1 概述

在實際生活中有大量的繩索類傳動運動形式。繩索類部件看似簡單，但是用計算機軟件對其模擬時卻存在較大障礙。以鋼絲繩為例，通常都是通過細長的鋼絲螺旋纏繞在一起形成，在工作時當施加拉力載荷于其上，除了材料自身的拉力作用外，各個鋼絲之間的外表面還有摩擦力的作用；并且在模擬鋼絲繩的變形狀態(tài)時，如彎轉(zhuǎn)、纏繞等，往往使用離散元的思想，將整條鋼絲繩離散成多個小段，各個小段之間再定義約束或柔性連接，這確實是一種較為現(xiàn)實的方法，但若用戶手動完成往往又需要很長的時間，且要求用戶對Adams軟件具有較高的使用水平。

為此MSC公司推出Adams/Cable模塊，方便用戶使用，提高建模效率，能實現(xiàn)對繩索類動力學問題的精確模擬。目前Cable模塊已經(jīng)集成到最新發(fā)布的Adams/Machinery機械包中，提升改進了操作界面和功能，更加方便用戶使用。

2 Adams Cable模塊介紹

AdamsMachinery Cable是一個高效的繩索滑輪專用工具，其主要功能就是滿足用戶對繩索類問題的快速建模與精確求解，模擬的對象包括各種鋼絲繩，傳送帶，膠片等傳動裝置。該工具對繩索滑輪系統(tǒng)進行快速建模及評估，可以精確計算繩索振動和張緊力，分析繩索滑移對系統(tǒng)承載能力的影響，通過添加或去除繩索長度的方式研究絞盤效果。

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  ADAMS Cable模塊的啟動界面

Cable模塊通過用戶向?qū)Ы缑鎸崿F(xiàn)繩索系統(tǒng)部件的自動化建模，按照向?qū)ы樞?，通過5個建模步驟，其中包含Anchor錨點、Pulley滑輪、Cable繩索的建模界面，用戶輸入?yún)?shù)即可快速生成繩索系統(tǒng)模型。

在建立Anchor時，使用一個Adams系統(tǒng)狀態(tài)變量作為Winch值，實現(xiàn)絞車的定義。

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  錨點建模對話框

通過分別定義滑輪的屬性和數(shù)量，生成滑輪模型。

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定義滑輪屬性和數(shù)量后生成的滑輪模型

在繩索建立對話框里，分別選擇起始錨點、終止錨點以及滑輪的纏繞順序（默認為逆時針方向），并設(shè)置繩索的參數(shù)，生成繩索模型。

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繩索建模和參數(shù)設(shè)置對話框

ADAMSCable提供兩種繩索的生成方式：simplified類型不考慮繩索的質(zhì)量和慣量，這種類型繩索沒有晃蕩姿態(tài)的模擬；discretized類型使用離散思想，將繩索離散成多個小單元，使用約束和力元進行關(guān)聯(lián)，根據(jù)定義的拓撲選項最小化系統(tǒng)自由度，并且需要根據(jù)滑輪直徑設(shè)置單元尺寸，這時是考慮質(zhì)量的，因此可以方便地模擬出繩索晃蕩姿態(tài)，并且還可模擬出繩索和滑輪的接觸力效果。

（1）simplified類型           （2）discretized類型

兩種類型的繩索仿真模型

3 應(yīng)用案例

    （1）通過Cable模塊建立Guide類型的繩索滑輪機構(gòu)，不僅能模擬出繩索與滑輪之間的接觸力，還能仿真其中一個滑輪的動態(tài)扭動，模擬更加真實的工作過程。

繩索滑輪機構(gòu)

（2）使用AdamsCable模擬吊裝設(shè)備的工作過程，可以方便地模擬出繩索在工作過程中的晃蕩現(xiàn)象。

吊裝設(shè)備仿真

4 結(jié)束語

AdamsMachinery Cable是一個高效的繩索滑輪專用工具，能對繩索滑輪系統(tǒng)進行快速建模及評估，可以精確計算繩索振動和張緊力，分析繩索滑移對系統(tǒng)承載能力的影響，通過添加或去除繩索長度的方式研究絞盤效果。另外，Adams/Cable還可以和Adams其他功能模塊一同使用，實現(xiàn)更為復雜的仿真分析。

5 參考信息

適用版本：Adams2013.1及以后版本