3.1 外部載荷的定義

外部載荷主要是指主矢和主矩，是系統(tǒng)內(nèi)的構(gòu)件與系統(tǒng)外的元素之間的作用力。外部載荷系統(tǒng)選擇系統(tǒng)構(gòu)件上的一個作用點(diǎn)，其方向相對于總體坐標(biāo)系不變，也相對構(gòu)件不變。外部載荷的形式比較簡單，分為單分量形式和多分量形式的力和力矩。

1．單向力和單向力矩的定義

在ADAMS/View中，載荷主要分為外部裁荷、內(nèi)部載荷和特殊載荷。外部裁荷主要是力、力矩和重力，內(nèi)部載荷主要是構(gòu)件之間的一些柔性連接關(guān)系，如彈簧、緩沖器、柔性梁接觸以及約束上的摩擦等。在ADAMS/View中，載荷類型如圖3-1所示。

單擊工具欄中的單向力按鈕或單向力矩按鈕，然后根據(jù)需要選擇相應(yīng)的選項(xiàng)，如圖3-2所示，定義單向力和力矩需要確定如下選項(xiàng)。

● Space Fixed：空間固定力，力的方向相對總體坐標(biāo)系不變，也就是在計(jì)算過程中力的方向不隨受力構(gòu)件位形的變換而改變。

● Body Moving：構(gòu)件固定力，力的方向相對受力構(gòu)件的局部坐標(biāo)系不變。由于構(gòu)件受力后位置將發(fā)生改變，因此力的方向時刻發(fā)生變換。

● Two Bodies：在兩個構(gòu)件上的兩個點(diǎn)之間產(chǎn)生一對作用力和反作用力，力的方向在這兩點(diǎn)的連線上。由于兩個構(gòu)件在計(jì)算過程中相對位置會發(fā)生改變，因此力的方向也會發(fā)生改變。

● Normal to Grid：確定力的方向?yàn)榇怪庇诠ぷ鳀鸥瘛?/p>

● Pick Geometry Feature：手動定義力的方向，當(dāng)鼠標(biāo)在圖形區(qū)移動時會出現(xiàn)一個方向箭頭，當(dāng)出現(xiàn)需要的方向時單擊鼠標(biāo)即可。

● Spring-Damper-Like：類似于一個彈簧，大小為剛度和阻尼力之和。剛度由兩個作用點(diǎn)的距離和滑移剛度（Translational k）決定，阻尼力由兩個作用點(diǎn)的相對速度和阻尼系數(shù)（Translational c）決定。

確定了相應(yīng)的選項(xiàng)后，在圖形區(qū)域選擇相應(yīng)的構(gòu)件、作用點(diǎn)和相應(yīng)的方向，即可在構(gòu)件上定義作用力或力矩（在只選擇一個構(gòu)件的情況下）。

系統(tǒng)默認(rèn)另一個構(gòu)件是大地，并將構(gòu)件作為第一個構(gòu)件，將大地作為第二個構(gòu)件，當(dāng)只選擇一個作用點(diǎn)時兩個構(gòu)件上的兩個作用點(diǎn)重合。

系統(tǒng)會自動在第一個構(gòu)件的作用點(diǎn)處固定一個坐標(biāo)系I-Marker作為受力點(diǎn)，在第二個構(gòu)件的作用點(diǎn)處固定一個J-Marker作為反作用力受力點(diǎn)，Spring-Damper-Like來確定力的大小時，系統(tǒng)就會根據(jù)這兩個坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的相對位置和相對速度來決定力的大小。

通過單向力或者力矩編輯對話框來修改已經(jīng)定義的力，如圖3-3所示。例如，將力的方向更改為依賴于其他構(gòu)件（On One Body, Moving with Other Body）；將力的大小定義為函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)力的大小依賴于其他構(gòu)件的位形、速度和加速度等。

2．多分量力和多分量力矩的定義

單向力或單向力矩是直接根據(jù)力或力矩的幅值和力的方向來定義的。另外，還用力或力矩在坐標(biāo)系3個坐標(biāo)軸上的分量來確定力的大小和力的方向。多分量力和多分量力矩包括三分量力、三分量力矩和它們的組合力，也就是廣義力。多分量力或多分量力矩需要確定在坐標(biāo)系I-Marker的3個坐標(biāo)軸上每個分量的值。多分量力和力矩的定義過程與單向力和力矩的定義過程類似，只不過需要輸入多個力或力矩的分量值。

單擊工具欄的三分量力矩按鈕或六分量力矩按鈕后，選擇相應(yīng)的選項(xiàng)即可通過多分量力和力矩的編輯對話框來修改已經(jīng)定義的力或力矩。圖3-4所示是廣義力的編輯對話框，其中X Force、Y Force和Z Force分別為I-Marker坐標(biāo)系上的3個力分量，AX Torque、AY Torque和AZ Torque分別為I-Marker坐標(biāo)系上的3個力矩分量。