ADAMS在机械原理实践教学中的应用,该文是关于机械原理相关学术论文怎么写跟机械原理和实践教学和ADAMS类论文写作技巧范文.
机械原理论文参考文献：
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16871/j.cnki.kjwha.2018.10.026
摘 要机械原理是一门研究机构及机械运动系统设计的大学机械类重要学科.其课程抽象概念多在机构运动学分析中,传统的解析法和图解法复杂难操作,学生不容易掌握.将ADAMS 软件引入机械原理课程教学中,应用该软件对虚拟机构进行三维建模、动态仿真以及运动学分析可有效解决学生对机构组成、运动的特征理解和掌握困难的问题,极大提高了学生的学习积极性,从而提高课堂教学效率.
关键词机械原理运动学分析ADAMS 课程教学
1 引言
机械原理是一门重要的技术基础课程,在机械类教学当中起到了承上启下的作用[1].对于该课程很多学校都十分重视.在传统的教学中,主要运用的是图解法和解析法这两种方法[2].运用图解法分析直观形象,但是其对机构一系列位置进行分析时,需要反复作图,复杂且精确度不高[3].解析法数学公式复杂计算量大,求解空间机构运动学更是复杂,很多同学没有较好的数学功底,无法有效掌握这些方法[3].ADAMS 是一个虚拟样机分析软件,虚拟机械系统地进行运动学分析,输出位移、速度和加速度曲线[4].笔者结合多年的机械原理课程教学经验和科研实践,将ADAMS 虚拟样机分析的应用软件与机械原理课程教学相结合,通过对虚拟样机进行三维建模、动态仿真以及运动学分析,提高了课堂教学效果,有效解决了学生对机构组成、运动特征和动力学分析不易掌握的问题.
2 基于ADAMS的机械原理课程实践教学
以平面机构运动分析中平面多杆机构为例,探讨ADAMS虚拟样机技术在机械原理课程教学中的具体使用.如图1所示的六杆机构中,已知杆LAB等于100mm,LBC等于150mm,LCD等于250mm,LCE等于200mm,LDE等于150mm,LEF等于300mm,∠DCE等于30°.曲柄AB 以角速度w等于2πrad/s 逆时针旋转.求构建5 滑块F的位移、速度和加速度.
该平面多杆机构为平面六杆机构,由曲柄1、连杆2 和4、摇杆3 和滑块5 组成,其自由度可以根据平面机构自由度计算公式计算得到,经计算得到该机构的自由度为1 与其原动件数相等,该机构可以产生相对运动.
2.1 用ADAMS 建立模型
（1）建立机构运动实体模型.根据已知的平面六杆机构的几何条件,在ADAMS 软件工作页面中,确定机构中相应特殊点之间的位置.提取ADAMS/View 连件库中的连杆构件（Lian）,依次根据在已确定的特殊点建立曲柄1、连杆2 和4 以及摇杆3（摇杆3 是由3 个连杆固定在一起构成的）；再提取ADAMS/View零件库中的长方体构建（box）建立滑块5.
（2）建立运动副.通过对机构的运动分析可知,该机构有10 个运动副,其中有6 个旋转副,1 个移动副,3 个固定副.提取ADAMS/View 约束库中的旋转副﹙Joint Revolute﹚在相应曲柄1 的A 和B,摇杆3 的C 和D、连杆4 的E 和F位置施加旋转副；再提取ADAMS/View 约束库中的移动副﹙Joint Translational﹚添加在滑块5 的位置F 上；最后提取ADAMS/View 约束库中的固定副,在摇杆3 的3 个连杆的连接处施加固定副.
（3）建立驱动力.该机构的自由度只有1 个,原动件也就只有1 个.提取ADAMS/View 约束库中的旋转驱动,在曲柄AB 施加上逆时针的旋转驱动力,设置其旋转角速度为2πrad/s.
2.2 对建立的模型进行仿真分析
完成仿真分析后,借助ADAMS 软件中的测量工具,依次测量出滑块5 的位移、速度、加速度随时间的变化曲线图.通过对位移曲线图（图a）分析可得,滑块5 的位移随时间作周期变化,滑块运动一个周期所要的时间为1 秒,在0.66秒时离摇杆3 最远,在0.96 秒时离摇杆3 最近.对速度曲线图（图b）分析可得,滑块5 的速度随时间做周期变化,滑块5 在向摇杆3 运动时速度变化相对缓慢,在远离摇杆3时速度变化相对急促,与滑块5 的位移斜率变化相吻合,同时在位移达到最大值时相应的速度为零.对加速度曲线图（图c）分析可得,滑块5 的加速度随时间做周期变化,在0.1 秒与0.6 秒之间加速度波动小,在0.6 秒与1.1 秒之间加速度波动大,与滑块5 的速度变化相吻合.滑块5 在ADAMS 软件仿真中得到的运动特性与图解法和解析法中得到的运动特性一样.从中可以看出ADAMS 软件在机械原理教学中具有极大的优越性.
3 结语
本文研究了ADAMS 软件在机械原理课程教学中的应用,实现了机械原理教学方法的创新.在教学中先介绍机构分析的基本原理和方法,再利用ADAMS 软件进行机构的三维建模,仿真运动分析,将抽象的理论用计算机技术动态展现出来.通过教学实践表明,学生对该教学方法产生了浓厚的兴趣,激发了他们的学习热情,培养了他们的创新意识,大大地提高了学生的实际机构的设计能力.在教学过程中使用ADAMS 软件完成了机械原理的课程设计,实现了机构的创新设计.该软件还有助于后续机械类课程的学习,实现机械系统的计算机辅助设计与分析.
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