基于adams与isight的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化航空飞行器夹紧机构优化设计课程设计(编辑修改稿)

基于adams与isight的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化航空飞行器夹紧机构优化设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

Damper 在地块与 钩子之间建弹簧。 在弹簧生成对话框中选择 k 和 c 并设置 k 值为 800， c 值为。 点取点（ 14,1,0）和（ 23,1,0）放置弹簧。 加手柄力 (1)在 force 栏下选择 并在对话框中将仿真时方向改为 Body Moving，在特性栏中选择 Constant。 打开力值输入开关，输入 80。 (2)依次选取手柄、手柄末端的标志点、位置 (18， 14， 0)。 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 12 测量弹簧力 (1)选择 Design Exploration 栏下的 Measure 栏里的。 弹出 Datebase Navigator 窗口，双击 SPRING_1，再双击 force，弹簧测量图表出现 (2)在 Simulation 栏下选择 ，弹出 Simulation Control窗口，设置 end time 为 秒、steps 为 50 步，然后点击 start 按钮。 (3)用 Reset 回到初始状态。 如下图所示得到弹簧力变化曲线。 角度测试 现在要测量点 POINT_19 POINT_ POINT_19之间形成的角度 (1) 选择 Design Exploration 栏下 按钮，建立一个新的角度测量。 (2) 点击 Advanced，弹出 Angle Measure 窗口，键入测量名 angle。 (3) 在 First Point 输入栏中点击右键，从弹出的菜单中选择 Marker，再选 Pick。 (4) 按表第一行所列选择标识，图例见图。 (5)同样方法完成 Middle Point、 Last Point。 (6) 点击 OK，于是生成角度变化曲线如下图所示。 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 13 生成传感器 (1) Design Exploration 栏下选择 Sensor ， Create Sensor… 窗口出现。 (2)依照下图完成对话框，选择 OK。 模型仿真 1) 选择 Simulation 工具，进行一次 秒 100 步的模拟。 你应该得到提示由于传感器的作用。 2) 用 Reset 回到模型初始状态。 在模拟过程中，。 验证测试结果 通过将仿真模拟数据同物理样机实验数据相比较，找出模型与实际物理模型的差别，从重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 14 而可以修改模型消除其不足。 根据文献 [3]得到物理样机实验数据，导入到 ADAMS Postprocessing 中，与模拟曲线画在同一幅图中。 导入物理样机 数据 (1)在 File 菜单中选择 Import，文件输入对话框出现。 (2)设置 File Type 为 Test Data。 选中 Create Measure 选项，导入。 (3)在 Model Name 栏中键入 .Latch，选择 OK。 建立物理样机实验数据曲线图 (1)在 results 栏选择 Postprocessing， ADAMS/PostProsessor 窗口出现 (2)Source 选择为 Measures。 显示出建立图表可以选用的结果数据。 (3)在 Simulation 的列举中选择 test_dat。 (4) 在 Independent Axis 选择 Data。 Independent Axis Browser 窗口出现，选择 angle 为水平轴，选择 test_dat 和 MEA_1。 在图表生成器中选择 MEA_2 作为 y 轴数据。 接下来点击 Add Cures 添加曲线。 (5)编辑曲线图。 横坐标名称改为 Degrees，纵坐标名称改为 Newtons，图例名称改为 Physical Test Data。 建立仿真数据曲线图 用同样的方法，在 Simulation 栏选择 Last_run，建立以角度为横轴，弹簧力为纵轴的曲线，将图例名称改为 Virtual Test Data 最终得到下图。 从这张图可以看到，理论曲线和实际曲线基本吻合，说明仿真结构具有说服力。 同时我们注意到，在 26176。 ~30176。 之间实际曲线产生了波动。 三 参数化模型及其初步优化 夹紧机构中各铰接点的位置是夹紧机构布置的主要参数，优化设计的实质就是确定夹紧机构的最佳布置方案，因此各铰接点位置必须确定为设计变量，完成后的参数化模型如图 所示。 由节点 1 一节点 6 六个设计点确定机构的位置方案，夹紧机构由手柄、枢轴、连杆和挂钩四部分组成，在节点 4 位置施加一方向垂直于手柄的恒定作用力。 并建立一传感器，重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 15 用于在机构处于锁止位置 (设计节点 节点 1节点 19_2 处于同一直线 )时停止仿真。 图 夹紧机构的参数化模型 细化模型 建立设计变量 (1) 进入 Table Editor 窗口，选择 POINT_1 的 Loc_x 单元。 在顶部的输入栏右键依次选择 Parameterize→Create Design Variable→Real。 建立名为 . 的设计变量。 (2) 选择 POINT_1 的 Loc_y 单元，用相同的方法建立设计变量。 (3) 同样方法将 POINT_ POINT_ POINT_1 POINT_19_2 的 x、 y 坐标参数化。 结果如下图所示。 节点 4 手柄 连杆 枢轴 地面 挂钩 弹簧 节点 1 节点 2 节点 3 节点 19 节点 19_2 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 16 重新设置设计变量的值 (1) 在 Table Editor 的下边选择 Variables. (2) 选择 Filters， Table Editor Filters 对话框出现。 (3) 选择 Delta Type。 表示范围设置是绝对值或相对百分数。 (4) 点击 OK，这时 Table Editor 的如图所示 深化设计 重新显示弹簧力曲线图 (1) 在 Design Exploration 栏下选择 Display a Measure ， Database Navigator 窗口 出现。 双击 SPRING_1，在下拉项中双击 force (2) 进行一 次 秒 100 步的仿真，然后回到模型的初始状态，弹簧测量图表更新。 (3) 在弹簧力曲线上右键选择 Curve:Current、 Save Curve，保存曲线，曲线由红色变为蓝色。 调试设计变量 (1) 在 Build 菜单中依次选择 Design Variable→Modify。 Database Navigator 出现。 (2) 双击 DV_1，设计变量编辑对话框出现。 (3) 把 DV_1 的标准值改为 ，选择 OK。 (5) 进行一次 秒 100 步的仿真。 从下图可以看出：新的方案使弹簧力的值更大。 (6) 把 DV_1 改回。 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 17 运行 Design Study (1) 在 Simulate 菜单中选择 Design Evaluation。 Design Evaluation 对话框出现。 (2) 按下图完成对话框。 (3)点击 Start，自动进行五次优化仿真。 优化仿真结束后，弹簧力图、角度图分别发生变化。 五种曲线对应五种不同方案下图所示分别显示了这种变化。 在 Design Evolution Tool窗口点击左下角 创建报告如下图所示。 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 18 用相同的方法分别对 1~10 变量进行 Design Study，分别得到弹簧力图、角度图以及研究报告。 检查方案研究结果 通过对 10 个设计变量仿真分析结果汇总，统计出 10 个变量的初始值、初始位置敏感度，以及设计点的位置最大值，得到下表。 从这张变我们可以看出变量 DV_4， DV_6， DV_8 对弹簧力的影响最大。 设计变量名 设计点位置 初始值 初始位置敏感值 最大值 DV_1 (POINT_1X) 0 1 DV_2 (POINT_1Y) 0 0 DV_3 (POINT_2X) 3 DV_4 (POINT_2Y) 3 DV_5 (POINT_3X) 2 DV_6 (POINT_3Y) 8 DV_7 (POINT_19X) 1 DV_8 (POINT_19Y) 10 DV_9 (POINT_19_2X) 6 DV_10 (POINT_192Y) 5 四 最优化设计 找到了对弹簧力影响最大的点，接下来进行最优化设计。 最优化过程为：首先，设定 3个对弹簧力影响最大的变量的变化范围，以弹簧力的最大张力为优化目标函数进行优化设计，最后运行 adams的 design study 模块进行最优化设计，从而找到 3 个点的最佳的位置 [5]。 重庆大学机械原理课程设计 基于 ADAMS 与 ISIGHT 的航空飞行器夹紧机构联合仿真与优化 19 调整设计变量 利用上表的设计研究结果来选择哪些设计变量应用于最优化处理。 用 DV_4， DV_6，DV_8 这三个设计变量作为最优化设计的变量，以弹簧力最大为目标函数进行最优化设计。 在这里因为它们对夹紧力影响最大，用这些参数进行最优化不仅可以得到较好的 答案，而且大大缩短了设计周期，方便操作。 因为模型必须在给定的空间工作，根据设计的要求对设计变量进行如下限制，即限制DV_ DV_ DV_8 的变化函数及其最大最小值： 设计变量名称 设计变量位置 最小值 最大值 DV_4 POINT_2y 1 6 DV_6 POINT_3y 10 DV_8 POINT_5y 9 11 在 Build 菜单中选择 Design VariableModify。 双击 DV_4， Modify Design Variable 对话框出现。 参照上表设置最大值和最小值。 点击 Apply。 重复上述步骤设置 DV_ DV_8。 运行最优化设计程序 最优化设计程序可以找到最佳设计方案。 进行优化之前先显示弹簧力的测量窗口。 然后运行最优化设计程序，在 Build 菜单中选择 Design Study DOE Opti。