ADAMS在理论力学（静力学）中的创新应用

重点内容：1、滚动支座 在adams中的建立，2、均布载荷 的表示，3、表格编辑器 （Table Editor）的使用，4、静力学仿真 ，5、支座约束力的查看

问题描述：如图所示为不计自重的组合梁，由AC和DC在C处铰接而成。已知：F=20kN,均布载荷q=10kN/m,M=20kN.m,l=1m。求固定端A与滚动支座B的约束力。

解析法求解：

该题为理论力学静力学部分相关内容，难度较低，可直接建立平衡方程求解

【由于敲公式麻烦，用手写贴照片（字丑勿怪/doge）】

完成求解，下面采用ADAMS 进行求解。

ADAMS求解：

1 建模

观察图形可知，q作用于AC与CD杆上，在ADAMS求解时，使其分别作用于两处。

分析受力可知，一共有7个关键点（每个关键点都受力），如下图：

因此，采用表格编辑器一次完成7个关键点创建：Tools-Table Editor

marker点添加后如下，创建每个点的意义如图中所示：

由题目条件，注意到B点和D点的受力是倾斜的，所以把此处Marker点的Y轴也清晰成相应角度，方便后面添加力和添加约束：

首先，对D点处的Marker点进行角度旋转，目的是使Y轴向右倾斜30°：

选中该marker点，点击旋转按钮：

输入30°，旋转即可

结果如下（B点处的旋转方式相同，此处直接给出结果）：

现在开始建模：选择link，首先建AC杆，再建CD杆。结果如下：

2 添加约束

A点为固定端约束 ，直接添加Fixed joint(固定约束)。

B点需要注意，为滚动支座，总所周知，滚动支座x轴方向无约束，y轴方向有约束，先建立个球，球与梁添加Revolute joint (旋转约束)，球与地面添加Translation joint(滑动副)。注意由于该题B点有一倾斜角度，translation joint必须沿着B点maker点（上一步旋转的）的x轴方向添加，这也是为什么之前要旋转marker点。结果如下：

注意: 添加revolute joint时，必须提前考虑清楚谁绕着谁转，再依次点击构件，不然会出问题。比如B点铰链处，若先点圆球，再点梁（实际是梁绕圆球转动），再静力学结果出来后，会发现结果为负数。此外，在齿轮副约束添加时也要考虑这种情况。

3 力的添加

先添加D点处的力F，已知F=20kN=20000N，添加时注意为Y轴方向（前面已经倾斜30°）。结果如下：

再添加均布载荷q，由于adams不能对刚体直接添加均布载荷，此处采用集中力（解析法也是这样处理）。即：分别再AC和CD上添加10000N的力（Fq=ql），marker点已经提前建立好了（即q1,q2处），结果如下：

最后添加M，因为为顺时针，所以为-20000N：

4 仿真

在simulation control中点击静力学仿真

点击后，弹出窗口：

表示已经运算完成，仿真成果。

4 结果测量

（1）A点约束力求解

右击A点的Fixed Joint，点击measure。

Fx结果如下：

结果为：

由上图可知，结果为32.8867KN，文章开头解析法计算结果为：32.89KN，结果基本相同！

Fy结果如下:

由上图可知，结果为-2.32KN，文章开头解析法计算结果为：-2.32KN，结果完全相同！

MA结果如下：（注意Characteristic处改为Torque,然后Component处改为Z）

由上图可知，结果为10.359KN.m，文章开头解析法计算结果为：10.37KN.m，结果基本相同！

（2）B点约束力求解

右击B点的Revolute Joint，点击measure。

由于B点是滚动支座，只有法向约束力，可以直接测合成力mag:

FB结果如下：

由上图可知，结果为45.77KN，文章开头解析法计算结果为：45.77KN，结果完全相同！

通过上述分析，说明adams求解的结果和通过理论力学静力学的计算方法结果是基本一致的。

后面还会继续更新理论力学中运动学、动力学中的例题，欢迎关注！

参考文献：《理论力学》第八版 哈尔滨工业大学理论力学教研室

《ADAMS在机械设计中的应用》宋少云 尹芳