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ADAMS小技巧
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在adams中通过添加什么约束，可以使两个物体相遇时运动仿真停止？
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基于ADAMS的装载机工作装置的动态仿真
摘要随着计算机技术的发展，以CAD/CAE为支撑的装载机设计技术逐步得到发展并在具体型号的研制中得到应用，尤其是以ADAMS为代表的虚拟样机技术软件的出现，使得过去繁杂的动力学分析和求解过程变得简单起来。运用仿真技术分析装载机工作装置的动态特性，对于降低装载机的研发成本，提高装载机性能具有十分重要的工程意义。
关键词： ADAMS, 装载机, 工作装置, 动态仿真
AbstractWith the development of computer technology, the technology of design for the loader which is based on CAD/CAE is developed gradually and used widely in the research of specific models. The emergence of virtual prototyping, as represented by ADAMS, makes the past analysis and solution process of complex dynamics easier. It is great significance to reduce the price of research of the loader and improve the performance of the wheel-loader through analyzing the dynamic performance of the device equipment of loader by using the technology of simulation. This paper introduces the virtual prototyping into the field of the development of the device of the wheel-loader based on ADAMS, establishes the 3D model of the device in ADAMS software, and gets the dynamic characteristic curve of the device on the ground of classical dynamic software ADAMS. Under the basis, the virtual prototyping of the device added the flexible body is constructed, and also the dynamic characteristic curve of the device that contains the flexible body is obtained. It is proved that the virtual prototyping which contains the flexible body is closer to the actual physical prototype after the comparison of simulation result of the virtual prototype.
Key Words: ADAMS, loaders, working device, the dynamic simulation
目 录1 绪论 .................................................................................................................. 11.1课题的目的和意义 ................................................................................ 11.2 装载机的简介 ....................................................................................... 21.2.1 装载机的概述 ............................................................................ 21.2.2我国轮式装载机发展现状及趋势 ............................................. 41.2.3国外轮式装载机发展现状及趋势 ............................................. 61.3轮式装载机工作装置的结构类型 ....................................................... 61.4工作装置的设计要求 ............................................................................ 81.5本章小结 ................................................................................................ 92.ADAMS软件介绍 ......................................................................................... 102.1 ADAMS仿真软件介绍 ...................................................................... 102.1.1ADAMS主要特点及功能 ........................................................ 112.1.2 ADAMS各模块介绍 ............................................................... 122.1.3 ADAMS的相关科研应用 ....................................................... 152.2了解ADAMS基本操作 ..................................................................... 162.2.1建模基本知识 ........................................................................... 162.2.2认识ADAMS/View界面 ......................................................... 162.2.3几何建模的准备 ....................................................................... 172.2.4建模工具 ................................................................................... 172.2.5添加约束 ................................................................................... 182.2.6添加驱动 ................................................................................... 182.3本章小结 .............................................................................................. 193.应用ADAMS软件对装载机的工作装置进行刚体建模 ............................ 203.1建模简介 .............................................................................................. 203.1.1建模工具ADAMS/View简介 ................................................. 203.1.2创建模型要素及方法 ............................................................... 203.1.3建模对象 ................................................................................... 213.2ZL60装载机刚体模型的建立 ............................................................. 213.2.1启动ADAMS/View .................................................................. 22第 3 页
3.2.2拉杆建模 ................................................................................... 253.2.3
摇臂建模 ................................................................................ 323.2.4工作装置中其他零部件的建模 ............................................... 423.2.5装载机机体其他零件简图 ....................................................... 453.2.6建模遇到的问题与解决方法 ................................................... 473.3模型的装配 .......................................................................................... 473.4柔性建模 .............................................................................................. 523.4约束建模 .............................................................................................. 573.3.1约束简介 ................................................................................... 573.4.2添加约束 ................................................................................... 583.4.3添加驱动 ................................................................................... 613.4.4检验建模 ................................................................................... 623.4.5约束建模时需要注意的几点 ................................................... 633.5本章小结 .............................................................................................. 644应用ADAMS软件对装载机的工作装置进行仿真 .................................... 654.1简介仿真分析 ...................................................................................... 654.2施加运动和载荷 .................................................................................. 654.2.1 工作装置工况 .......................................................................... 654.2.2设定液压油缸的运动规律 ....................................................... 654.3仿真分析 .............................................................................................. 694.4刚性模型仿真曲线 .............................................................................. 714.4.1模型标记点在X-Y平面的位移轨迹 ...................................... 714.4.2刚性模型动力学运动学曲线 ................................................... 724.4.3加入柔性零件的运动学曲线 ................................................... 754.4.4刚性与加入柔性零件模型的运动学曲线对比与分析 ........... 764.5本章小结 .............................................................................................. 805结论与展望 ..................................................................................................... 815.1结论 ...................................................................................................... 815.2展望 ...................................................................................................... 81参考书目 ............................................................................................................ 82附录 .................................................................................................................... 831铲斗 ......................................................................................................... 831.1斗壁板、背板、弯板、筋板 ...................................................... 83第 4 页
1.2侧板、刀板、座板 ...................................................................... 901.3动臂耳板、拉杆耳板 .................................................................. 923.4铲斗总成 ...................................................................................... 942动臂 ......................................................................................................... 952.1横梁 .............................................................................................. 952.2耳板 .............................................................................................. 962.3动臂板 .......................................................................................... 972.4动臂总成 ...................................................................................... 98致
谢 ................................................................................................................ 99
1 绪论1.1课题的目的和意义随着21世纪世界经济和科学技术的飞速发展，市场竞争已由区域竞争扩大到全球化的竞争，并日益激烈。产品消费结构不断向多元化、个性化方向发展。而对变化莫测的市场需求，企业为了提高自身的竞争能力，必须尽快改变生产品种，更新产品设计，缩短新产品的研发周期，提高产品的设计质量，降低产品的研发成木，进行创新性设计，这样才能对快速多变的市场需求做出敏捷的响应，从而在市场竞争中获得相当的市场份额和利润。近代科学技术的发展，工程设计的理论、方法和手段都发生了很大变化。特别是近30年来，工程设计手段的先进与否、数字化程度的高低，在很大程度上决定了产品设计开发的周期、质量和成木。CAD技术是计算机应用于工程设计中最早和最成功的典范，它的出现和广泛使用将设计人员从费时、重复、繁琐的手工绘图方式中解放出来，不但提高了工程图纸的质量和绘制速度，而能在设计完成前由计算机预先显示产品最终的外形结构以供估价，更重要的是为设计人员将更多的时间和精力用于创造性的工作提供了条件，并为社会带来了巨大的效益。FEA(有限元)技术在工程设计过程中的应用，再次极大地改进了产品的设计手段，它可以帮助设计人员分析机械系统零部件的结构强度、刚度以及热特性和动态特性，进一步推动了CAD技术在各行业的应用。改革开放以来，国家对工程械行业实行了技术引进、消化、吸收、提高的产业发展政策，以期提高国内工程机械设计的水平。然而长期以来，工程机械的设计多采用以古典力学和数字为基础的半理论、半经验设计法、类比法和直觉法等传统设计方法，大多停留在静力分析和简化机构的动态分析阶段，设计周期长，反复多，并且一般的工程械设计人员基本上还是按照常规的设计步骤，在计算时对原结构及其受力与约束状态都作很大的简化，因而计算精度差，计算结果往往与实际情况相差很远，另外在验算机械结构的强度与刚度时，为了可靠起见，常常选择过大的安全系数，造成所设计的机械结构尺寸与重量偏大，并且在结构上要么强度差，要么消耗材料[f2l，对于样机缺乏系统水平上的理解。而且工程机械是在复杂的工况下工作的大型结构系统，其动态性能受多种因素影响，运动参数与载荷不能用一个简单的数学模型描述。以往设计方法都缺乏有效的理论工具，所以工程机械设计往往以静态设计为主，显然这些设计方法都具有局限性。要准确分析工程机械的动态性能，实验是最有效和直接的方法，它可以实际测量工程机械所承受的载荷和结构应力。国内外近年来正在开展动态仿真设计新方法在工程机械设计中的使用，即用计算机对机构和结构第
在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程进行仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和准确推断实际运行的各种数据，并对港口机械进行动态分析和计算。从工程机械自身的特点和虚拟样机本身的优势来考虑，在工程机械研制过程中引入虚拟样机技术，对于加快研制周期、降低研制成本、减少设计方面的失误都有重要意义。国内外近年来正在开展动态仿真设计新方法在工程机械设计中的使用，即用计算机对机构和结构在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程进行仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和准确推断实际运行的各种数据，并对工程机械进行动态分析和计算。从工程机械自身的特点和虚拟样机本身的优势来考虑，在工程机械研制过程中引入虚拟样机技术，对于加快研制周期、降低研制成本、减少设计方面的失误都有重要意义。本课题研究的目的：轮式装载机的工作装置是一种频繁进行铲掘、运输、提升和卸载等一系列运动的机械，在举升和翻转时，动载冲击引起的动力响应对工作装置、桥架结构产生的影响很重要。在工作状态下，工作装置承受复杂、剧烈的动力响应，这种复杂的动力响应在结构设计中必须认真考虑。对轮式装载机的工作装置在各种工况下进行结构动力学仿真模拟，得到所需要的结构动力学仿真数据，帮助设计人员发现并解决问题。从而使生产的产品最大可能的满足设计要求，同时也能节约开发费用，缩短开发周期，提高生产效率。1.2 装载机的简介1.2.1 装载机的概述装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。第
轮式装载机1.装载机的分类（1）按行走装置的不同，装载机分为轮胎式和履带式两种。轮胎式装载机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成，其结构简单图如图1.1所示。轮胎式装载机采用柴油机为动力装置，液力变矩、动力换档变速箱、双桥驱动等组成的液力机械式传动系统（小型轮胎式装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵，铰接式车架转向，反转杆机构的工作装置。履带式装载机以专用底盘或工业拖拉机为基础车，装上工作装置并配装原操纵系统而构成，如图1.2所示。履带式装载机的动力装置也是柴油机，机械式传动系统则采用液压助力湿式离合器或湿式双向液压操纵转向离合器和正转连杆机构的工作装置。（2）按使用场合不同可分为露天用装载机和井下用装载机（铲运机）。国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天轮式装载机，井下用铲运机是根据井下巷道的工作条件，对发动机的排污和消声，整机高度和工作装置以及驾驶操作系统的布置等提出特殊要求后，在露天用装载机基础上变形设计而成的。（3）按传动形式的不同可分为机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动四种。（4）按装载方式不同可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。（5）按转向方式不同可分为整体式和铰接式。第
1-行走机构；2-发动机；3-动臂；4-铲斗；5-转斗油缸；6-动臂油缸；7-驾驶室；8-燃油箱图1-2
履带式装载机1.2.2我国轮式装载机发展现状及趋势（1）国内轮式装载机发展现状我国轮式装载机行业起步较晚，其制造技术是陆续从美国、德国和日本等国家引进的。目前，我国轮式装载机生产技术水平只相当于发达国家20实际807 年代的生产制造水平。虽然目前国内轮式装载机生产厂家群雄并立，并且有增无减，但国内的企业自主开发创新能力较弱，产品更新换代以适应市场的能力较差，不能及时适应市场的需求。在生产制造上，工艺装备水平和生产能力低，造成关键零部件技术不过关，外观质量，操作的灵活性和舒适性方面与先进国家相比差距较大。目前，我过轮式装载机发展有一下特点。①缺乏高科技含量，产品质量不稳定，档次低：我国生产的轮式装载机的技术水平普遍偏低，高科技附加值少，产品档次低，属中等偏下水平。产品质量不稳定，国产装载机大故障的部位主要集中在传动系统，小毛病经常出现在液压系统。②设备的灵活性、舒适性较差：灵活性是反映装载机工作效率的一个重要指标。由于设计或制造等原因，各个零部件不能自如运作，工作起来笨拙不堪，现场讲是出工不出力、出力不出活儿。现场作业，其环境千差万别，特别是洞室、狭窄恶劣地段工作更需要灵活性，在这方面国外的大吨位设备也远比国内第
小吨位设备灵活得多。设备的舒适度是指驾驶员在操作设备作业时所感受的舒适程度，包括环保方面的排放标准和噪声大小等。国产产品驾驶室的噪声控制、密封问题都没有得到很好的解决。一些厂家试图在驾驶室里安装收录音等音响设备，其实在没解决设备噪声之前，这些都是徒劳的；同理，在没解决驾驶室密封问题之前，一切空调等通风换气设置都是没有任何意义的。③用途单一，产品规格中间大两头小：我国生产的轮式装载机所配备的附属作业装置有限，造成装载机使用功能少、用途单一。尽管已经生产出0.4～10t的装载机产品，但产量主要集中在1～5t范围内，无力生产微型级、大型级产品，造成了产品结构中间大、两头小的格局。（2）国内轮式装载机发展趋势尽管国产轮式装载机的技术水平与西方发达国家存在着很大的差距，但也应该考虑到历史和国情的原因。目前国产轮式装载机亦正从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，正在从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。其发展体现出一下一些趋势。1)大型和小型轮式装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快。2)各生产厂家根据实际情况，更新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构的强度及刚度，以使整机可靠性得到提高3)优化系统结构,提高系统性能。如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标及各铰点的防尘、工业造型设计，逐步引起最新的传动系统和液压系统技术，予以国产化、商业化，降低能耗，提高性能。4)利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节省能源、降低装载机作业成本。5)提高安全性，舒适性。驾驶员逐步具备FOPS和ROPS功能，通过国际安全要求的认证，达到国际市场的基本要求，获得进入国际市场的许可证。驾驶室内环境将向汽车方向靠拢，转向盘、桌椅、各操纵手柄处于最佳位置工作。6)降低噪声和排放，强化环保指标。随着人们环保意识的增强，许多大城市已经制定机动车的噪声和排放标准，工程建设机械若不符合排放标准，简要限制在该地区销售。7)广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、点、液一体化技术，提高产品寿命和可靠性。8)最大限度地简化维修，尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供排除问题的方第
法。1.2.3国外轮式装载机发展现状及趋势（1）国外轮式装载机发展现状在经历了50～60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式转载机技术已经达到相当高的水平。基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种智能系统已广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、检测监控、生产经营和维修服务等各个方面，使国外轮式装载机在原来的基础上更加“精致”，其自动化程度得以提高，从而进一步提高了生产率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低了噪声、振动和排污量，保护了自然环境，最大限度地简化维修、降低作业成本，使其性能、安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都能达到很高的水平。①产品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化发展；②采用新技术、新结构，产品性能日趋完善；今年开发的产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负荷传感液压系统、前后防滑差速器、多片湿式盘式制动器、行走颠簸减振等先进技术，并综合液压、微电子和信息技术制造，并应用了很多智能系统，工作装置连杆机构推陈出新，各种自动功能更趋成熟、完善。③发展多工种工作装置，不断满足市场需求；④易于维修、保养，注重环保；（2）国外轮式装载机的发展趋势综合上述现状和未来技术发展中将广泛应用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低柴油发动机的尾气排放量；研制无污染、经济性、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机-电-信一体化水平；在控制系统方面，将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置；普遍安装GPS定位与质量自动称量装置；开发“机器人式”装载机等。①系列化，特大型化；②多用途，微型化；③进一步普及应用液压技术，广泛应用与微电子、信息技术；④不断创新的结构设计；⑤更加重视安全性、舒适性和可靠性；⑥向节能与环保方向发展1.3轮式装载机工作装置的结构类型第
工作装置是装载机的重要组成部分，它由铲斗、动臂、连杆、摇臂、托架以及转斗油缸和动臂油缸等组成，如图1-3所示其工作装置的结构类型分为托架型和无托架型两种
b无托架式图1-3托架型1.托架型(图1-3a)托架式易保证平移性，但前端有自重较大的托架和转斗油缸，从而减少了载重量，故大型机上很少采用。2.无托架型(图1-3b)无托架型工作装置按杆结构数目的不同，可分为六连杆机构和八连杆机构。连杆的数目越多，使得铰点越多，结构复杂，因此超过八连杆的连杆机构在装载机上不采用。按连杆机构运动形式分为正转连杆机构(摇臂的转动方向与铲斗转动方向相反，如图1-4)和反转连杆机构。(摇臂的转动方向与铲斗转动方向相反，图1-1b)各类连杆机构的运动特点、铲起力大小和变化规律都不相同，如图1-2和图1-3所示
图1-4铲起力随铲斗倾角变化曲线
图1-5卸载速度随铲斗倾角变化曲线第
图1-6正转连杆机构(1)正转六连杆机构铰点少，构造简单，铲起力随Y角的变化曲线陡峭，因而在铲挖位置转斗时，铲起力将急剧减小;其连杆传动比亦较小，当用在大型装载机上时，为提高连杆传动效率，需加大连杆尺寸，这将给结构布置带来困难，且影响司机视线，故这种连杆机构比较适用于建筑工地上建筑材料的装载和砂土材料的铲掘作业，但不适合于坚实物料的铲掘作业和搬运工作。(2)正转八连杆机构正转八连杆机构的铲起力曲线变化比较平缓(图1-3 )，动臂提升后，铲掘力变化小，铲斗收斗角变化亦小，因此铲斗在最下运输位置时，物料不会撒出，铲斗转斗卸料时，速度亦大(图1-3，亦易卸料。与六连杆相比，其铰点多，磨损后松动亦大，维修费时，但其传动比大，用在大型装载机上，可减小连杆尺寸，改善司机视野。(3)反转六连杆机构由于连杆布置上的原因，在铲掘位置时，传动角大(连杆与从动杆间的夹角)，转斗油缸又是大腔作用，因此能产生较大的铲起力。由(图1-3 )，可看出:1)其最大铲起力是在γ0时，故在铲掘位置转斗时，其铲起力是随γ角的增大而逐渐增加，以后亦略有增加。2)卸载时，转斗角速度小，易于控制卸料速度，减少卸料冲击，见图1-3，很明显，在卸载后期，卸载速度有所下降。3)动臂在升降时，收斗角变化不大，因而在不影响动臂最高位置时卸料角度的条件下，可增加运输位置时的后倾角，这样可提高装满程度，且减少运输时撒料情况。4)易于实现铲斗自动放平，提高工效综上所述，反转六连杆机构优点较多，得到广泛应用，特别是适合于坚实物料(矿石、原石)的采掘和搬运。我国ZL系列装载机大都采用反转六连杆机构型式。1.4工作装置的设计要求根据装载机的使用状况，一般地对其工作装置的设计要求主要包括以下几个方而:第
1.铲运功能铲斗运动轨迹符合作业要求并正常完成铲掘、装卸功能。2.平移性动臂提升过程中铲斗保持平移运动，以免铲斗中物料撒落。3.掘起力希望铲掘力大，日铲掘时掘起力变化规律符合工作要求。4.干涉性工作机构各构件之间不允许发生运动干涉。5.传动角传动角符合某限制范围，以保证工作装置的传力性能良好。6.机构效率机构传动省力，作业时消耗功率要尽量小。7.自动放平从最高卸料位置到最低铲掘位置时，铲斗能自动呈插入料 堆状态。8.卸载性满足卸载高度和卸载距离要求，保证动臂在任何位置都能卸 净铲斗中的物料。9.总体布置要求工作装置的极限工作空间、最大卸料高度及最大卸料 距离等应满足整机性能要求。10.辅助要求在满足作业要求的前提下，工作结构简单、自重轻、受力合理、强度高;应保证驾驶员具有良好的工作条件，确保工作安全、视野良好、操作简单和维修方便。1.5本章小结本章节介绍了本课题的研究目的与意义，并对所要研究的对象装载机的概况做了简要的了解。着重介绍了装载机的发展趋势，并根据其本的研究方向了解了装载机工作装置的机构特点。
2.ADAMS软件介绍2.1 ADAMS仿真软件介绍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(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。ADAMS软件是世界上应用最广泛而且最具有权威性的机械系统动力学仿真分析软件。工程师、设计人员利用ADAMS软件能够建立和测试虚拟样机，实现在计算机上仿真分析复杂机械系统的运动学和动力学性能。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郎日方程方法，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，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成，如表3-1所示。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。
2.1.1ADAMS主要特点及功能一、 ADAMS主要特点有：ADAMS软件能够帮助工程师更好地理解系统的运动、解释其子系统或整个系第
统即产品的设计特性，比较多个设计方案之间的工作性能、预测精确的载荷变化过程，计算其运动路径，以及速度和加速度分布图等。ADAMS将强大的分析求解功能与使用方便的用户界面相结合，使该软件使用起来即直观又方便，还可以用户专门化。ADAM软件的特点如下：(1)利用交互式图形环境和零件、约束、力库建立机械系统三维参数化模型。(2)分析类型包括运动学、静力学和准静力学分析，以及线性和非线性动力学分析，包含刚体和柔性体分析。(3)具有先进的数值分析技术和强有力的求解器，使求解快速、准确。(4)具有组装、分析和动态显示不同模型或同一个模型在某一个过程变化 的能力，提供多种“虚拟样机”方案。(5)具有一个强大的函数库供用户自定义力和运动发生器。(6)具有开放式结构，允许用户集成自己的子程序。(7)自动输入位移、速度、加速度和反作用力，仿真结果显示为动画和曲线图形。(8)可预测机械系统的性能、运动范围、碰撞、包装、峰值载荷和计算有限元的输入载荷。(9)支持同大多数CAD, FEA和控制设计软件包之间的双向通信。二、ADAMSADAMS的功能：能够帮助工程师更好地理解系统的运动、解释其子系统或整个系统即产品的设计特性，比较多个设计方案之间的工作性能，预测精确的载荷变化过程，计算其运动路径，以及速度和加速度分布图等。2.1.2 ADAMS各模块介绍ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。1、 ADAMS软件基本模块：1）用户界面模块(ADAMS/View)ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、X－Y曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作。采用Parasolid内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力/力矩库，并且支持布尔运算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函数。除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数、接触函数、样条函数、力/力矩函数、合第
力/力矩函数、数据元函数、若干用户子程序函数以及常量和变量等。自9.0版后，ADAMS/View采用用户熟悉的Motif界面(UNIX系统)和Windows界面(NT系统)，从而大大提高了快速建模能力。在ADAMS/View中，用户利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一样方便地编辑模型数据，同时还提供了PLOT BROWS ER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(设计研究)、DOE(实验设计)及OPTIMIZE(优化)功能可使用户方便地进行优化工作。ADAMS/View有自己的高级编程语言，支持命令行输入命令和C++语言，有丰富的宏命令以及快捷方便的图标、菜单和对话框创建和修改工具包，而且具有在线帮助功能。ADAMS/View模块界面如图2-1所示。
ADAMS/View模块界面ADAMS/View新版采用了改进的动画/曲线图窗口，能够在同一窗口内可以同步显示模型的动画和曲线图；具有丰富的二维碰撞副，用户可以对具有摩擦的二维点－曲线、圆－曲线、平面－曲线，以及曲线－曲线、实体－实体等碰撞副自动定义接触力；具有实用的Parasolid输入/输出功能，可以输入CAD中生成的Parasolid文件，也可以把单个构件、或整个模型、或在某一指定的仿真时刻的模型输出到一个Parasolid文件中；具有新型数据库图形显示功能，能够在同一图形窗口内显示模型的拓扑结构，选择某一构件或约束(运动副或力)后显示与此项相关的全部数据；具有快速绘图功能，绘图速度是原版本的20倍以上；采用合理的数据库导向器，可以在一次作业中利用一个名称过滤器修改同一名称中多个对象的属性，便于修改某一个数据库对象的名称及其说明内容；第
具有精确的几何定位功能，可以在创建模型的过程中输入对象的坐标、精确地控制对象的位置；多种平台上采用统一的用户界面、提供合理的软件文档；支持Windows NT平台的快速图形加速卡，确保ADAMS/View的用户可以利用高性能OpenGL图形卡提高软件的性能；命令行可以自动记录各种操作命令，进行自动检查。2）求解器模块 (ADAMS/Solver)ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一，是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。ADAMS/Solver可以对刚体和弹性体进行仿真研究。为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。用户可以通过运动副、运动激励，高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。ADAMS/Solver新版中对校正功能进行了改进，使得积分器能够根据模型的复杂程度自动调整参数，仿真计算速度提高了30%；采用新的S12型积分器(Stabilized Index 2 intergrator)，能够同时求解运动方程组的位移和速度，显著增强积分器的鲁棒性，提高复杂系统的解算速度；采用适用于柔性单元(梁、衬套、力场、弹簧－阻尼器)的新算法，可提高S12型积分器的求解精度和鲁棒性；可以将样条数据存储成独立文件使之管理更加方便，并且spline语句适用于各种样条数据文件，样条数据文件子程序还支持用户定义的数据格式；具有丰富的约束摩擦特性功能，在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等约束中可定义各种摩擦特性。3）后处理模块(ADAMS/PostProcessor)MDI公司开发的后处理模块ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。既可以在ADAMS/View环境中运行，也可脱离该环境独立运行。如图3-2所示。ADAMS/PostProcessor的主要特点是：采用快速高质量的动画显示，便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性；使用树状搜索结构，层次清晰，并可快速检索对象；具有丰富的数据作图、数据处理及文件输出功能；具有灵活多变的窗口风格，支持多窗口画面分割显示及多页面存储；多视窗动画与曲线结果同步显示，并可录制成电影文件；具有完备的曲线数据统计功能：如均值、均方根、极值、斜率等；具有丰富的数据处理功能，能够进行曲线的代数运算、反向、偏置、缩放、编辑和生成波特图等；为光滑消隐的柔体动画提供了更优的内存管理模式；强化了曲线编辑工具栏功能；能支持模态形状动画，模态形状动画可记录的标准图形文件格式有：*.gif，*.jpg，*.bmp，*.xpm，*.avi 等；第
在日期、分析名称、页数等方面增加了图表动画功能；可进行几何属性的细节的动态演示。
ADAMS/Postprocessor的主要功能包括：为用户观察模型的运动提供了所需的环境，用户可以向前、向后播放动画，随时中断播放动画，而且可以选择最佳观察视角，从而使用户更容易地完成模型排错任务；为了验证ADAMS仿真分析结果数据的有效性，可以输入测试数据，并测试数据与仿真结果数据进行绘图比较，还可对数据结果进行数学运算、对输出进行统计分析；用户可以对多个模拟结果进行图解比较，选择合理的设计方案；可以帮助用户再现ADAMS中的仿真分析结果数据，以提高设计报告的质量；可以改变图表的形式，也可以添加标题和注释；可以载入实体动画，从而加强仿真分析结果数据的表达效果；还可以实现在播放三维动画的同时，显示曲线的数据位置，从而可以观察运动与参数变化的对应关系。2.1.3 ADAMS的相关科研应用ADAMS软件可以帮助改进各种机械系统设计，从简单的连杆机构到车辆、飞机、卫星甚至复杂的人体。例如，在航空和国防工业，ADAMS能够仿真分析飞机起落架、货舱门以及载重车辆和武器的动力学问题;在航天工业中，它能用于太阳能电池板的展开和回收过程的运动、动力分析;在汽车工业中，能用于卡车、越野汽车以及其他车辆的动力学分析;在生物力学和人机工程学领域，ADAMS能用于人机界面设计、事故重建、车辆乘员保护以及产品的人机工程学设计;在机电产品中，它能用于磁盘和磁带驱动器的设计、传真机以及电路断第
电器的设计;在健身娱乐产品中，它能用于健身自行车以及其他健身运动器材;在一般机械中，如电动印刷机、家用电器、电梯等都可以应用ADAMS进行设计和分析;在制造业和机器人的设计、材料加工设备、包装机械以及食品加工设备也都能够应用ADAMS;在铁路系统，ADAMS能够用于车轮与铁轨的相互作用分析以及车厢之间偶合的动力学问题。2.2了解ADAMS基本操作2.2.1建模基本知识ADAMS/View可以产生4种类型的几何体：刚性形体、柔性形体、点质量和地基形体。刚性形体的几何形状在任何时候都不会发生变化，在机械系统中将刚性形体称为刚性构建。刚性形体有质量和惯性矩。在力的作用下，柔性形体会发生变形，同刚性形体类似，柔性形体也有质量和惯性矩。点质量的体积为零，任何时候都保持静止。地基形体定义了地面坐标系的位置，在默认下，地基形体还是所有构件的速度和加速度的惯性参考坐标。2.2.2认识ADAMS/View界面第
ADAMS/Vi2.2.3几何建模的准备1)显示工作栅格平面，ADAMS/View绘制的物体平行于当前的工作平面，显示工作栅格平面有利于绘图。2）显示坐标窗口，以便可以了解点的坐标值。3）确认当前的单位设置是否符合要求。4）确定当前所绘几何形体属于:新的构建、向现有构建添加的几何形体、还是添加到地基上的几何形体。2.2.4建模工具ADAMS/View提供了丰富的基本形体建模工具库，调用几何建模工具通常有两种方法：1、在主工具箱选择工具图标2、通过菜单几何建模工具命令。具体见下图：第
1、使用 2、使用
3、使用Parasolid
4、具有布尔运算辑能
如： 拉出5IGES、Parasoild、
及STL等输入。6New Part ,
Add to Part,2.2.5
一个系统通常有多个构建组成，各构件之间通常存在着某些约束关系，即一个构建限制着另一个构建运动，两个构建之间这种约束关系，称为运动副。在ADAMS/View中运动副分为低副（Joints）、高副（Higher Pair Constraints）和基本副（Joint Primitives）3类，如下图：
2.2.6添加驱动在ADAMS/View中，在模型上定义的驱动是将运动副未约束的其他自由度做出进一步约束。从某种意义上说，驱动也是一种约束，只是这种约束是时间第
的函数。在运动副上可以添加的驱动有滑移驱动 和旋转驱动。2.3本章小结本章主要介绍了ADAMS/View的基本模块，建模的工具以及运动副的定义及驱动的简单介绍，具体的创建步骤和应用将在第3章和第4章中详细介绍。
3应用ADAMS软件对装载机的工作装置进行刚体建模3.1建模简介3.1.1建模工具ADAMS/View简介ADAMS/View是一个强大的建模和仿真环境,它可以建模、仿真并优化机械系统模型。ADAMS/View可快速对多个设计变量进行分析直到获得最优化的设计。在ADAMS/View中创建模型的步骤与通常创建物理模型的步骤是相同的。尽管列出的创建模型的步骤似乎是一次创建模型成功,然后再对模型进行测试并优化,但建议在创建整个模型之前先建立并测试模型的小的元件或子系统。例如,先创建一些小的模型部件,把它们联系在一起,然后运行简单的仿真以测试它们的运动，确保它们运动正确。一旦模型正确,再在其上添加更复杂的模型。刚开始会进展缓慢,但能在开始下一步之前确保每个子系统工作正常，为后续工作作好铺垫。3.1.2创建模型要素及方法1. 模型元素类型复杂机械系统模型主要由部件、约束、力（驱动）、力元等要素组成。ADAMS/View中的模型元素基本由这四类组成。(1）部件：也称作构件。部件分为刚性部件和柔性部件。刚性部件是几何形体在任何时候都不会发生改变，有质量属性和惯性属性。刚体的一种特殊形式是点质量体，即仅用质量，但没有惯性属性。柔性部件与刚性部件唯一不同的是其几何形体会发生改变；(2) 约束（驱动）：将不同的部件联接在一起的模型元素。如各种铰、运动副等。驱动有位移驱动和旋转驱动；(3) 力：力有单分量力和多分量力，还包括力偶；(4) 力元：包括弹簧、梁、衬套等。2. 创建部件创建部件有两种方式：一是通过在创建的机械系统中建立运动部件的物理属性来创建。部件分为刚性部件和柔性体部件，对这两种部件的创建方式有所不同。此外对具有不同几何实体类型的部件其创建方式也有所不同。刚体―― ADAMS/View提供几何构造工具和固体模型以便于创建刚体。也可第
以通过增加特性和进行布尔运算合并物体来优化几何形状。缺省情况下,ADAMS/View使用刚体的几何信息来定义其质量和转动惯量。也可以将质量和转动惯量以数值的方式输入。柔性体――使用ADAMS/View,通过创建间断的柔性连接件和输出载荷用来使用有限元工具。也可以通过使用ADAMS/Flex来导入复杂的柔性体工具。ADAMS/Flex以物理模型测试的方式来考察这些物体。二是在ADAMS/View中导入用三维造型软件建立的模型。ADAMS/Exchange 用来导入CAD几何信息以实际地观察模型的行为。ADAMS/Exchange可从其他使用标准格式如IGES,STEP,DXF/DWGHE Para solid的CAD软件中导入几何图形。3. 添加约束和驱动约束被用来定义零件连接方式以及零件之间相对运动。ADAMS/View提供了一个约束库,其中有:Idealized joints：如旋转副(hinge铰链)或移动副(sliding dovetail 滑动榫头)；Joint primitives：在相对运动上设置约束,如一个物体总是相对于另一个物体的平行移动约束；Motions generators：驱动模型以时间为函数运行一段距离,具有一定速度或加速度；Associative constraints：定义约束之间的运动,如配合或齿轮；Two-dimensional curve constrains：定义点或者曲线怎样沿另一条曲线运动。4. 增加力来控制零件运动施加力作用在模型上。这些力将引起零件运动在约束上的反作用力。ADAMS/View提供&作用力库&，其中包括：Flexible connectors：如弹性阻尼器和衬套；Special forces：如空气动力学作用力,提供经常遇见的预定义作用力； Applied forces：允许写入自己的方程式来代表力之间的关系。为了写好写方程式,它提供了一个功能函数编辑器,它能引导写出方程式,并能在将其添加到模型之前估计其函数值；Contacts：指出当模型运动中,物体之间在接触时所起的响应3.1.3建模对象装载机起始于20世纪60年代中期的Z435型（即后来的ZL50）。1978年，天工所根据机械部的要求，制订出以柳工Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由Z450（ZL50）演变而来。本次设计主要是以ZL60装载机的工作装置为蓝本进行刚体模型的建立。3.2ZL60装载机刚体模型的建立第
3.2.1启动ADAMS/View1. 启动ADAMS/View有两种方式启动ADAMS/View，用户还可以定制启动ADAMS/View的方式以及启动后的工作界面。在UNIX中启动ADAMS/View（1）在命令提示符后,输入命令以启动ADAMS工具栏,并按回车键。MDI提供的标准命令是adamsx,其中x是版本号,如adams12,就代表ADAMS12，然后出现ADAMS工具条；（2）单击ADAMS/View工具。在Windows中启动ADAMS/View（1）在“Start”菜单中,指向程序“Programs”,指向“ADAMS12.0”,指向“Aview”,然后选中“ADAMS-View”；（2）启动ADAMS/View后,出现ADAMS/View主窗口，如下图5-1所示。如果是定制用户窗口，则出现的窗口会是不同的。
图3-1 ADAMS/View主窗口在ADAMS/View主窗口中出现的基本元素包括:主工具箱、窗口标题栏、菜单栏、欢迎对话框、坐标系、状态条。2. 创建新的建模任务当启动ADAMS/View时,ADAMS/View显示一个欢迎对话框,有四个选项：创建一个新的模型、打开已存在的数据库（模型）、从文件导入、退出。第
当使“New Database”命令以创建新的模型数据库以保存模型时,ADAMS/View也显示欢迎对话框。欢迎设置对话框如下图5-2所示
图3-2欢迎对话框使用欢迎设置对话框:（1）按用户需要,选择下列选项之一,然后选择“OK”。create a new model――以一个新的模型数据库来启动一个新的模型任务。 open an existing database――打开一个已存在的模型数据库。Import a file――通过读入ADAMS/View命令文件或者ADAMS/Solver数据类型来开创一个新的模型任务。Exit――退出ADAMS/View而不作任何操作。（2）设置工作目录。ADAMS/View将保存所有文件于该目录中，也可以打开保存在该目录中已有的文件。可在任何时刻改变工作目录。（3）如果选择创建新模型,按以下步骤操作:在模型名字“Modal name”文字栏,输入要分配给新模型的名字。最多可输入80个字符。但不包括特殊字符,如空格或句点。选择新模型的重力设置。可选择:Earth Normal―设置向下的1G重力。No Gravity--关闭重力。Other―设置重力。在在欢迎对话框上选择“Ok”后, 出现重力设置对话框。 为模型设置单位。在所有的预置单位系统中,时间单位是秒,角度是度。可设置:MMKS--设置长度为千米,质量为千克,力为牛顿。MKS―设置长度为米,质量为千克,力为牛顿。CGS―设置长度为厘米,质量为克,力为达因。IPS―设置长度为英寸,质量为斯勒格(slug),力为磅。第
（4）选择“OK”ADAMS/View创建一个新模型。如果创建模型时选择了设置重力,就会出现重力设置对话框。3. 保存模型数据库通过使用“Save
Datebase”命令以ADAMS/View二进制文件保存当前模型数据库。以二进制文件保存模型数据库可以保存所有的模型信息,包括作的定制菜单和修改的界面。(1)选择下列操作之一:在“File”菜单中,选择“Save Database”。在标准工具栏,选择“Save Datebase”工具。如果文件早已存在,ADAMS/View出现一个消息框询问是否为当前数据库文件创建一个备份文件。（2）进行下列操作之一:Yes――创建已存在数据库的备份文件并保存数据库。但ADAMS/View创建了备份文件时,它会在文件扩展名后加一个百分号“%”(如:model.bin%)。No――以当前数据库内容覆盖已存在数据库文件而不作备份。Cancel―退出命令而不保存数据库。4. 撤销和重复操作撤销大部分ADAMS/View命令。ADAMS/View可记住最多10个操作。如,误删了一个节点,通过选择“Undo”来撤销删除。注意不能撤销如“File”菜单中的命令。撤销操作,下列操作中两者选一:(1）在“Edit”菜单中,选择“Undo”。(2）在主工具栏和标准工具栏中选择“Undo”工具快捷键:同时按住Ctrl+z。重复操作,下列操作中两者选一:（1）在“Edit”菜单中,选择“Redo”。（2）在主工具栏和标准工具栏中选择“Redo”工具。 。快捷键:同时按住Ctrl+Shift+z。5. 取消操作取消在ADAMS/View中做的任何操作，如退出对话框或绘图操作,停止动画或仿真。取消操作,在下列操作中两者选一:（1）在对话框上选择“Cancel”按钮。第
（2）按住“Esc”键或选择在状态条上“Stop”工具。6.退出ADAMS/View（1）在“File”菜单中,选择“Exit”。（2）如果没有保存工作,ADAMS/View将询问是否保存工作:保存工作并退出ADAMS/View,选择“OK”。如果想在当前目录中以新的名字保存模型,在“Filename”文字框中输入文件名；退出而不保存工作,选择“Exit,Don’t Save”；继续使用ADAMS/View,选择“Cancle”。注:如果退出ADAMS/View,而没有保存工作,通过使用aview.log文件来恢复工作。3.2.2拉杆建模一、设置工作环境(1) 工作网格（如图3-3）1.选择Seting\Working Grid菜单项，打开Working Grid Settings对话框；2.在该对话框中，将Size的X值设置为1000，Y值设置为500；将Spacing的X和Y的值均设置为10；3.单击OK按钮即成工作网格的设置。第
图3-3工作网格
图3-4光标位置显示(2)打开光标位置显示（如图3-4）选择View/Coordinate Window F4菜单项，或单击工作区域后按F4键。二.创建拉杆板1.右击按钮后点击命令，建立两个坐标点；2.右击坐标点选择该点，后在选择Modify按钮。在对话框Marker Modify中Locatine项更改坐标点的坐标为Marker1（0.0，0.0，0.0）、Marker2（720，0.0，0.0）3.单击工具按钮，展开选项区；4.选中Width并输入100，选中Depth并输入50；5.依次点击点Marker1、Marker2建立Part_2（如图3-5）；
图3-5建立Part_2第
6.右击按钮后点击命令；7.选中length并输入50，选中Radius并输入120；8.移动光标选中Marker1，建立圆Part_3；9.点击命令，选中length并输入50，选中Radius并输入95；10.移动光标选中Marker2，建立圆Part_4；（如图3-6）
图3-6建立圆Part_411.点击12.点击后单击查看零件侧视图； 在Distance中输入25；（如图3-7）
图3-7Translate面板13.选中Part_3、 Part_4向Z轴负方向移动；14.点击后单击查看零件主视图；15.右击单击按钮依次点击Part_2、 Part_3 合并Part_2和 Part_3；16.同理合并Part_2和 Part_4；（如图3-8）第
图3-8合并Part_2和 Part_417.右击单击在Radius填入50；18.选择需要倒角的棱单击右键倒角完成；（如图3-9）
图3-9倒角19.右击单击在Radius中填入65；20.单击零件表面选择点Marker1点击左键，挖出所需要的孔；21.
同理，右击
单击在Radius中填入55，单击零件表面选择点Marker2点击左键，挖出所需要的孔；（如图3-10）
图3-10.model_1.laganban第
22.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1.laganban；23.右键单击.model_1.laganban，选择part：laganban中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。三、创建孔径195毫米的贴板1.右击按钮后点击命令；2.选中length并输入12.5，选中Radius并输入112.5；3.移动光标选中Marker1，建立圆柱Part_3；4.右击单击在Radius中填入65；5.单击零件表面选择点Marker1点击左键，挖出所需要的孔；6.点击后单击查看零件侧视图；7.右键单击集合体选择Part：Part_3，单击copy8.点击在Distance中输入37.5；9.选中Part_4向Z轴负方向移动；10.在Distance中输入12.5选中Part_3向Z轴正方向移动；11.右击按钮后点击命令；12.依次点击Part_3 、Part_4将其连为一个整体；(图
图3-11.model_1. tieban19513.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1. tieban195；第
14.右键单击.model_1. tieban195，选择part：tieban195中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。四、创建孔径110毫米的贴板1.右击按钮后点击命令；2.选中length并输入25，选中Radius并输入160；3.移动光标选中Marker1，建立圆柱Part_4；4.右击单击在Radius中填入55；5.单击零件表面选择点Marker2点击左键，挖出所需要的孔；6.点击后单击查看零件侧视图；7.右键单击集合体选择Part：Part_4，单击copy8.点击在Distance中输入50；9.选中Part_5向Z轴负方向移动；10.在Distance中输入25选中Part_4向Z轴正方向移动；11.右击按钮后点击命令；12.依次点击Part_3 、Part_4将其连为一个整体；13.右击按钮后点击命令；14.在Width中输入2，选择所要倒角的边后单击右键；(图3-12)第
图3-12.model_1. Tieban11015.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1. Tieban110；16.右键单击.model_1. tieban110，选择part：tieban110中的Appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。五、将拉杆进行装配1.点击菜单栏Edit项从下拉菜单中选中Appearance，在其中找出model_1. Langanban、model_1. Tieban195、 model_1. Tieban110点击OK在弹出的对话框中的visibility中选择on；2.因为在制作时已将零件移到装配所需的位置，所以此时不需移动零件；3.右击按钮后点击命令；4.依次点击model_1. Langanban、model_1. Tieban195将其连为一个整体5.同理，右击按钮后点击命令；6.依次点击model_1. Langanban、model_1. Tieban110将其连为一个整体；7.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1. lagan；8.右键单击.model_1. lagan，选择part：lagan中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。至此零件拉杆模型制作完成。（如图3-13）第
图3-13拉杆模型3.2.3摇臂建模一、设置工作环境仿照3.2.2设置工作环境，将Size的X值设置为2000，Y值设置为500；将Spacing的X设置为20、Y值设置为10。二、创建侧板1.右击按钮后点击命令，建立五个坐标点；2.右击坐标点选择该点，后在选择Modify按钮。在对话框Marker Modify中Locatine项更改坐标点的坐标为Marker1（0.0，0.0，0.0）、Marker2（，0.0）、Marker3（928.0，203.0，0.0）、Marker4（889.0，-199.0，0.0）、Marker5（869.0、-769.0、0.0）；3.单击工具按钮，展开选项区；4.选中Width并输入180，选中Depth并输入46；第
5.依次点击点Marker1、Marker2建立Part_2（如图3-14）；
图3-14建立Part_26.右击按钮后点击命令；7.选中length并输入46，选中Radius并输入600；8.移动光标选中Marker4，建立圆柱Part_3；9.点击后单击查看零件侧视图；10.点击在Distance中输入23；11.选中Part_3向Z轴负方向移动；12. 点击13.右击后单击单击查看零件主视图； 按钮依次点击Part_2、 Part_3 合并Part_2和 Part_3；14. 右击单击按钮在Length中输入46；15.沿Part_2的下边沿画一个矩形将原来Part_3下半个圆框在其中；（如图3-15）；
图3-15画多边形Part_416.点击后单击查看零件侧视图；17.点击在Distance中输入46；18.选中Part_3向Z轴负方向移动；19. 点击后单击查看零件主视图；20.
单击按钮依次点击Part_2、Part_3 只保留Part_2不与 Part_3相交的部分；（如图3-16）
图3-16 Part_2第
21.右击按钮后点击命令；22.选中length并输入46，选中Radius并输入800；23.移动光标选中Marker5，建立圆柱Part_3；24.点击后单击查看零件侧视图；25.点击在Distance中输入23；26.选中Part_3向Z轴负方向移动；27. 点击后单击查看零件主视图；（如图3-17）
图3-17建立圆柱Part_328.
单击按钮依次点击Part_2、Part_3 只保留Part_2不与 Part_3相交的部分；（如图3-18）29.右击单击在Radius中填入91；30.单击零件表面选择点Marker3点击左键，挖出所需要的孔；第
图3-18切除31.依照步骤29、30依次在Marker1处挖R45的孔 ，Marker2处挖R50的孔；32．右击单击在Radius填入2500；33．选择需要倒角的棱单击右键倒角完成；34．依照步骤31、32依次完成R2000、R1200、R800的倒角；（如图3-19）
图3-19 Part_235.点击后单击查看零件侧视图；36.右键单击集合体选择Part：Part_2，单击copy37.点击在Distance中输入87；38.选中Part_3向Z轴负方向移动；39.选中Part_2向Z轴正方向移动；40.右击按钮后点击命令；41.依次点击Part_2 、Part_3将其连为一个整体；(图3-20)第
图3-20.model_1.ceban42.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1.ceban；43.右键单击.model_1.ceban，选择part：ceban中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。三、创建轴座1.右击按钮后点击命令；2.选中length并输入46，选中Radius并输入600；3.移动光标选中Marker4，建立圆柱Part_2；4.右击按钮后点击命令；5.选中length并输入46，选中Radius并输入600；6.移动光标选中Marker4，建立圆柱Part_3；7.点击后单击查看零件侧视图；8.点击在Distance中输入64；9.选中Part_2向Z轴负方向移动；第
10.依照步骤8、9将Part_3向Z轴负方向移动117.5；11.
单击Part_3；（如图3-21）
按钮依次点击Part_2、 Part_3 合并Part_2和
图3-21合并Part_2和 Part_312.右击单击在Radius中填入70、Depth中输入8；13.单击零件表面选择点Marker3点击左键，挖出所需要的圆槽；14.点击右击单击观看零件后视图；15.依照步骤12、13在零件背面挖出所需要的圆槽；16.右击单击在Radius中填入67.5；13.单击零件表面选择点Marker3点击左键，挖出所需要的圆孔；14.右击单击在Width填入1.5；15.选择需要倒角的棱单击右键倒角完成；第
16.在Width填入2；17.选择需要倒角的棱单击右键倒角完成；(如图
图3-22.model_1.zhouzuo18.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1.zhouzuo；19.右键单击.model_1.zhouzuo，选择part：zhouzuo中的Appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。四、创建筋板1.右击按钮后点击命令，建立一个坐标点；2.右击坐标点选择该点，后在选择Modify按钮。在对话框Marker Modify中Locatine项更改坐标点的坐标为Marker6（240.0，0.0，0.0）；3.右击单击在Length中输入600、Height中输入16、Detph中输入125；4.将光标移到Marker6处单击Marker6，创建Part_2；第
5.右击单击在Width填入20；6.选择需要倒角的棱单击右键倒角完成；7.点击后单击查看零件侧视图；8.点击在Distance中输入62.5；9.选中Part_2向Z轴负方向移动；（如图3-23）
图3-23 Part_210.点击后单击查看零件主视图；11.点击在Distance中输入16；12.选中Part_2向Y轴负方向移动；13.在Rotate About View Center面板的Angle中输入12，点击Rotate About View Center面板中间的按钮，然后选取Marker1点击该点；（如图3-24）14.选中Part_2点击Rotate About View Center面板逆时针旋转按钮；（如图3-25）第
图3-24Rotate About View Center面板
图3-25.model_1.jinban115.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1.jinban1；16．右键单击.model_1.jinban1，选择part：jinban1中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。筋板2依照筋板1的做法创建，并命名为.model_1.jinban2。五、创建贴板贴板1、2创建方法仿照3.3.2中第三节中所叙述的方法创建，并命名为.model_1.tieban1、.model_1.tieban2。六、装配摇臂1.点击菜单栏Edit项从下拉菜单中选中Appearance，在其中找出.model_1.ceban、.model_1.zhouzuo、.model_1.jinban1、.model_1.jinban2、.model_1.tieban1、.model_1.tieban2点击OK在弹出的对话框中的visibility中选择on；2.因为在制作时已将零件移到装配所需的位置，所以此时不需移动零件；3.右击按钮后点击命令；4.依次点击model_1. ceban、model_1. zhouzuo将其连为一个整体第
5.同理，右击按钮后点击命令；6.依次点击model_1. ceban、model_1. Jinban1将其连为一个整体；7.依次点击 model_1. ceban、model_1. Jinban2将其连为一个整体；8.依次点击 model_1. ceban、model_1.tieban1将其连为一个整体；9.依次点击 model_1. ceban、model_1.tieban2将其连为一个整体；7.右键单击几何体，点击Rename处，弹出对话框，修改零件名称.model_1. yaobi；8.右键单击.model_1. yaobi，选择part：yaobi中的appearence，在弹出的对话框中的visibility中选择off.如下图所示。隐藏刚创建的模块，为下一个创建做好准备。至此零件拉杆模型制作完成。（如图3-26）
图3-26拉杆模型3.2.4工作装置中其他零部件的建模由于建模过程的基本方法相同一、动臂第
页下面是动臂模型最终的装配图：（如图3-27）
图3-27动臂模型二、铲斗下面是铲斗模型最终的装配图：（如图3-28、3-29）
图3-28铲斗模型第
图3-29 铲斗实体模型三、液压缸下面是液压缸模型最终的装配图：（图3-30）
图3-30液压缸模型第
四、前车架下面是前车架模型最终的装配图：（图3-31）
图3-32前车架模型3.2.5装载机机体其他零件简图这些模型主要是为了使模型看起来更加真实制作的一些简单模型：一、车轮与车桥（如图3-33）第
图3-33车轮与车桥二、后部车体（如图3-34）
图3-34后部车体第
3.2.6建模遇到的问题与解决方法1.建模时打好孔的板或圆柱在装配合并时会出现孔的移位现象；解决方法：先做好模型不要打孔等合并好后在进行打孔。2.建模时无法在通孔中挖出台阶；解决方法：要注意模型的挖孔顺序，先挖浅的孔挖好后在打通孔。3.建模时无法进行相切等命令的实现；解决方法：在制作模型时可采用两个模型合并计算相切点的的办法实现有需要进行相切命令的模型的制作。3.3模型的装配因为1.
右击点击铲斗与动臂连接的安装孔的中心点位置建立参考点并命名为.zhuangzaiji.ground.POINT_A并查看该的坐标(-455.0,-210.0)；（如图3-35、3-36）
图3-35查看.zhuangzaiji.ground.POINT_A坐标第
图3-36.zhuangzaiji.ground.POINT_A坐标2.查看动臂与铲斗装配孔的中心点坐标后，右
击弹出Procision Move对话框，在Relocate the选项中选择Part并填入dongbi,在Translate填入移动距离，选择移动方向和移动的轴。（如图3-36、3-37）
图3-36Procision Move对话框.zhuangzaiji.ground.POINT
图3-37铲斗与动臂装配3.由于我们知道装载机前车架与铲斗的相对高度，所以我们可以计算出前车架与动臂安装孔中心点Y1
轴的坐标，然后右击
单击弹出Procision Move对话框，在Relocate the选项中选择Part并填入dongbi，在Relocate the下方的选项中选择About to、mmarker并填入动臂在.zhuangzaiji.ground.POINT_A位置的任意一点，然后选择Rotate填入旋转度数，点击Z轴进行多次旋转，直到第
动臂上与前车架的装配孔中心点的Y2轴坐标与Y1轴的坐标相同为止。4.
右击点击动臂上与前车架连接的安装孔的中心点位置建立参考点并命名为.zhuangzaiji.ground.POINT_B；5.依照步骤1、2、3、4的做法依次连接动臂与前车架（如图3-38）、动臂与摇臂（如图3-39）、铲斗与拉杆（如图3-40）、拉杆与摇臂（如图3-41）。注意：拉杆与摇臂连接时，先要计算拉杆与摇臂装配孔的位置，计算装配时所需旋转的角度。.zhuangzaiji.ground.POINT_B
图3-38动臂与前车架装配图第
.zhuangzaiji.ground.POINT_C图3-39摇臂与动臂装配图.zhuangzaiji.ground.POINT_D
图3-40铲斗与拉杆装配图第
.zhuangzaiji.ground.POINT
图3-41摇臂与拉杆装配图装载机工作装置整体装配完成图。（图3-42）
图3-42装载机工作装置第
图3-42ZL60装载机刚体模型的3.4柔性建模1在拉杆模型的两个装配孔的中心点分别建里点.zhuangzaiji.ground.MARKER_921与.zhuangzaiji.ground.MARKER_922；（如图3-43）
图3-43建立定位点2.依照拉杆板制作过程及数据建立模型；第
选择工具，在MARKER_921点的孔1处往外移动鼠标，当出现PART_42CSG_3008E8(center)时，单击鼠标左键，在孔1中心处创建辅助点MARKER_927，用同样的方法在孔2处移动鼠坐标，当出现PART_42CSG_3008E12(center)，单击鼠标左键，创建辅助点MARKER_928；
图3-44创建辅助点MARKER_927
图3-45创建辅助点MARKER_9284.在菜单选项中选择Tools&Plugin Manager命令，弹出安装插件对话框，在auto flex选项右侧选中Yes复选框，如图3-46所示，单击OK按钮，ADAMS/Auto Flex插件被加载进来。
图3-46ADAMS/AutoFlex插件对话框5. ADAMS/Auto Flex插件加载进来后，然后选择Build&Flexible Bodies&ADAMS/Auto Flex命令，弹出创建柔性提对话框，在Part to be meshed一栏输入PART_42，在Flex Body Type中选中Geometry单选按钮，然后选择第
Mesh/Properties 单选按钮，在Element Type 选项区域中选中Solid Tetra单选按钮，选中Stre
Analysis 复选框，其余采用默认值；（如图3-47、3-48）
图3-47选择ADAMS/Auto Flex命令
图3-48定义尺寸和材料属性6.关联Marker点，也称外连点，通常是指用来与其他构件发生作用的点，选中Attachments单选按钮，在Coordinate Reference中选择Marker点，方法是右击Pick Coord.Reference,在弹出的数据浏览器中选择ground&MARKER 921,在Selection Type选项区域中选择Cylindrical选项，在下面的半径文本框中输入55（这是前面定义的孔的半径），在End Location文本框中右击，在弹出的菜单中第
选择Reference Frame&Browse命令，在数据浏览器中选择ground&MAEKER 927,选中Symmetric复选框，单击Transfer IDs按钮，出现56noddes,单击List IDs可以进行查看。单击Append按钮追加一行，用同样的方法在数据浏览器中选择ground&MARKER 922在Selection Type 下拉列表框中选择Cylindrical选项，在End Location 文本框中选择ground&MARKER 928，单击Transfer IDs按钮，出现38nodes,如图7-10所示，单击List IDs可以进行查看。在Rigid/Ave.中可以输入0和1，0表示刚性，1表示均布，Rel.DOF确定外连Marker点释放的自由度，可以输入0~6之间的任意一数字，0表示没有释放自由度，6表示6个自由度全部释放。（如图3-49）
图3-49定义外连MARKER点7.最后单击OK按钮，完成柔性体的创建，在弹出的对话框中单击Backup按钮，自动在工作目录下完成柔性体文件，并生成创建的柔性体，如图3-49所示。
图3-49柔性体第
8.观看柔性体在工作装置中的应力应变。（如图3-50、3-51）
图3-50柔性体的应力应变
图3-51刚柔混合模型第
3.4约束建模3.3.1约束简介1. 约束分类约束是用来连接两个部件使他们之间具有一定相对运动关系。通过约束，使模型中各个独立的部件联系起来形成有机的整体。在ADAMS/View中，有各种各样的约束，大体上将其分为四类：基本约束：点重合约束（ATPOINT）、共线约束（INLINE）、共面约束（INPLANE）、方向定位约束（ORIENTATION）、轴平行约束（PARALLEL_AXES）、轴垂直约束（PERPENDICULAR）等常用铰约束：球铰（SPHERICAL）、虎克铰（HOOKE）、广义铰（UNIVERSIAL）、常速度铰（CONVEL）、固定铰（FIXED）、平移副（TRANSLATIONAL）、圆柱副（CYLINDER）、旋转副（REVOLUTE）、螺旋副（SCREW）、齿轮副等高副约束：曲线－曲线约束（CVCV）、点－曲线约束（PTCV）。驱动：按驱动加在对象类型上分：有点驱动和铰驱动；按驱动特点来分有：平移驱动和旋转驱动。2. 常用约束ADAMS/View提供了多种约束，但经常用到的有12种，通过这些运动副，可以将两个部件连接起来。被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。下表列出了这常用的12种约束。表3-1 常用运动副工具
3.4.2添加约束在刚体模型创建完成后，我们需要在刚体模型的基础上添加约束，使个个模型如真是的工作装一般连接。在ZL60装载机工作装置中我们需添加11个 旋转副（1～11）、3个平移副（12～14）、1个固定副（15）。（如图3-52）126 7 25 3 9141 8、10 13、14 15图3-52工作装置约束位置一、创建转动副1.单击按钮，展开选项区；
2.在下拉列表框中选择2Bod-1Loc和Normal To G（如图3-53）
图3-53设置参数3.依次单击动臂dongbi、铲斗chandou；4.单击动臂和铲斗的装配孔的中心点，转动副JOINT_1被创建；（如图3-54）
图3-54创建转动副JOINT_15.按照类似过程建立动臂和前车架的转动副JOINT_2；6.按照类似过程建立摇臂和动臂的转动副JOINT_3；7.按照类似过程建立摇臂和拉杆的转动副JOINT_4；8.按照类似过程建立拉杆和铲斗的转动副JOINT_5；9.按照类似过程建立转斗油缸和摇臂的转动副JOINT_6；10.按照类似过程建立转斗油缸和前车架的转动副JOINT_7；11.按照类似过程建立左动臂油缸和动臂的转动副JOINT_8；12.按照类似过程建立左动臂油缸和前车架的转动副JOINT_9；13.按照类似过程建立右动臂油缸和动臂的转动副JOINT_10；第
14.按照类似过程建立右动臂油缸和前车架的转动副JOINT_11；二、创建平移副1.右击单击按钮，展开选项区；2.在下拉列表框中中选择2Bod-1Loc和Pick F（如图3-55）
图3-55设置参数3.依次单击转斗油缸的缸臂与柱塞；4单击转斗油缸中心标记点，移动方向沿油缸坐标系X轴负向，建立转斗油缸缸臂与柱塞之间的平移副JOINT_12；（如图3-56）
图3-56缸臂与柱塞之间的平移副JOINT_125.按照类似过程建立左动臂油缸缸臂与柱塞之间的平移副JOINT_13；6.按照类似过程建立右动臂油缸缸臂与柱塞之间的平移副JOINT_14；三、创建固定副第
1.右击单击按钮，展开选项区；2.在下拉列表框中选择2Bod-1Loc和Normal To G（如图3-55）
图3-57设置参数3.依次单击前车架与大地；4.在前车架任意找一点点击创建固定副JOINT_15；（如图3-58）
图3-58创建固定副JOINT_153.4.3添加驱动分析装载机工作装置，在工作时的运动规律，可知我们需要添加2个平移驱动。1.单击移动图标，在speed选项中填入10.0，2.转斗油缸缸臂与柱塞之间的平移副JOINT_12，在缸臂与柱塞之间建立平行运动MOTION_1；（如图3-59）第
3.按照类似过程建立动臂油缸的缸臂与柱塞之间建立平行运动MOTION_2；
图3-59缸臂与柱塞之间建立平行运动MOTION_13.4.4检验建模为了保证仿真分析的顺利进行，在进行仿真分析之前，应该对样机模型进行最后的检验，排除建模过程中隐含的错误。一般样机模型容易出现的错误为：（1）检查不恰当的连接和约束、没有约束的构件、无质量构件、样机的自由度等。（2）进行检查所有的约束是否被破坏或者被错误定义，通过装配分析有助于纠正错误的约束。对于这些潜在的错误，用户可以充分利用ADAMS/View提供的模型检查功能进行样机模型检测：（1）对于第一种可能的错误，用户可以利用模型自检工具。（2）对于第二种可能的错误，用户可以进行装配分析。（3）此外在进行动力学分析之前，最好先进行静态分析，以排除系统在启动状态下的一些瞬态响应。ADAMS/View提供了一个功能强大的样机模型自检工具，右键点击Adams/View
界面右下角
下面结果如图3-60； 出现中的进行样机模型自检，出现第
图3-60样机模型自检信息表结果为：11个移动部件、11移动副、3个平移副、1个固定副、2个平移驱动。3.4.5约束建模时需要注意的几点（1）建模时，尽量使用一个运动副来完成两部件之间的连接，如果有多个约束添加到两个部件上，每个约束的自由度有可能会重复，这样会导致意外结果。模型中多余的约束不影响仿真运行，但建议还是去除掉多余约束。此外还有约束的方向问题。因此在建模时，可以在添加一个约束之后进行仿真一次，以检查是否有约束错误。（2）在没有作用力的状态下，通过运动学分析来检验样机。如果可能的话，建议在进行样机的动力学分析之前，先进行运动学分析，通过进行运动学分析，可以确定样机在施加作用力之前，各种约束是否正确。有时，为了进行运动学分析，需要添加一些临时约束。（3）通过ADAMS/View提供的模型检查功能（在Tools菜单，选择Model Verify命令）对模型的自由度进行检查。（4）设置驱动时，选择部件的时候一定要注意部件选择的顺序。（5）如果要将两个部件固定在一起，可以定义一个不随时间变化的零值速度。（6）如果在初始状态，所定义的速度产生非零的加速度，这对动力学仿真第
没有影响，但是，如果此时对有关加速度和速度设置了传感器，则在开始的2~3步的内部迭代运算过程中，传感器就会检测到错误的结果，而产生误动作。（7）如果样机系统的自由度为零，而且含有用速度或加速度表达式定义的速度，则该系统不能进行运动学分析，只能进行动力学分析。3.5本章小结本章主要应用介绍如何ADAMS软件中ADAMS/View用户界面模块进行装载机工作装置的建模，对建模过程中的个个零件的建模过程进行了详述，对建其中遇到的问题及解决方法进行了阐述，还针对模型装配过程进行了简明的介绍。本章最后对柔性建模和约束建模进行了介绍，并对提出了约束建模所需注意的几点。
4应用ADAMS软件对装载机的工作装置进行仿真4.1简介仿真分析仿真分析是指把真实环境中的运动情况拿到电脑中进行模拟，获得必要的参数以帮助用户开发出物理原型，这样节省时间，提高效率，更关键的是节省了成本。利用ADAMS/View可以对样机进行仿真分析，该样机即是用户已经建立好的模型。进行仿真之前，用户必须做好以下方面的工作：a、确定仿真分析要求获得的输出。ADAMS/View提供了一些常用的默认输出，这些输出在进行仿真分析以后，会自动产生。ADAMS/View同时允许用户采用测量和指定输出的方式，自定义一些特殊的仿真输出。b、检查初始条件是否正确，模型是否正确。c、仿真分析控制参数的设置，例如：分析类型、时间、分析步长、分析精度等。d、开始对样机进行仿真分析。在仿真分析过程中或许会出现意想不到的错误，用户可以根据消息窗口提示进行改进。4.2施加运动和载荷4.2.1 工作装置工况装载机作业工况不同，工作装置受理情况也不一样。根据装载机工作装置受力分析，工作装置构建受力最大的典型工况有六种。本研究只考虑其中对称垂直受力工况。本研究所给定的垂直铲掘阻力为181.1kN、铲斗最大举升物重为60KN。4.2.2设定液压油缸的运动规律一、STEP函数简介阶跃函数是一般数学计算中常用的函数，也是振动分析中的一类典型输入，因为具有特定的频率响应特性而广为采用。阶跃函数的形式为：STEP (x, Begin At, Initial Function Value, End At, Final Function Value)。其中x为自变量，当x小于Begin At值时，因变量的值为初始值Initial Function Value；当x大于End At值时，因变量的值为终止值Final Function Value；当x在初始值和终止值之间时，因变量依据一定规律光滑过渡，避免出现数值第
过渡突变、微分值不连续。各个油缸间的驱动方程，以ADAMS中提供的阶跃函数STEP函数来表示，其中阶跃函数的设置格式为：STEP(A，x0，h0，x1，h1)式中A―函数自变量time。。x0―函数自变量的初始值，即油缸运动的初始时间。x1―函数自变量的最终值，即油缸运动的终止时间。h0―函数的初始值，即油缸运动的初始距离。h1―函数的最终值，即油缸运动的终止距离。二、运动、动力规律的STEP函数根据铲斗油缸的STEP函数表达式为：STEP( time , 0 , 0 , 3 , -197 )+STEP( time , 10,
0, 12 , 400)+STEP( time, 12 , 0 , 17 , -197 )动臂油缸的STEP函数表达式为：STEP( time , 3 , 0 ,10 , 900 )+STEP( time , 12 , 0 , 17 ,-900 )在工况下加斗齿部位施加垂直向下铲掘阻力forcel STEP函数表达式为： STEP( time , 0 , 0 , 0.5 , -181100 )+STEP( time , 0.5 , 0 , 3.2 , 188100 ) 在铲斗的重心上施加物料重力force2的STEP函数表达式为：step( time , 2.5 , 0 , 3.2 , 60000 )+ STEP ( time , 10 , 0 , 12 , -60000 )三、添加油缸运动规律1.用右键单击铲斗油缸中的驱动MOTION_1，点击驱动约束名字后面的浮动菜单中选择“Modify”，进入驱动约束修改对话框；（如图4-1）第
图4-1打开驱动约束修改对话框2.在对话框中有一项“Function(time)”是描述该驱动约束的函数，其后面的文本框就是输入运行函数表达式的地方。在接受表达式的文本框处右击，出现下拉式菜单后在其中选择“Function Builder”；或者在接受表达式的文本框后面单击“…”按钮，都可以进入建立运行函数表达式对话框。（如图4-2）
图4-2驱动约束修改对话框3.在该对话框中输入表达式，然后单击“OK”完成操作；（图4-3）第
图4-3函数表达式对话框4. 按照类似过程添加动臂油缸函数表达式。四、根据工况施加外力1.施加垂直与铲斗铲齿铲掘阻力，右击按钮然后单击点击铲斗，选择斗齿中心点，单击右键在对话框中选择Y方向完成铲掘阻力SFORCE_1的添加；（如图4-4）
图4-4铲掘阻力SFORCE_12.其余修改施加力STEP函数仿照驱动约束修改方法进行；第
3. 施加物料重力STEP函数，仿照上述步骤进行。4.3仿真分析1选择主工具箱选择仿真工具图标，这时主工具箱的下半部分将转变为仿真分析参数设置对话栏，如图4-5所示。在这个对话框中有仿真类型的设置、仿真时间的设置、步长的设置；
4-5参数设置对话栏2.在End Time填入17，在Step Size填入0.1；3.点击模型开始按所设定的参数运行如图；（如图4-5、4-6、4-7、4-8）
图4-5水平插入第
图4-6铲掘结束
图4-7举升到最大高度第
图4-8卸载结束4.4刚性模型仿真曲线4.4.1模型标记点在X-Y平面的位移轨迹1点击按钮弹出，打开ADAMS/PostProcessor模块窗口；2.点击菜单栏view项点击Load Animation,插入装载机模型；(如图
图4-9点击Load Animation第
3.在Trace Marker中填入铲斗斗齿的中心点名称点击运动轨迹；
后再点击记录
图4-10 X-Y平面的位移轨迹4.4.2刚性模型动力学运动学曲线1点击按钮弹出，打开ADAMS/PostProcessor模块窗口；2.在ADAMS/PostProcessor窗口的 “Source”栏中选中“Objects”,在“object”栏中选中”chandou”,在“Characteristic” 栏中选中”CM_Position”,在“Component”栏中选中“X”或“Y”，然后按下“Add Curves”按钮就可以得到铲斗中心沿“X”或“Y”方向的位移曲线；（如图4-11）
图4-11铲斗中心沿“X”轴“Y”轴方向的位移曲线2.按照同样的方法得到铲斗中心的速度加速度曲线；（如图4-12，4-13）
图4-12铲斗中心的速度曲线由零点到A点是在铲斗油缸独立驱动下完成铲掘动作，由A到B是有动臂油缸和铲斗油缸联合作用下举升动作。B到D是由铲斗油缸独立作用完成的卸载动作，D到E是在动臂油缸和铲斗油缸联合作用下的复位动作。C点为铲斗第
卸载时到达最大点位置。
图4-13铲斗中心的加速度曲线3.依照位移曲线制作过程制作铲掘阻力物料重力曲线；（如图4-14、4-15）
图4-14铲掘阻力曲线
图4-15物料重力曲线第
4.4.3加入柔性零件的运动学曲线1.加入柔性体后先仿照4.3进行仿真分析；2.在仿照4.4.2的曲线制作过程得到位移、曲线速度加速度曲线；（如图4-16、4-17、4-18）
图4-16加入柔性体的铲斗中心沿“X”轴“Y”轴方向的位移曲线
图4-17加入柔性体的铲斗中心的速度曲线第
图4-18加入柔性体的铲斗中心的加速度曲线4.4.4刚性与加入柔性零件模型的运动学曲线对比与分析为了直观的展示两种曲线的区别，以下将两种曲线放在同一张图上进行对比，如图4-19、4-20所示：
图4-19速度对比图从图4-19上截取放大一些曲线如图4-20、4-21、4-22、4-23；第
图4-20速度对比图截图
图4-21速度对比图截图
图4-22速度对比图截图第
图4-23速度对比图截图
图4-24加速度对比图在图4-24上上截取放大一些曲线如图4-245、4-26、4-27；
图4-25加速度对比图截图第
图4-26加速度对比图截图
图4-27加速度对比图截图
对比分析：（1）当铲掘动作结束时，铲掘阻力消失，动臂油缸开始运动。此时铲斗的平衡消失，要重新回到里的平恒使速度稳定需要一定时间，所以速度和加速度会出现波动如图4-20、4-25，我们可以看到刚性曲线出现抖动但立马恢复平滑曲线，柔性曲线则需要一段时间；（2）当举升动作结束时，动臂油缸的停止工作铲斗油缸仍在继续运动，原有的平衡被打破，而所拉杆为钢板会被压缩，产生形变加大不稳定因素，使速度，加速度不断变化如图4-21、4-26，我们可以看到刚性曲线是平滑的而柔性曲线则有震颤；（3）当卸载达到最大位置时，铲斗的物料卸载接近完成而此时铲斗有很大的惯性当到达最大位置拉杆限制铲斗继续运动，由于拉杆会产生形变，所以铲斗的运动会不断的变化如图4-22、4-27，刚性曲线是光滑无颤动的，而柔性曲线抖动则非常厉害；（4）当卸载结束复位时由于铲斗是空载，此时铲斗油缸和动臂油缸所通过第
连杆传递的力并不能完全平衡的作用在铲斗上，所以铲斗的运动并不是平稳的如图4-23、4-27，所示刚性曲线则为刚滑曲线，而柔性则有微小震颤。从分析和对比图中我们可以看到刚性模型的曲线比较光滑，而加入柔性零件的曲线图波动相对于刚性的曲线就大得多。我们还可以的从曲线中看到当铲掘完成（即铲掘阻力消失）时铲斗卸载时，铲斗复位时，速度和加速度曲线变化都相当大，这可以说明模型所做出的曲线符合装载机的运动规律。而且我们也可以看出加入柔性零件所做出的曲线在个个状态下都会做出相应的反映，且柔性曲线基本上围绕刚性曲线上下。刚性模型是则是在理想状态下建立的模型，在仿真过程中刚体不会发生形变从而产生平滑曲线。加入柔性体的模型曲线会因为柔性零件受力的不同产生形变造成速度和加速度的波动而里了理想状态。所以我们可以说有柔性体的曲线更接近实际曲线。4.5本章小结本章主要介绍应用ADAMS/PostProcessor绘制装载机工作装置的运动学和动力学仿真结果曲线图及对曲线图进行处理，用ADAMS/ PostProcessor制作出了刚体模型与加入柔性零件模型不同曲线的对比，使之可以清晰的分析曲线得到结果。
5结论与展望5.1结论1.刚体模型是理想状态下的模型，它所产生的曲线也是装载机工作装置的理想曲线。2.加入柔性体的模型所得到的曲线比刚性模型的更接近真实的装载机工作曲线。5.2展望装载机工作装置仿真是一个老课题，
参考书目[1]
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