实验三 弹簧阻尼器机构的动力学模拟

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1、实验三弹簧阻尼器机构的动力学模拟一、实验目的1．掌握多体动力学分析软件ADAMS中实体建模方法；2．掌握ADAMS中施加约束和驱动的方法；3．计算出弹簧阻尼机构运动时，弹簧振子的位移、速度、加速度和弹簧位移与弹簧力的对应关系。二、实验设备和工具1．ADAMS软件；2．CAD/CAM机房。三、实验原理按照弹簧阻尼器机构的实际工况，在软件中建立相应的几何、约束及驱动模型，即按照弹簧阻尼器机构的实际尺寸，建立弹簧、阻尼器和质量块的几何实体模型；质量块的运动为上下作自由衰减运动，可以理论简化为在质量块与大地之间建立平动副，弹簧、阻尼器共同连接到

2、连接大地和质量块上；然后利用计算机进行动力学模拟，从而可以求得质量块在弹簧阻尼器连接下任何时间、任何位置所对应的位移、速度加速度，以及弹簧中位移和弹性恢复力之间的对应关系等一系列参数，变换弹簧、阻尼器和质量块的参数可以进行多次不同状态下的模拟。四、实验步骤MM：187.224KgK：5.0N/mmC：0.05N-sec/mmL0：400mmF0：0图3-1弹簧阻尼器机构示意图1．问题描述图3-1为弹簧阻尼器机构简图，M为振子，质量为187.224kg；弹簧刚度K＝5N/mm，阻尼器阻尼为C＝0.05N/mm，弹簧空载长度为400mm，求

3、当弹簧阻尼机构振动时，铰接点A处的支撑力。2.启动ADAMS2.1运行ADAMS2005，在欢迎界面中，选择Createanewmodel,Modelname输入spring_mass；2.2确认Gravity（重力）文本框中是EarthNormal(-GlobalY)，Units(单位)文本框中是MMKS(mm,kg,N,s,deg)。3.建立几何模型3.1单击F4显示坐标窗口；3.2在主工具箱中选择Box工具按钮建立一质量块，用默认尺寸即可；3.3在屏幕任意位置点击鼠标创建质量块；3.4右键点击质量块，选择part_2，然后选择Re

4、name，更名为mass；3.5右键点击质量块，选择mass，然后选择Modify。在打开的对话框中修改Definemassby项为UserInput，在Mass栏输入187.224；3.6选择右视图按钮查看质量块的位置，进行调整栅格位于质量块的中心。选择Edit菜单下的Move项，在对话框中选择Relocatethe项为Part，右键点击右侧文本框选择Part，出现Guesses然后选择mass,如图3-2所示。图3-2选择移动质量块3.7在Translate下方的数字栏中输入-100，或者输入100再单击前面的按钮，如图3-3所示；

5、图3-3移动对话框3.8设置完毕后，单击Z轴方向按钮，使质量块中心位于工作栅格位置，选择正视按钮，显示栅格便于建模；4.施加运动副为了确保质量块的运动只沿Y轴移动，添加一平动副。选择工具箱中的平动副按钮，选择质量块和大地为对象，Y轴为运动方向。如图3-4所示。图3-4添加平动副5.设置弹簧和阻尼器参数5.1选择工具栏中的弹簧阻尼器按钮，设置参数：K=ON，K=5.0；C=ON，C=0.05；5.2设置完毕，选择质量块中心点，以及点击沿Y轴向上400mm的位置，即相当于与大地建立弹簧连接，如图3-5所示；图3-5建立弹簧阻尼器模型5.3为

6、了确定弹簧在空载时长度为400mm，选择菜单栏中Tools菜单中的Measuredistance,在测量对话框中FirstMarkerName栏单击鼠标右键，选择position然后选择pick，选择质量块的中心点mass.cm，在secondMarkerName栏单击鼠标右键，选择position然后选择pick，选择弹簧的上顶点ground.MARKER_5；5.4设置完毕，单击OK按钮。测量信息窗口如图3-6，Y轴距离为-400mm。图3-6测量信息窗口6.对弹簧阻尼器机构仿真分析6.1测量静平衡时弹簧力的大小，选择工具箱中的仿真

7、按钮，选择工具箱下侧的计算静平衡按钮，计算成功会出现提示。6.2计算完毕单击返回按钮，右键点击弹簧选择spring_1，然后选择Measure，在打开的测量对话框中Characteristic选择force,在MeasureName栏输入spring_force，单击OK按纽，建立一测量力的窗口。为了只测量力的大小，在测量窗口内单击鼠标右键并选择Measuremodify，在修改力函数对话框中加上绝对值函数ABS（），如图3-7所示；图3-7修改测量力函数6.3根据弹簧力测量曲线，起始位置即静平衡时弹簧力为1836N，即质量块的重力：1

8、87.224kg*9806.65mm/s2(=1836.04N)。测量曲线如图3-8所示；6.4继续测量弹簧的变形曲线。右键点击弹簧选择spring_1，然后选择Measure，在打开的测量对话框中Meas