設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能

在實際工程中,經(jīng)常有間隙檢測需求,比如車輛前輪工作狀態(tài)下與周圍空間的間隙測量、飛機(jī)起落架收起時與周圍空間的間隙測量、衛(wèi)星等有效載荷與火箭包圍空間的間隙檢測等。Adams能夠提供間隙檢測的功能,在使用時定義也非常方便,只需要選擇有可能干涉的幾何體,不論是剛體還是柔體,即可完成定義,根據(jù)幾何體空間的外表面或者頂點進(jìn)行干涉檢查,獲得兩者之間的間隙檢查,具體使用時可以在前處理或者后處理中進(jìn)行定義。本文主要針對前后處理器中的間隙使用以及需要注意的問題進(jìn)行闡述。


設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖1

1.前處理間隙設(shè)置及實時求解

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖2


在前處理器中,即Adams View環(huán)境下可以進(jìn)行間隙的設(shè)置,然后在仿真過程中進(jìn)行間隙檢測的實時計算。具體操作、功能按鈕如下圖所示:

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖3
設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖4

在上述對話框中,只需要選擇間隙類型,比如剛體與剛體、柔體與柔體或者剛體與柔體,再選擇對應(yīng)的幾何體即可完成定義,可以根據(jù)需要設(shè)定Threshold間隙閾值。其中,該間隙閾值需要注意,默認(rèn)為0,如果設(shè)置為某值,間隙計算將進(jìn)行粗糙或精細(xì)兩種計算,當(dāng)兩個物體對應(yīng)的包圍盒之間的距離大于設(shè)置值,進(jìn)行粗糙間隙計算;反之進(jìn)行兩個物體對應(yīng)的具體幾何之間的精細(xì)間隙計算。因此,可以充分利用設(shè)置間隙閾值提升計算效率。

在前處理中完成間隙的設(shè)置后,需要提交仿真任務(wù),在仿真過程中或結(jié)束后查看間隙結(jié)果,同時,間隙測量的功能也可以同腳本仿真結(jié)合使用,當(dāng)然,間隙也可以用于優(yōu)化目標(biāo)等綜合應(yīng)用中。

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖5


需要注意,在進(jìn)行動畫展示時,兩個物體之間的最小間隙將會以一條白色線段表示,并且僅顯示精細(xì)計算的狀態(tài),如上圖所示。

在前處理中除了上述的間隙定義外,還可以利用Adams提供的函數(shù)庫,在Run-Time函數(shù)庫中有一系列的間隙函數(shù)可以調(diào)用。

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖6


設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖7

2.后處理間隙設(shè)置及求解

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖8


在后處理中一樣可以定義間隙,基于每一幀動畫研究兩個體之間的最小距離,同樣地,也會以白線的方式不斷更新對最小距離的捕獲,具體操作在菜單Tools->Clearance中,包含Create,Compute,Write三個子菜單。進(jìn)行間隙創(chuàng)建時,將打開如下對話框,可以進(jìn)行單個或批量間隙的定義。

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖9

其中,

? Name,是所定義間隙的名稱或前綴(多個間隙同時定義時);

? Maximum,主要是為了降低計算規(guī)模,當(dāng)兩個物體之間的最小距離超過設(shè)置值時,后處理不計算該間隙;當(dāng)進(jìn)行動畫展示時,距離超過設(shè)定值,兩物體間不體現(xiàn)白線;當(dāng)進(jìn)行報告生成時,距離超過設(shè)定值,后處理展示的是該設(shè)置值而非實際距離;

? Method,主要是最小距離計算的方法,一種以幾何外包絡(luò)面進(jìn)行最小距離計算;一種以頂點進(jìn)行最小距離計算。

當(dāng)進(jìn)行間隙計算時,需要注意本次仿真所形成的幀數(shù)對獲得精確結(jié)果有較大影響,所以,如果要進(jìn)行間隙計算,最好形成較為豐富的素材,即幀數(shù)。如下所示,后處理的間隙計算有賴于前面完成的仿真結(jié)果:

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖10
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設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖12

上圖分別為300個小球與滾筒的間隙模型以及1號球體與滾筒的間隙曲線。可以看到在模型中,每個時刻的間隙狀態(tài)以及曲線的時間歷程曲線。


設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖13

3.間隙應(yīng)用注意問題

設(shè)計仿真 | Adams間隙檢測功能的圖14


Adams提供的間隙測量功能有非常好的實際工程應(yīng)用價值,在具體操作上分為了前處理和后處理兩類方法,各有自身的特點和應(yīng)用環(huán)境。

前處理中的間隙檢測功能更多是用于優(yōu)化分析或者與傳感器或微分狀態(tài)變量等相關(guān)的綜合應(yīng)用中,核心要求是需要求解器同時運行。后處理中的間隙檢測功能更多就是進(jìn)行后處理分析,這個包含的方面比較廣泛,非常適合大規(guī)模間隙檢測的情況。

當(dāng)模型中的間隙測量個數(shù)較少時,前后處理兩種方式都可以使用,因為占用的時間比較少。可是,當(dāng)間隙檢測的數(shù)量比較多時,像前述模型中有300個,此時盡量使用后處理的方式完成,甚至可以有針對性的選擇更少個數(shù)的檢測完成應(yīng)用。當(dāng)然,為了提升效率可以有針對性的選擇設(shè)置間隙閾值配合使用。

模型中間隙檢測數(shù)量較多時,建議使用后處理中的方式完成應(yīng)用的原因還有一個,就是期望模型的計算和間隙的計算分開進(jìn)行。如果將模型計算和間隙計算同時進(jìn)行,求解器的效率發(fā)揮不出來,不能使用并行計算的功能。當(dāng)然,不論前后處理哪種間隙測量的應(yīng)用還是要盡量減少間隙測量的個數(shù)。

文章來源:海克斯康工業(yè)軟件

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