Adams零件的案例
基于ADAMS的盤形軋制零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化與故障診斷方法
摘 要：為研究在不新建軋制生產(chǎn)線的情況下實(shí)現(xiàn)小批量盤形零件的快速生產(chǎn)的方法，運(yùn)用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(ADAMS)實(shí)現(xiàn)盤形軋制零件結(jié)構(gòu)建模，并利用交叉相關(guān)能量比熵與融合門控周期裝置與雙向門控周期裝置的BiGRU-GRU網(wǎng)絡(luò)，提出盤形軋制結(jié)構(gòu)零件早期故障診斷方法，并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)優(yōu)化與故障診斷效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析中的5 mm螺桿在0.1～1.0 s存在頻繁的波動(dòng)。早期故障診斷方法分析中，交叉相關(guān)能量比熵優(yōu)于其他指標(biāo)方法，BiGRU-GRU網(wǎng)絡(luò)均方誤差為7.69×10-3,平均絕對(duì)誤差為5.06×10-3,均低于對(duì)比網(wǎng)絡(luò)。綜合來(lái)看，提出的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案具有科學(xué)性，而早期故障診斷方法具備有效性，對(duì)于盤形軋制零件生產(chǎn)具有重要意義。
關(guān)鍵詞：ADAMS;盤形軋制零件;故障診斷方法;交叉相關(guān)能量比熵;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;
0 引言
軋制成形在零部件加工運(yùn)用中具備較高的效率，這種制作方法能有效降低整體構(gòu)件的成型負(fù)荷，從而使成形工藝更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制[1,2,3]。POURSAFAR等[4]針對(duì)軋制成形中的相關(guān)優(yōu)化修改問題，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出了產(chǎn)品回彈的預(yù)測(cè)方法；毛華杰等[5]為了解決帶縱筋平板軋制成形中的難度問題，提出了新型的軋制成形方法；謝亞琳等[6]針對(duì)T型環(huán)軋制成形中填充困難等問題，利用有限元模型的相關(guān)軟件提出了解決該問題的方法。然而，諸多軋制成形的方法通常無(wú)法兼具適應(yīng)性，同時(shí)投資成本較大。因此，需要研究以不新建軋制生產(chǎn)線為目標(biāo)。本文利用計(jì)算機(jī)輔助三維交互A(CATIA)構(gòu)建三維模型，運(yùn)用交叉相關(guān)能量比熵等提出零件早期故障診斷方法，其目的是制造小批量的小零件，并兼有適應(yīng)性廣、投資低等優(yōu)勢(shì)，以此提高生產(chǎn)效率。
展開 案例 | Adams-EDEM聯(lián)合仿真預(yù)測(cè)軟土上軍事車輛的機(jī)動(dòng)性
Adams-EDEM 聯(lián)合仿真
當(dāng) MBD 模型與軟土 EDEM 模型集成時(shí)，傳統(tǒng)的車輛-路面作用力被車輛和土壤顆粒之間的相應(yīng)力所代替。MBD 模型在每個(gè)積分步驟提供幾何位置，然后 EDEM模型根據(jù)所采用的離散顆粒模型計(jì)算作用在設(shè)備零件上的顆粒力。然后，將每個(gè)幾何體上的合力傳遞回 MBD模型，MBD模型在隨后的動(dòng)態(tài)時(shí)間步長(zhǎng)中使用這些力。
聯(lián)合仿真的模型準(zhǔn)備
MBD 模型與 DEM 土壤模型集成的第一步是在各自領(lǐng)域驗(yàn)證每個(gè)模型。通過(guò)隔離初始驗(yàn)證階段，可以獨(dú)立測(cè)試每個(gè)模型，以確保特性符合期望的要求。
驗(yàn)證MSC Adams MBD 模型之后，下一步是確定哪些幾何體可能與軟土接觸。對(duì)于輪式車輛，這可能簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是四個(gè)輪胎。相反，履帶車輛將需要更多的接觸幾何體，包括履帶片段、連接器、車輪和車體。對(duì)于每一個(gè)包含相應(yīng)幾何圖形的 Adams 零件，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)GFORCE 元素，保存由 EDEM 土壤模型計(jì)算得出的力值。
EDEM 軟土顆粒必須設(shè)置好，以代表所需的 MBDEDEM 測(cè)試方案。例如，如果要求平坦的地形，則需要確定顆粒床的適當(dāng)尺寸。寬度應(yīng)足夠大，以確保任何橫向顆粒位移不會(huì)到達(dá)側(cè)面邊界，并且長(zhǎng)度應(yīng)足夠長(zhǎng)，可以執(zhí)行車輛操縱。
一旦EDEM 顆粒準(zhǔn)備完畢，車輛幾何體將從 Adams 模型導(dǎo)出，然后導(dǎo)入到EDEM 中。導(dǎo)入幾何體，以便為每個(gè)對(duì)應(yīng)的 Adams 零件有單個(gè) EDEM 幾何體生成。隨著 Adams 和EDEM 模型準(zhǔn)備好進(jìn)行仿真，最后一步是定義一個(gè)用于模型集成的通信協(xié)議。Adams 聯(lián)合仿真接口 (ACSI)是一個(gè)框架，可通過(guò)配置腳本和相應(yīng)的粘合代碼在 Adams 與其它軟件之間提供拓?fù)浣涌凇CSI 控制聯(lián)合仿真，允許異步通信以及各種內(nèi)插和外推算法。
展開 《ADAMS實(shí)例教程》
【基本信息】 ISBN：781045890 229 系列：計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)例教程叢書 尺寸：小16開 印張：15 字?jǐn)?shù)：359000 印次：1 印刷時(shí)間：2002/07/01 用紙：膠版紙 版次：1 附件：圖
【內(nèi)容提要】
在本書各個(gè)章節(jié)中，結(jié)合大量的工程實(shí)例，通過(guò)圖形化的說(shuō)明和具體操作過(guò)程，介紹了ADAMS軟件的設(shè)計(jì)流程、在動(dòng)力學(xué)仿真分析方面的應(yīng)用、ADAMS軟件的二次開發(fā)以及ADAMS軟件與控制軟件和有限元分析軟件的接口等等。通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，可以使您熟練地使用ADAMS軟件并進(jìn)行產(chǎn)品的系統(tǒng)分析。
【目錄】
第一章 ADAMS的界面
1 ADAMS簡(jiǎn)介
2 ADAMS的界面
3 ADAMS的零件庫(kù)
4 ADAMS的約束庫(kù)
5 ADAMS的設(shè)計(jì)流程
6 ADAMS的分析和計(jì)算方法
第二章 ADAMS應(yīng)用基礎(chǔ)
1 設(shè)置工作環(huán)境
2 創(chuàng)建物體
3 創(chuàng)建約束副
4 施加力
5 仿真和動(dòng)畫
6 輸出測(cè)量曲線
第三章 ADAMS應(yīng)用實(shí)例
1 夾緊機(jī)構(gòu)模型
2 汽車前懸架模型
3 汽車整車模型
第四章 ADAMS應(yīng)用中的技巧
1 靜平衡的求法
2 約束副的失效
3 碰撞力的解除
第五章 ADAMS/View的用戶化設(shè)計(jì)
1 定制用戶界面
2 使用宏命令
3 使用條件循環(huán)命令
4 綜合應(yīng)用實(shí)例
第六章 ADAMS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 控制工具箱的使用
2 ADAMS/Controls的應(yīng)用
第七章 ADAMS/Flex柔性分析模塊
1 概述
2 ADAMS/Flex柔性體理論
3 在ADAMS/View中使用柔性體
4 使用ADAMS/Flex工具箱
5 在ADAMS/Solver中使用ADAMS/Flex
6 模態(tài)非線性變形
7 利用有限元分析生成模態(tài)中性文件
第八章 MECHANISM/Pro模塊簡(jiǎn)介
參考文獻(xiàn)
展開 solidworks和adams數(shù)據(jù)交換的詳細(xì)步驟
為了讓大家能夠清楚的進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，我把步驟總結(jié)如下：
1、在solidworks中把零件或組件另存為parasolid格式，版本最好選12.0以下，文件名和保存路徑不能出現(xiàn)中文字符。
2、把.x_t改為.xmt_txt，這一步很重要。
3、在adams中的import選擇文件類型，指向文件，如果是組件就選model name，如果為零件就選part name，在后面的空格里單擊右鍵，選part或model，再選create，可以改名字。如果直接在空格里輸入名字，導(dǎo)入后會(huì)看不見模型，要更改透明度才能看見。
4、在adams中編輯各個(gè)零件的屬性，添加各種約束，分析。
展開 
基于SOLIDWORKS-ADAMS的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真
一般我們會(huì)首先用某款三維軟件（如SOLIDWORKS,SOLIDEDGE,PRO/E,UG,CATIA等）對(duì)所有零件進(jìn)行建模，然后把零件組裝成為裝配體，接著把模型導(dǎo)入到機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)軟件如ADAMS中進(jìn)行動(dòng)力學(xué)中仿真。
然而，從三維軟件的裝配模型導(dǎo)入到ADAMS中時(shí)，由于裝配體中的零件很多，如果直接導(dǎo)入，會(huì)在ADAMS中出現(xiàn)許多零件，而其中許多零件之間并不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為了在ADAMS中進(jìn)行正確的仿真，就需要首先對(duì)沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一系列零件之間建立固定副。對(duì)于簡(jiǎn)單的裝配體，這個(gè)工作量并不算大。但是當(dāng)零件數(shù)目成百上千時(shí)，這種工作量就大到不可思議的程度。
為了能迅速對(duì)復(fù)雜裝配體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，筆者摸索出一套方法，在這里公布出來(lái)，以為朋友們做機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真提供參考。
例子如下圖。這是我們?cè)谝恍┬^(qū)里面經(jīng)常見到的一種健身機(jī)構(gòu)。人坐在搖臂的椅子中，用腳蹬踏支架，從而起到鍛煉腿部肌肉的作用。我們?cè)赟OLIDWORKS中，首先建立了所有零件的模型，然后組裝成為一個(gè)裝配體。現(xiàn)在要使用ADAMS對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，考察在自身重力的作用下，該擺臂會(huì)如何運(yùn)動(dòng)。
下面說(shuō)明操作步驟。
1. 在SOLIDWOKRS中打開裝配模型。
可以看到，該裝配由五個(gè)零件組成，兩根立柱，兩個(gè)橫杠，一個(gè)擺臂。其中兩根立柱和兩個(gè)橫杠之間都是固定的，而擺臂與上橫桿之間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果把該模型直接導(dǎo)入到ADAMS，則需要在立柱，橫杠之間建立一些固定副，對(duì)于本問題而言，還相對(duì)簡(jiǎn)單，但是對(duì)于某些復(fù)雜的裝配而言，這種固定副可能多達(dá)二十幾個(gè)，會(huì)十分麻煩。下面說(shuō)明最簡(jiǎn)單的方法。
2. 壓制擺臂，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為1.x_t文件。
3. 壓制支架，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為2.x_t文件。
下面是在D盤根目錄下得到的兩個(gè)parasolid文件。
展開 一般我們會(huì)首先用某款三維軟件（如SOLIDWORKS,SOLIDEDGE,PRO/E,UG,CATIA等）對(duì)所有零件進(jìn)行建模，然后把零件組裝成為裝配體，接著把模型導(dǎo)入到機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)軟件如ADAMS中進(jìn)行動(dòng)力學(xué)中仿真。
然而，從三維軟件的裝配模型導(dǎo)入到ADAMS中時(shí)，由于裝配體中的零件很多，如果直接導(dǎo)入，會(huì)在ADAMS中出現(xiàn)許多零件，而其中許多零件之間并不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為了在ADAMS中進(jìn)行正確的仿真，就需要首先對(duì)沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一系列零件之間建立固定副。對(duì)于簡(jiǎn)單的裝配體，這個(gè)工作量并不算大。但是當(dāng)零件數(shù)目成百上千時(shí)，這種工作量就大到不可思議的程度。
為了能迅速對(duì)復(fù)雜裝配體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，筆者摸索出一套方法，在這里公布出來(lái)，以為朋友們做機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真提供參考。
例子如下圖。這是我們?cè)谝恍┬^(qū)里面經(jīng)常見到的一種健身機(jī)構(gòu)。人坐在搖臂的椅子中，用腳蹬踏支架，從而起到鍛煉腿部肌肉的作用。我們?cè)赟OLIDWORKS中，首先建立了所有零件的模型，然后組裝成為一個(gè)裝配體。現(xiàn)在要使用ADAMS對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，考察在自身重力的作用下，該擺臂會(huì)如何運(yùn)動(dòng)。
下面說(shuō)明操作步驟。
1. 在SOLIDWOKRS中打開裝配模型。
可以看到，該裝配由五個(gè)零件組成，兩根立柱，兩個(gè)橫杠，一個(gè)擺臂。其中兩根立柱和兩個(gè)橫杠之間都是固定的，而擺臂與上橫桿之間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果把該模型直接導(dǎo)入到ADAMS，則需要在立柱，橫杠之間建立一些固定副，對(duì)于本問題而言，還相對(duì)簡(jiǎn)單，但是對(duì)于某些復(fù)雜的裝配而言，這種固定副可能多達(dá)二十幾個(gè)，會(huì)十分麻煩。下面說(shuō)明最簡(jiǎn)單的方法。
2. 壓制擺臂，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為1.x_t文件。
3. 壓制支架，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為2.x_t文件。
下面是在D盤根目錄下得到的兩個(gè)parasolid文件。
展開 案例分享 | 北約用 Adams 和 Luciad 評(píng)估軍用地面車輛的機(jī)動(dòng)性特征
這通過(guò) Adams 和 EDEM 的協(xié)同仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)，后者是 DEM 解決方案所提供的基于離散元方法（DEM）的仿真。
在離散元方法中，材料用一堆形狀簡(jiǎn)單（通常以圓形和球形為基礎(chǔ)）、相互作用的微粒表示。
Adams 和 EDEM 的典型協(xié)同仿真工作流如圖 3 所示。
根據(jù)指定的車輛部件對(duì)潛在的 EDEM 接觸進(jìn)行定義。
用 Adams 確定這些零件的位移并提供給 EDEM。
然后由 EDEM 確定產(chǎn)生的反作用力，并將其傳遞回 Adams。
采用這些方法對(duì)拉桿牽引力和沙床加速度等測(cè)試進(jìn)行仿真，以便測(cè)算 FED 在各種越野場(chǎng)景下的牽引行為。
雖然進(jìn)行了密集的計(jì)算，但這些仿真不僅表明逼真度有了顯著增加，而且與測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性也更為準(zhǔn)確。
圖 3.通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證 Adams 模型
圖 4.Adams EDEM 協(xié)同仿真工作流
機(jī)動(dòng)性映射
借助品種繁多的海克斯康產(chǎn)品組合（圖 5），運(yùn)用地理空間業(yè)務(wù)部的 Luciad Lightspeed 技術(shù)將 Adams 預(yù)測(cè)的 FED Alpha 機(jī)動(dòng)性特征投影到 Keewenaw 研究中心（KRC）的測(cè)試地形上。
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