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1、MSC Software Confidential MSC Software Confidential Adams在传动系统及轨道车辆在传动系统及轨道车辆 动力学仿真解决方案动力学仿真解决方案 Presented By: 徐岷 June 20, 2013 MSC Software Confidential Adams在传动系统动力学解决方案在传动系统动力学解决方案 2 MSC Software Confidential Adams/Machinery概述概述 一系列功能模块打包成一系列功能模块打包成Adams/Machinery: 通过向导的方式自动建立机械传动系统 集成在Adams/View
2、的环境下 前提: Adams/Studio (Adams/View & Adams/Solver) MSC Software Confidential 对工程师而言主要优势对工程师而言主要优势 6/20/2013 4 生产力优势生产力优势: : 更真实地对机械传动部件如齿轮、轴承、带、链条、钢丝滑轮组等进行建模 和仿真 提高生产率和令人难以置信的快速模型解决虚拟评价过程 自动向导式的建模方式更易于使用 直接在Adams/Postprocessor进行结果评估 MSC Software Confidential Adams/Machinery 解决的问题解决的问题 6/20/2013 5 齿轮模
3、块齿轮模块: 研究齿轮对设计及动力学行为 如齿轮传动比，齿侧间隙等对整个 系统性能的影响 带传动模块带传动模块: 预测带传动系统设计及动力 学行为如传动比，张紧力和载荷预 测、柔性研究或带的动力学等对整 个系统动力学影响 链传动模块链传动模块: 分析链传动系统的设计及动 力学行为如驱动比，张紧力，接触 力及链动力学响应等对整个系统的 影响. 轴承模块：轴承模块：研究轴承设计及动力学行为 如轴承刚度、油膜特性等对整个系 统的影响 绳索模块：绳索模块：研究绳索滑轮动力学行为如： 传动比，绳索动力学响应等对整个 系统的影响 MSC Software Confidential Adams/Machin
4、ery 功能功能 齿轮传动齿轮传动 带传动带传动 链传动链传动 轴承轴承 绳索绳索 MSC Software Confidential 齿轮传动齿轮传动 6/20/2013 7 直齿直齿 螺旋齿轮螺旋齿轮 锥齿轮锥齿轮 螺旋锥齿轮、准双曲锥齿轮螺旋锥齿轮、准双曲锥齿轮 MSC Software Confidential 齿轮传动齿轮传动 Coupler 理想运动副耦合 Simplified 解析的接触计算 初始的齿侧间隙作为输入条件进行齿轮敲击模拟研究 Detailed 解析接触计算 齿轮中心距的变化和齿的厚度形状变化所产生的真实的齿 侧间隙 捕捉1-3齿载荷变化 3D Contact 基于导
5、入几何的接触计算 齿轮可以包含所有6个自由度 齿轮中心距的变化和齿的厚度形状变化所产生的真实的齿 侧间隙 可以进行齿侧间隙设定 Gear Types Modeling Fidelity Options Coupler Simplified Detailed 3D Contact Spur Gear (Internal/External) Helical Gear (Internal/External) Bevel Gear Straight Bevel Gear Spiral/Hypoid MSC Software Confidential 齿轮传动齿轮传动 行星齿轮集行星齿轮集 自动生成行星
6、齿轮 采用Simplified- level的直齿轮 MSC Software Confidential 带传动带传动 6/20/2013 10 摩擦型摩擦型 平带 V型带 啮合型啮合型 梯形同步带 MSC Software Confidential 带传动带传动 理想约束方式理想约束方式 运动副耦合 2D/3D 连接连接 基于Adams/Engine中离散 体方式 刚性体离散后之间用 field力进行连接 基于IMPACT的接触子程 序计算带与轮之间的接 触 张紧装置张紧装置 摇臂或滑轮 直线或扭转弹簧阻尼器 Belt Types Modeling Fidelity Options Cons
7、traint 2D Links 3D Links Poly-V Grooved Trapezoidal Toothed Smooth MSC Software Confidential 链传动链传动 6/20/2013 12 圆柱链条圆柱链条 静音链条静音链条 MSC Software Confidential 链传动链传动 Constraint 理想约束耦合 2D/3D Links A/Engine链条连接方式 每个链条作为独立 的刚性体通过各种 不同柔性连接方式 进行连接 基于IMPACT方式 的子程序用来计算 链条与链轮之间的 接触 Chain Types Modeling Fideli
8、ty Options Chain Compliance Options Constraint 2D Links 3D Links Linear Non - linear Advanced Roller Chain Silent Chain Roller Silent (aka Involute) MSC Software Confidential MSC Software Confidential Adams/Machinery: Bearing MSC Software Confidential MSC Software Confidential Adams/Machinery: Beari
9、ng Simple Methods 理想约束 柔性(线形衬套) Detailed Method 14种滚动轴承 输入 用户自定义轴承的特征尺寸 在KISSsoft 数据库中查找 (来自8个供应商约24,000种轴承） 计算 GFORCE来表示 在每个积分步基于轴的位置和速度集成KISSsoft算法计算轴承非线性刚度 阻尼与刚度的成一定比例关系 结果 轴承的受力大小 轴承的使用寿命 基于ISO/TS 16281 有超过120种润滑剂 基于每个输出步的载荷和速度估算轴承的使用寿命 MSC Software Confidential Adams/Machinery: Cable 16 MSC Sof
10、tware Confidential 建模建模/仿真挑战仿真挑战 6/20/2013 17 物理系统：物理系统： 绳索是屈服于滑轮接触的柔性体， 带有摩擦，支持大变形和大位移。 在很多情况下，绳索是由缠绕钢丝 或复合材料丝线构成的 除了其基本的连接功能外，绳索对 系统的静力学和动力学影响也是很 重要的（惯性、刚度、滑移等） 在某些情况下，绳索可以和其它外 来部件相互作用： 凸轮 导管 绞盘 虚拟原型虚拟原型 多体系统模拟（Adams）采用离散的 柔性索，可以支持大变形和位移。 精确的绳索局部刚度可用FE方法确 定 为了达到“贴近平衡”的初始条件， 需要适当的缠绕使其张紧。 离散化的精度是折衷的
11、结果 更多的单元=增大模型规模（更多 的计算时间） 更多的单元=增加接触的连续性好 使用不同的计算公式提高计算效率 MSC Software Confidential ADAMS/Machinery Cable Cable是快速建立滑轮和吊装系是快速建立滑轮和吊装系 统的绳索、皮带、滑轮及带轮装统的绳索、皮带、滑轮及带轮装 置的工具，可以广泛用于吊装、置的工具，可以广泛用于吊装、 电梯、缆车等仿真领域。电梯、缆车等仿真领域。 特点特点 简洁的用户界面 多种绳索建模模式 自动化的约束、连接处理 高效的接触分析 MSC Software Confidential 图形用户界面用于图形用户界面用于
12、创建开放线路的固定点（零件的起 止端） 创建相关旋转方向的滑轮 初始平面（开放的或封闭的线路， 取决于固定点）绳索的缠绕 绳索复杂性的三个级别绳索复杂性的三个级别 快速计算的连接模式（无绳索跨度 振动） 含有2个拓扑选项的Guide 模式，可 考虑不同自由度的刚度以更好地捕 捉绳索跨度振动模态。 仿真能力仿真能力 摩擦和滑移模拟 平面外运动 ADAMS/Machinery Cable MSC Software Confidential 绳索的缠绕绳索的缠绕(封闭绳索封闭绳索) MSC Software Confidential 绳索的缠绕绳索的缠绕(开放绳索开放绳索) 21 MSC Softw
13、are Confidential 分析案例分析案例1 6/20/2013 MSC Software Confidential 分析案例分析案例2 6/20/2013 23 MSC Software Confidential 分析案例分析案例3 6/20/2013 24 MSC Software Confidential 分析案例分析案例4 6/20/2013 25 MSC Software Confidential Adams/Machinery 发展路线图发展路线图 6/20/2013 26 其它待加入的功能模块其它待加入的功能模块: : 传送带 电机 泵 凸轮 纸或其它相关媒质 弹簧 MS
14、C Software Confidential Adams 在轨道车辆动力学仿真解决方案在轨道车辆动力学仿真解决方案 27 6/20/2013 MSC Software Confidential 专门针对轨道车辆动力学分析的解决方案专门针对轨道车辆动力学分析的解决方案, ,可以从组件可以从组件 级到系统级无缝集成级到系统级无缝集成 提供了最先进的轮提供了最先进的轮- -轨接触模型轨接触模型 从从19951995年以来由第三方的铁道专家及研究机构支持开年以来由第三方的铁道专家及研究机构支持开 发发 高度的交互式且完全可定制界面高度的交互式且完全可定制界面 VI-Rail轨道车辆动力学解决方案轨道
15、车辆动力学解决方案 MSC Software Confidential Vehicle Dynamics, Stability, Comfort, Safety Advanced Applications (traction, braking, switch crossing, wear) DOE & Optimization ADAMS Technology 3rd party expertise Software-in-the-loop 轨道车辆解决方案轨道车辆解决方案 整车动力学整车动力学&细节仿真细节仿真 MSC Software Confidential VI-Rail部件仿真部件仿真 Y25 主悬架测试主悬架测试 MSC Software Confidential VI-Rail系统级仿真系统级仿真 动态稳定性分析动态稳定性分析 MSC Software Confidential VI-Rail
