介紹振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)

我們對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，其模型建立以及各個(gè)約束和驅(qū)動(dòng)的施加必須盡量與物理樣機(jī)的實(shí)際情況相吻合，才能保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

雖然ADAMS/View也提供建模功能，但其功能與PRO/E的三維建模功能相比差距很大，效率也不高，并且由于振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，所以要對(duì)其進(jìn)行完整的模型建立是比較困難的。而三維建模軟件PRO/E不僅僅有強(qiáng)大的三維建模功能，而且與AMADS有很好的接口模塊MechaniCal/PRO，可以確保模型準(zhǔn)確的導(dǎo)入到ADAMS/View中，利用PRO/E建模軟件和多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS相接合的辦法，可以獲得準(zhǔn)確、效率高的仿真結(jié)果。

AMADS/View主要將幾何體分為剛體和柔體，剛體是指在任何情況下都不會(huì)發(fā)生形狀變化的幾何體，而柔性體是指在力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形的幾何體，剛體和柔性體都具有質(zhì)量和慣性距，因此振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)模型屬于多剛體一柔體模型，即振動(dòng)篩的篩箱、激振器屬于剛體，而支撐裝置即彈簧屬于柔體。由于振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜，按照實(shí)際結(jié)構(gòu)建立模型很困難，比如鉚釘連接，軸承的連接等，這些構(gòu)件雖然對(duì)仿真的結(jié)果影響不大，但會(huì)增加很多約束，使模型的仿真變得相當(dāng)復(fù)雜。所以建立模型需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。

在PRO/E中振動(dòng)篩的篩箱的模型建立時(shí)，忽略鉚釘、螺栓等連接件，令整個(gè)篩箱作為一個(gè)零件體，這個(gè)零件體包括側(cè)板、橫梁和加強(qiáng)筋及彈簧支撐梁。通過(guò)MeChaniCal/PRO接口模塊導(dǎo)入到ADAMS/View中，軟件會(huì)自動(dòng)求解出篩箱的質(zhì)心，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

激振器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且是通過(guò)軸承與篩框連接，會(huì)給仿真運(yùn)算帶來(lái)很多約束，增加計(jì)算時(shí)間。

首先在PRO/E中建立單組偏心輪的三維圖形，利用該軟件進(jìn)行質(zhì)量屬性分析，可以獲得偏心輪的質(zhì)心位置，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小，然后在AMADS/view中，在每個(gè)側(cè)板上的兩個(gè)激振器安裝座的軸心為Marker點(diǎn)，建立2個(gè)Link構(gòu)件，其Marker點(diǎn)可以代替軸承座，設(shè)置該構(gòu)件的質(zhì)量為零，并以4個(gè)Marker點(diǎn)為圓心建立Cylinde構(gòu)件，半徑和厚度均與實(shí)際偏心輪尺寸一致，修改Cylinder構(gòu)件的質(zhì)量屬性為在PRP/E中計(jì)算出的單組偏心輪的質(zhì)心位置，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其后建立激振器的聯(lián)結(jié)軸，這樣就完成了激振器的建模。這種對(duì)激振器的模擬不但簡(jiǎn)化了模型的建立，提高了建模效率，減少了仿真運(yùn)算的復(fù)雜性，而且能夠保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確。

在ADAMS/View中利用線性彈簧阻尼器來(lái)模擬橡膠彈簧對(duì)振動(dòng)篩的支撐。AMADS/So1Ver利用公式來(lái)計(jì)算彈簧力：

F=—CdR/dT—K(R—R₀)+F₀

式中：C為粘滯阻尼系數(shù)；K為彈簧剛性系數(shù)(K和C為線形彈簧最重要的兩個(gè)參數(shù))；R為彈簧兩端相對(duì)位移：dR/dT為彈簧兩端的相對(duì)速度R₀為彈簧兩端的初始相對(duì)位移；F₀為彈簧的預(yù)作用力。

通過(guò)此式可以看出，當(dāng)C=0時(shí)，彈簧阻尼器為一個(gè)純彈簧；當(dāng)K=0時(shí)，彈簧阻尼器為一個(gè)純阻尼。在建立線性彈簧阻尼器前，首先要計(jì)算出彈簧在只受振動(dòng)篩重力作用下的變形量，以確定R₀。此外，由于線性彈簧阻尼器只產(chǎn)生一個(gè)方向的拉力和阻力，而振動(dòng)篩在兩個(gè)方向上都有位移，所以需要分別在彈簧支撐座上建立互相垂直的線性彈簧阻尼器才能準(zhǔn)確的模擬橡膠彈簧。同實(shí)際情況一樣，線性彈簧阻尼器的橫向剛度與軸向剛度之比為1:3。

建立完振動(dòng)篩的三維模型后，需要通過(guò)對(duì)各個(gè)組件添加運(yùn)動(dòng)副以約束各個(gè)組件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。根據(jù)實(shí)際情況，激振器與Link構(gòu)件之間是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，需要建立旋轉(zhuǎn)副以約束，Link構(gòu)件與篩體側(cè)板之間應(yīng)當(dāng)是固定的，建立固定副來(lái)約束。

直線振動(dòng)篩通過(guò)主、副偏心輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦規(guī)律變化的激振力進(jìn)行工作，所以對(duì)激振器施加鉸驅(qū)動(dòng)，即輸入與實(shí)際相同的轉(zhuǎn)速，ADAMS軟件就可以根據(jù)各組件間的約束關(guān)系仿真出直線振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)情況。ADAMS/View軟件有模型自檢工具，為確保模型運(yùn)動(dòng)仿真的成功，在進(jìn)行振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)仿真前，需要對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭惺欠翊嬖诓划?dāng)?shù)倪B接和約束、是否存在沒(méi)有約束的構(gòu)件和模型的自由度。