基于虛擬樣機(jī)的固定機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

鐘孟春，李 程，李 華，韓 超

（1.裝甲兵工程學(xué)院 兵器工程系，北京 100072；2.北京衛(wèi)戍區(qū)裝備部 軍械裝甲處，北京 100009）

0 引言

固定機(jī)構(gòu)是用于固定工件的裝置，其功能是使工作部件經(jīng)常處于夾緊狀態(tài)，在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。虛擬樣機(jī)技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而興起的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)，它能反映出產(chǎn)品的真實(shí)特性，包括外觀、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性［1］。在導(dǎo)彈的運(yùn)輸過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈儲(chǔ)運(yùn)箱的固定，需要在導(dǎo)彈固定平臺(tái)上設(shè)置相應(yīng)的固定機(jī)構(gòu)［2］。在夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)可以代替物理樣機(jī)的試制，從而大幅縮短開(kāi)發(fā)周期，減少開(kāi)發(fā)成本［3］。

1 優(yōu)化設(shè)計(jì)原理

虛擬樣機(jī)分析軟件ADAMS是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算的商用軟件，利用它可以建立起機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，其模型可以是柔性體也可以是剛性體。但是使用ADAMS進(jìn)行比較復(fù)雜的多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析時(shí)，由于其建模功能有限，通常需要由其他建模功能強(qiáng)大的CAD軟件進(jìn)行建模（例如SoildWorks，Pro/E，UG等），通過(guò)格式轉(zhuǎn)換后再導(dǎo)入ADAMS環(huán)境。固定機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的總體流程如圖1所示。

2 虛擬樣機(jī)的構(gòu)建

固定機(jī)構(gòu)主要由手柄、搖臂、連桿和鎖鉤等零件組成。當(dāng)在手柄上施加一個(gè)作用力時(shí)，通過(guò)剛體的傳動(dòng)會(huì)使鎖鉤產(chǎn)生一定的夾緊力，從而固定住物體。本文利用SoildWorks分別建立各零件的模型，對(duì)模型進(jìn)行虛擬裝配，最終完成模型的創(chuàng)建，如圖2所示。

2.1 創(chuàng)建約束

ADAMS提供的模型數(shù)據(jù)交換接口有X.T，STEP，IGES等格式，本文將SoildWorks設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)模型以X.T數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入到ADAMS/View中?！?br>