基于Adams&Easy5的气锤模拟

feifeidexie

基于Adams&Easy5的气锤模拟

1概述

电动空气锤是一种常见的电动工具，由锤身、压缩缸、工作缸、传动机构、操纵机构、落下部分及砧座等组成。

空气锤的工作原理：电动机通过减速机构和曲柄，连杆带动压缩气缸的压缩活塞上下运动，产生压缩空气。当压缩缸的上下气道与大气相通时，压缩空气不进入工作缸，电机空转，锤头不工作，通过手柄或脚踏杆操纵上下旋阀，使压缩空气进入工作气缸的上部或下部，推动工作活塞上下运动，从而带动锤头及上砥铁的上升或下降，完成各种打击动作。

本文以下图空气锤为例介绍基于Adams&Easy5的气锤模拟方法：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg

图1  空气锤原理示图

2实现方法

完整的空气锤模拟包含以下三个层次：

Ÿ   基于Adams建立气锤机构模型，包括曲柄连杆机构、压缩缸、锤头、砧座等部件；

Ÿ   基于Easy5建立压缩缸气动原理模型，包括压缩缸、气孔及气孔开闭与锤头位置关系等；

Ÿ   利用Adams&Easy5接口建立气锤机构与压缩气缸的闭环关系，进行联合仿真。

（1）           基于Adams建立气锤机构模型

空气锤机构模型由如下几部分组成：

Ÿ   曲柄连杆机构，包括压缩活塞，给曲柄工作转速作为驱动；

Ÿ   锤头与工作缸/压缩缸，包括砧座，锤头两侧受气压作动力，左侧与大气相通，气压恒定为1个大气压，右侧压缩缸气压随锤头与压缩活塞之间的相对位置、相对速度变化而变化。

空气锤机构仿真有如下难点：

Ÿ   压缩缸气动机理，借助Easy5这样的一维动力学软件实现；

Ÿ   锤头与砧座的冲击，借助Adams冲击力（contactforce）来模拟。

建立的空气锤机构模型如下：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image004.jpg

图2  基于Adams的空气锤机构模型

（2）           基于Easy5建立压缩缸气动模型

上一节已经提到，气锤锤头压缩缸一侧的气压变化需要借助专门的软件来描述，因为压缩缸气压随锤头、活塞的位置、速度变化而变化，本文通过Easy5气体动力学库来实现，非常容易，模型如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image006.jpg

图3  基于Easy5的压缩缸气动模型

（3）           基于Adams&Easy5的完整气锤模拟

气锤机构模型与压缩气缸的闭环关系：Adams模型中的曲柄连杆机构带动活塞运动，活塞与锤头的相对位移、速度数据给Easy5压缩缸气动模型，Easy5模型中的压缩缸产生压缩空气压力数据给Adams机构模型中的锤头，锤头位移数据给Easy5压缩缸气动模型控制气孔开闭。

Adams与Easy5接口关系如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image008.jpg

图4  Adams与Easy5模型接口关系定义

完整气锤的联合仿真模型如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image010.jpg

图5  完整气锤联合仿真模型

锤头位移曲线如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image012.jpg

图6  锤头位移曲线

压缩缸气动压力曲线如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image014.jpg

图7  压缩缸气动压力曲线

锤头打击力曲线如下图所示：

file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image016.jpg

54 秒前 上传
下载附件 (19.53 KB)


图8  锤头打击力曲线

综上所述，运用Adams&Easy5能够对空气锤进行完整模拟，包括机构运行机理，锤头冲击动力学，以及压缩缸气动压力变化机理，是非常有效的方法，MSC软件提供的仿真方法目前在电动工具行业有广泛的应用。

damonupc

你好，能发下adams和easy5的源文件么 damondemon@163.com