都不能预先知道，因此就不可能用简单的周期函数和函数的组合来描述。图13-1为典型的宽带随机振动时间历程。

11 ADAMS_CAR模块详细实例教程(整车仿真分析篇)

11整车仿真 (234) 11.1整车装配模型 (234) 11.2整车仿真 (235) 11.3后处理曲线读取 (237) 11.4动画演示 (237) 11.4录制动画演示 (241) 11.5整车仿真调试 (241) 附例 (242) 233

《整车仿真分析篇》 11整车仿真 在Adams/Car环境下进行整车动力学仿真必须包含的子系统有： 前/后悬架 转向系统 前/后轮胎 车身 此外Adams/Car还会包含一个Test Rig（测试台）。在开环（Open-loop）、闭环（Close-loop）和准静态分析（Quasi-static）中必须选择._MDI_SDI_TESTRIG。用户可以在整车模型中包含其它的子系统，如制动子系统、动力系统等。 11.1整车装配模型 在Standard Interface界面菜单里选择File>New>Full_Vehicle Assembly。 在出现的对话框里输入自己取的整车装配体名称，在各个子系统栏目里右击鼠标，在自己的数据库里找到相应的各个子系统： 234

235 点击OK ，如图所示： 本例分析以双移线仿真为例，没有添加动力总成部分。 11.2整车仿真 从菜单选择Simulation>Full_Vehicle Analysis>Course Events>ISO Lane_Change 。

设定对话框如图所示： 点击OK，如果运算成功的话信息窗口如下： 236

11.3后处理曲线读取 方法和步骤请参照悬架分析篇 11.4动画演示 动画演示有两种方式： Review>Animation Controls 1）从菜单选择Array 设定动画控制如下： 237