用Amesim打个炮!
请注意,这里说的“打炮”,不是你想的那个“打炮”!而是指它↓↓↓
配重式抛石机(下文简称抛石机)是古代战场上常用的军事机械装置,其在名称上还有诸如旌、砲、霹雳车、投石器等多种称谓。抛石机的炮架上方横置一个可以转动的轴,轴上固定一根杠杆,杠杆的一端是配重物,另一端用绳子连接弹袋用于放置待发射的石弹。发射前先将放置石弹的一端拉下,配重物随之上升;将石弹装入弹袋后放开,让配重物下落,石弹也顺势抛出。抛石机可以将巨石或燃烧的炮弹投入敌军,杀伤力巨大。在火炮发明并被大规模应用于实战之前,抛石机一直是中外兵家所钟爱的破城重器。
影视作品中战场上的巨型抛石机
本文就向大家展示如何用Amesim仿真抛石机的发射过程。抛石机的建模仿真
在Amesim中采用2D机械库元件搭建抛石机发射的仿真模型,如图所示。
模型搭建完成后,设置合适的仿真参数,在仿真模式下提交运算,提取仿真结果如下所示:
抛石机建模要点
文末提供了仿真模型(采用17版本创建)的下载链接,供大家参考,文中不再对建模过程做详细说明,仅罗列以下几点建模的技巧和要点:采用2D机械库建模时,对模型进行初始化装配有两种方法,即全局坐标法和局部坐标法。其中,全局坐标法更直观、更容易理解,但建模灵活性较差;而局部坐标法在进行模型初始化时更加灵活便捷,尤其是要改变模型的初始位置状态时,优势十分明显。笔者一般采用局部坐标法,也推荐大家采用这种方法。
采用局部坐标法建模时,构件的局部坐标用来定义构件自身各点的相对位置,或者可以理解为,局部坐标用于确定构件自身的关键形状和尺寸;而模型装配的初始位置状态则由以下两方面决定:一是各构件之间的连接关系,二是各构件的全局坐标初始值,主要包括构件角度(即相对坐标系相对于全局坐标系逆时针旋转角度)、重心的全局坐标以及相对坐标原点的全局坐标(注:实际建模过程中,根据模型的自由度及可能的装配姿态,锁定某些初始位置状态变量,这几个坐标值只需要设置其中的某几个即可)。本文在搭建抛石机杠杆模型时,将杠杆分成了多个部分,每一部分分别用元件dynamic_plmbody建模,然后用元件plmpivot将它们铰接。这种方式可以模拟杠杆的弯曲刚度,从而把它当作柔性杆处理(类似于有限元思想)。当然,这只是一种可行的柔性杆建模方式;如果要重点考虑构件的柔性,还是建议大家采用导入有限元的方式。
本文在建模时,为了使可视化模型更接近真实,对杠杆、配重物和弹袋分别采用data表文件描述其轮廓。以配重物为例,设置其轮廓参数如下所示。
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1616420699556_mee5rv.jpg?imageView2/0)
绳子采用元件plmrope建模,绳子和杠杆、弹袋之间的连接采用元件plmendrope建模。模型中的接触有两处,分别是石弹和弹袋的接触、石弹和地面的接触,均采用元件plmcontcont建模。
好了,以上就是基于Amesim的抛石机发射过程建模仿真方法,希望对大家建模仿真有所启发。