Adams非线性衬套定义方法

feifeidexie

Adams非线性衬套定义方法

1概述

在Adams/View中，衬套不能直接进行非线性参数定义，但是，鉴于衬套这种弹性连接的动力学方程如下：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg

图1 Adams中衬套动力学方程

很自然可以试验通过Adams广义力来对“非线性”衬套进行定义，因为广义力可以定义file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image004.png、file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image006.png、file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image008.png、file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image010.png、file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image012.png和file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image014.png六个方向的分力，直接与衬套力学方程定义相匹配，而通过Adams函数对各个分力进行定义，引入spline样条函数描述衬套的刚度以及阻尼特性，可以解决衬套的非线性特性定义的问题。

2实现方法

下面以如下图所示单摆为例介绍非线性衬套定义方法。

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image016.jpg

图2 广义力或衬套用于单摆的示例

如上图2示例的简单单摆模型，如果是线性衬套，衬套与广义力的定义对应关系如下：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image018.jpg file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image020.jpg

图3 衬套参数

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image022.jpg

图4 广义力中各分力的对应描述

从上面图3和图4，我们可以清楚地看到，通过广义力分力的函数描述，可以达到定义衬套力的效果，所用的关系式实际上就是图1表述的方程，不过要注意I标记、J标记或者参考标记的对应关系，并要注意所测位移、速度的正负号。

那么，衬套的非线性特性如何表述呢？其实很简单，将表征刚度、阻尼的参数用spline样条函数拟合即可，只是描述刚度、阻尼特性的样条函数中的变量（IndependentVariable）用所测的位移、速度。操作方法如下：

1)        导入衬套径向和轴向的刚度、阻尼特性曲线数据，生成spline；

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image024.jpg

图5 导入刚度或阻尼特性曲线数据

2)        将生成的刚度、阻尼特性曲线用Adams中的spline样条函数插入广义力各分力表达式各参数位置，各对其位。

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image026.jpg

图6 spline样条函数插入广义力表达式中的刚度、阻尼参数位置

注意，导入的spline数据列是刚度、阻尼数据，广义力各分力方向的刚度、阻尼参数依上法重复操作即可。

最后一点重要提示：因为衬套其实并不是简单的刚度＋阻尼表征力的组合，它对运动也有一定的限制，我们从Adams帮助文档可以看到这一点，具体表现在衬套对径向角位移或变形有限制，因此最好在描述非线性衬套时用衬套＋广义力的组合方式。