成绩中国矿业大学2010 级 博一士研究生课程考试试卷考试科目 机械系统建模及仿真考试时间 2011年1月学生姓名 阮文苏 学 号 ZB10050014 所在院系 机电工程学院 任课教师 江晓红 中国矿业大学研究生院培养管理处印制图1冲击自振筛1-筛杆座；2-筛杆冲击自振筛是一种利用物料筛分装置，其机构如图 1所示其工作原理为：待筛分物料以一定速度冲击筛杆 1,引起筛杆的振动，进而对物料起到筛分的效果该系统中，筛杆装 在筛杆座的孔中，杆与孔为间隙配合，为一含间隙接触的机构， 该间隙的大小直接影响自振 筛的动态性能，进而影响筛分效果，因而对该间隙接触机构进行接触碰撞分析， 研究其动态性能，对于合理选取间隙，改善自振筛性能具有很重要的意义在该研究中，我们主要研究 单颗物料与含间隙接触的筛杆机构进行碰撞的动态特性分析， 主要研究筛杆与筛杆座间的间隙大小、筛杆与筛杆座间的刚度及阻尼大小对碰撞动态特性的影响1.三维模型的建立图2含间隙接触的机构三维图三维设计软件 Pro/e具有很强的三维造型能力，并且拥有和 ADAMS勺无缝连接接口因此在Pro/e中对仿真系统进行三维建模， 建立的筛杆和杆座装配模型如图 2所示。
把该文件保存成X_T格式以便ADAMS调用2.DDAM3仿真分析(1)启动 ADAMS双击桌面上 ADAMS/View的快捷图标，打开ADAMS/View在欢迎对话框中选择 “ Create a new model”，在模型名称(Model name)栏中输入：jxg ;在重力名称(Gravity )栏中选 择 “ Earth Normal (-Global Y) ”；在单位名称 (Un its )栏中选择 “ MMKS- mm,kg,N,s,deg ” 如图3所示Hw WQyld you .-ike to proceed?MSC.ADAMS吊 Cieale a new rnodElt* Open an exieting fjatabfi&af" Impart & ftle厂 ExitModsl namej«gGravityEarth Mormal (-Global ¥) ▼Unit 冷MMKS - mrn.kg.N,? .deg 二］OK 1Start in C;\DocuTnentE and Setiings\Admin』MSC^XSoftware.EI til ATI I* lilLITl##图3 ADAMS欢迎对话框(2.) 设置工作环境对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。
在ADAMS/View菜单栏中，选择设置(Setting )下拉菜单中的工作网格( Working Grid )命令系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X和Y分别设置成200mm和200mm间距(Spaci ng ) 中的X和Y都设置成10mm然后点击"OK'确定如图4所表示〉WorkiiTg Grid Settingsy Show Wooing GridID#忌 F)eclan广 PclgrX¥|200mm)(200mm}(10 mm)(10mm)Color Weight产 DotsConirast T1 ★I** AxesConirasl 二|1 ”厂 LinesContrast 上rr TriadSalid 二SizeSpacingSatLou ation +OK如plyCancel.Set Oriental ion ▼图4工作网格设置图5模型导入对话框##（3）.导入模型在ADAMS/View菜单栏中，点击file 菜单下的import命令，出现图5所示对话框，在 对话框中输入Pro/e中保存的文件4）创建下落小球在ADAMS/View零件库中选择图标 ，参数选择为“ New Part ”，半径（Radius）选择25mm。
按F4快捷键，打开栅格捕捉窗口，当坐标显示为（ 0，200, 0）时，单击鼠标左键，建立小球模型调整小球到筛杆质心正上方，双击小球模型，在弹出的对话框中，将Category 选项设为 Nameand Position ，将 Location 栏的值 0.0, 0.0, 0.0 改为 0.0, 0.0,7所示建立好的球体如图 &60.0（位置移动），点击对话框下面的 OK键进行确定，如图Sphere图6球体参数设置图7球体修改图8建立好的球体（5）添加约束副选择ADAMS/View约束库中的固定副图标 「岂，参数选择2 Bod-1 Loc和Normal To Grid 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择筛杆座（ PART_2 ,然后选择机架（grou nd ）,接 着选择筛杆座上的 PART_2.cm如图9所示，图中显亮的部分就是所创建的固定副 （JOINT_1）， 同理对另一个杆座也建立一个固定副图9固定副的建立##由于筛杆与筛杆座之间有接触关系，因此创建完筛杆座的固定副约束后，还要创建筛##杆与筛杆座间的接触先点选力库中的10所示对话框Cre*1e ContMlCorrtacl NameContacl TypeSolid to SolidI SolidJ SolidContact SolidTextP Force Display厂 Augmented Ldgrangiari图10接触设置对话框.modeljxg. CONTACT_1Guesses ►ParameterizeField InfoBrowse ..Create#相关系数设在I Solid 里单击右键，选 PART_2在J Solid 里点右键选 PART_， 置如图11。
Normal FcircE| ImpactIF#Force Exponent\6E-KJ06(1.5809E+OO8StiffnessDamping##Penetration Depth1.0E-002Friction ForceCoulomb同理在杆与小球之间建立接触，相关参数设置如图12.Normal Fofce图12筛杆与小球间接触相关系数设置##图13建立后的仿真模型最终建立好的仿真模型如图 13所示点击仿真按钮(EndTime)为 1.5 ,仿真工作步长 (Step Size )(6 )模型仿真为300，然后点击开始仿真按钮 D,进行仿真仿真结束后，单击 进入后处理设置过滤器，如图14Da1aModelFitterCharacteristicbodyt*r亡电Source ObjectsFilter+ C0M7ACT_l+ C0MTAC7 2ForceJ?JIndependent Axis:4 Time「DataComponent 厂 Surf匚二［沁融二二| Add CuiyssTo Cunrem *Clear Plot图14过滤器设置(7 )仿真结果及分析筛杆与筛杆座无间隙与有间隙的仿真结果比较分析#rrodel 2SDAn^ly-sis: Lest_RunTine (sw)20114KMB 1<29：®Analysis Les1_RunfflOtlel 280lime (sec)2011-03-0314:293920.015.0图15 b无间隙时筛杆与筛杆座间的作用力ffiodel_2® .COMTACT^3.EfeniBnt Fc)rc®.Magk图16 a有间隙时球体与筛杆间的作用力#900 0加物料与筛杆的接触时间， 从而有效减小冲击力， 但是间隙配合使得筛杆与筛杆座接触处出 现较大的冲击力。
① 间隙大小的影响图17 a较小间隙时球体与筛杆间的作用力图17 b较小间隙时筛杆与筛杆座间的作用力2DQ01500 - an25DOD.OkmleOJOCIOAdllil0.51.01.5[ .CONTACT JJJEtemenl Jorc® Msg1di1」1. A .u ■ .I10CGD015D0DU051 05®0.02GC（血母Jmodel_284图18 b较大间隙时筛杆与筛杆座间的作用力对比图17与图18可看出，间隙值过大时，间隙元素之间的碰撞力骤增，合理选取 间隙大小可控制冲击力的大小，又可增加筛杆的振动② 杆座刚度不同的影响I I_ 1 -..1k0.Q 0.5 1.C 1.5图19 a杆座刚度较小时球体与筛杆间的作用力#90OQ■C-CWE 亘£ 匚lElemerl。