ADAMS单摆运动计算

软件: ADAMS

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摘要：

本文详细阐述了通过ADAMS软件构建单摆系统的仿真方法，并着重分析了在重力影响下小球的能量变化、速度变化及加速度变化情况，以加深对经典物理系统动力学行为的理解与应用。

1. 仿真流程概览：

1.1 前处理

111 几何模型构建：

ADAMS View中创建新文件，并定义路径和命名。精准建模单摆结构：一条摆线及悬挂的小球，如图1所示。

112 材料定义：

默认结构钢为模型材料，无需额外定义。

113 动力系统模型构建：

通过创建转动副与地面连接，确保摆线可围绕固定点旋转；摆线另一端与小球间固定连接，实现场景，如图2所示。

2. 建模细节：

2.1 几何模型构建：

依据ADAMS设计精要，准确依据图1制定几何结构，确保物理意义上的单摆模型构建。

2.2 材料定义：

默认采用结构钢作为材料基础，针对结构力学分析范畴，这一选择简化了材料属性的设定过程。

2.3 动力学模型构建：

通过垂直点联结实现摆线与地面的转动平移联动，用固定联结确保球体稳定的单摆运行条件。

3. 求解设置：

3.1 驱动条件：

在仅考虑重力对小球运动的影响下设置初始条件，排除额外参数干扰，聚焦重力驱动效应。

3.2 求解设置：

设定仿真时间跨度2秒，求解步长为200次，有效平衡计算精度与效率，单击启动按钮即开始仿真过程，操作图示清晰指引（图3）。

4. 后处理分析：

4.1 仿真动画：

仿真结果可视化为动画展示，可直观观察小球运动轨迹与运动状态变化（图4）。

4.2 参数分析：

通过图5、图6、图7分别展示能量、速度、加速度的具体变化情况，深入剖析单摆模型动力学特性。

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