机械系统设计仿真大作业

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1、《机械系统设计仿真》大作业一、简答题（30分，每题5分）1、机械系统设计的基本问题是什么?答：机械系统设计的基本问题是机构的综合、运动学和动力学分析与设计。2、求解动力学的两个基本问题是什么?答：两个基本问题是：一、动力学逆问题，己知运动求力；二、动力学正问题，已知力求运动。3、简述牛顿—欧拉法的解题步骤。答：采用牛顿—欧拉方法的基本步骤是先将系统的约束解除，分割成若干个单个的刚体或质点，然后对每个刚体或质点应用牛顿第二定律和欧拉动力学方程一一建立运动微分方程。4、简述主工具箱上部的12个图标的功能,如

2、图1所示。图1答：图1所示主工具箱上部的12个图标的功能见下表：位置：（行数，列数）说明（1，1）选择命令（1，2）几何建模工具集（1，3）测量距离和角度工具集（2，1）后退或再做一次命令集（2，2）约束工具集（2，3）仿真分析命令（3，1）颜色设置命令集（3，2）运动约束工具集（3，3）回放访真分析结果命令（4，1）移动对象命令集（4，2）施加力工具集（4，3）调用后处理模块命令5、鼠标的右键操作主要应用于哪些场合?答：使用鼠标右键的场合主要有：1)显示建模过程中屏幕亡的各种对象的弹出式菜单，例如：构

3、件、标记、约束、运动、力等。2)在各种输入对话框中的参数文本输入栏，显示输入参数的弹出式菜单。3)在后处理过程中，显示曲线图中各种对象的弹出式菜单，例如：曲线、标题、坐标、符号标记等。4)在主工具箱、快捷工具栏等有工具图标集的场合，显示所选择的工具图标集的所有图标命令。52、解释几何样机的参数化建模，并指出ADAMS／View提供的4种参数化建模方法。答：1.参数化建模是将样机的建模参数设置为可以改变的变量、表达式和函数，在分析过程中，只需改变样机模型中有关参数值，程序就可以自动地更新整个样机模型，获得

4、新的样机模型，以便预先设置可变参数，自动地进行一系列的仿真分析，研究一个或多个参数变化对样机性能的影响，获得最危险的操作工况以及最优化的设计结果。图22.ADAMS／View提供了4种参数化建模方法：使用参数表达式、参数化点坐标、关联移动和使用设计变量。二、图2所示为一单摆，质量为m，摆长为l。设摆的悬点P沿x轴按xp＝Asinωt运动，讨论系统的自由度，并写出约束方程。(10分)解：M、P共有2×N＝4个坐标，系统满足3个完整约束XP＝AsintYP＝0（Xm－Yp）2＋Ym2＝L2该系统没有非完整约

5、束，因此是一个完整系统，其自由度数为4－3＝1。图3三、图3所示一长方块，设其上、下面均是边长为3的正方形，高为4。在C点沿棱边方向建立一直角坐标系C一e1e2e3，现该物块绕CD转动180º。试用方向余弦求物块转动后，C一e1e2e3系的最终状态相对其最初状态的空间关系A。解：方向余弦描述：先将物块绕e1转动一α角，使e2与CD重合，由几何关系可知cosα＝3／5，sinα＝4／5；再将物块绕当前的e2转180°；最后，将物块绕当前的e1转(一α)角。经过这三次转动得到了C一e1e2e3最终位置。设三

6、次转动曲的方向余弦矩阵为A1、A2、A3，则于是得：四、曲柄滑块机构如图4所示。已知：圆盘1的半径R＝350mm，厚度t＝100mm，材料密度为7.8×10-3kg／cm3；连杆2长度L=1000mm，宽度b＝150mm，厚度t＝50mm，质量Q＝65kg；滑块3长度L＝400mm，高度h＝300mm，厚度t＝300mm。试描述建立该曲柄滑块机构几何样机模型的方法和步骤，并给出上机建模后的结果。5图4解：1、圆盘几何建模步骤：1)在几何建模工具集，选取圆柱体建模工具。2)在参数设置栏，设置NewPart

7、：Length=ON，Length=0.1；Radius＝ON，Radius＝0．3。3)用鼠标选择POINT_1点为起始绘图点，拖动鼠标，此时可以看见几何形体随鼠标拖动改变方向。释放鼠标键，完成圆盘形体建模。4)改变圆盘方向。用鼠标选择屏幕上无对象处，或选择，放弃当前对圆盘的选择；将鼠标置于刚建的圆柱体上，用右键显示弹出式菜单；在Part_1下方，选择Marker_1，再选择Modify，显示修改对话框；修改Orientation栏为（0.0，0.0，0.0)，选择OK按钮。可以看见圆盘改变了放置方向

8、。5)改变圆盘位置。在主工具箱，选择；选择不同视图方向工具，从不同的方向观看圆盘，可以看到圆盘在z轴方向不对称于栅格平面。选择Marker_1，再选择Modify，显示修改对话框；在Location栏，将(0，0，0)改为(0，0，-0．05)；选择OK按钮，圆盘移动到对称于栅格平面的位置。6)改变圆盘名称。将鼠标置于圆盘处，显示弹出式菜单，选择PART_1，再选择Rename，显示改名对话框：在NewName栏，将PART_1改为whe