ADAMS参数化建模与铰点优化策略

文章概述

在机械设计或仿真过程中，机械结构设计与运动学设计往往不是一次完成的，这个过程通常是个繁琐的过程，需要多次修改结构使其满足需求。在运用虚拟样机（ADAMS软件）设计时，我们可以将需要设计的尺寸、位置等参数进行参数化，对这些参数设置一定的变动范围，然后进行优化设计分析。优化设计分析过程中，需要设置：

1）设计变量（参数化过程中的参数）

2）目标函数（目标可能会是约束力、角度、行程等，然后将目标的最小值、最大值、平均值等作为优化目标）

3）约束函数

本例采用飞机的采用起落架进行优化设计分析，如下图所示：

一.建立参数化模型

1） 在参数化过程中，可以对点、几何尺寸、驱动进行参数化，本例对point点进行参数化，在ADAMS_view界面建立多个point如下：

2） 以所建立的point点为关键位置建立起落架模型，在铰点处添加旋转副：

3） 完成point点及模型的创建后，需要对point点（本例为了简化仅对1、2两点进行优化）进行参数化，首先建立4个变量（对应2连接点的x、y坐标），点击Design Exploration下的Design Variable创建变量（Range为变量的变化范围）：

4）对步骤2中的两点赋予变量，选择Tools下的table Editor，点选points界面，在下图所示红框内右键选择Parameterize，为两点添加变量：

通过以上步骤就完成了参数化模型的建立，连接点1、2可以基于4个变量而变化。

二、设定目标函数

本例的驱动添加在红连杆的上部连接点以带动整个起落架得运动，优化目标可以设定为连接点1的约束力，通过优化降低其约束力，提高红连杆的受力情况。

1）建立测量，测量连接点1处旋转副的约束力。

2）设定目标，点击下图红框中的图标，在measure中选择建立好的测量，目标函数是运动过程中约束力的最大值。

三、优化分析

优化分析分为三个部分：

1）设计研究，在该过程中只考虑某一个变量的变化对目标的影响，而且可以看出其对目标敏感程度，如下，对p1_y变量对目标的设计研究：

从上可以看出目标随p1_y的变化，目标的增减趋势及敏感度大小。

2）试验设计，在这个过程中可以观察多个变量取不同值的组合的情况以下图为例：

例中取了两个变量，Default Levels取2（每个变量可在范围内取两个值），这样就就会形成4个组合，可以观察到4个组合对目标的影响。

3）最优解（Optimization），该过程可以直接计算出多个变量影响下目标的最优解。

四、小结

通过参数化及优化分析计算可以帮助我们了解结构参数变化对目标的影响，便于我们找到改进方向，减少设计时间。

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