3.3 在運動副上添加摩擦力

由于旋轉副、滑移副、圓柱副、胡克副和球鉸副只限制了兩個構件的部分自由度，而沒有限制在自由度的方向上，因此兩個構件產生相對位移或相對旋轉時就可以在能產生相對位移或相對旋轉的自由度上定義摩擦，使系統在做動力學計算時考慮到摩擦力的存在。這樣仿真出來的結果更符合實際。摩擦只能定義在摩擦副上，而不能定義在柔性連接上。

運動副限制了兩個構件的相對平移自由度和相對旋轉自由度，在這些被限制的自由度上會產生約束力和約束力矩。在ADAMS中約束力成為反作用力，相對于平動或旋轉的自由度而言，垂直于移動或旋轉自由度上的約束力矩稱為彎曲力矩，而平行于移動或旋轉自由度上的約束力矩稱為扭轉力矩。

這樣對于平動自由度上的摩擦力而言，將彎曲力矩和扭轉力矩除以力臂就等效為一個反作用力，再加上已經有的反作用力乘以一個摩擦系數后就可計算出該滑移自由度上的摩擦力。同樣，對于旋轉自由度上的摩擦力而言，將反作用力乘以一個力臂就等效為一個力矩，再加上已經有的彎曲力矩和扭轉力矩，乘以一個摩擦系數后就可計算出摩擦力矩。

本節以滑移副為例講解有關在運動副上添加摩擦力時各個選項的意義，首先單擊圓柱圖標創建一個圓柱體，然后單擊滑移副圖標，系統彈出創建滑移副對話框。采用默認設置，首先選擇圓柱體，然后選擇地面，作用點選為圓柱體的質心位置，方向沿Y軸正方向，再單擊OK按鈕創建滑移副。

要編輯滑移副，右擊滑移副，選擇Modify命令，在滑移副編輯對話框中單擊左下角的添加摩擦力按鈕（見圖3-9），彈出定義在滑移副上的摩擦力對話框（見圖3-10）。

摩擦力編輯對話框中各個選項的物理意義如下。

● Mu Static：靜摩擦系數。

● Mu Dynamic：動摩擦系數。

● Reaction Arm：反作用力的力臂。利用扭轉力矩除以反作用力的力臂就可以計算出等效扭轉力矩的等效壓力。

● Initial Overlap：滑移副沿滑移軸的初始位移值。彎曲力矩除以位移值就可以計算出彎曲力矩的等效壓力。

● Overlap Will：滑移副位移值的變換情況，有3個選項，即保持為常值（Remain Constant）、增加（Increase）和減少（Decrease）。

● Bending Factor：滑移副的彎曲系數，滑移副的彎曲大小。

● Stiction Transition Velocity：靜態滑動速度，只有當滑移副的相對速度大于該值時，滑移副關聯的兩個構件才開始滑動，小于該值則滑移副關聯的兩個構件不產生相對移動。

● Max Stiction Deformation：在靜摩擦時滑移副的最大位移。

● Friction Force Preload：靜摩擦預載荷，例如過盈裝配而產生的轉配壓力。

● Max Friction Force：最大摩擦力。

● Effect：確定在計算仿真時靜摩擦和動摩擦階段是否考慮摩擦力的作用?？紤]摩擦力的作用可能會使計算變慢。如果在靜摩擦和動摩擦階段需要考慮摩擦力，就選擇Stiction and Sliding；如果只在靜摩擦階段考慮摩擦力，就選擇Stiction Only；如果只在動摩擦階段考慮摩擦力，就選擇Sliding Only。

● Input Forces to Friction：選擇引起摩擦力的因素，選擇預載荷、反作用力和彎曲力矩，選中的考慮，沒有選中的不考慮。

● Friction Inactive During：選中Static Equilibrium則計算靜平衡時不考慮摩擦力的影響。

另外，還有一種特殊的作用力，即構件在重力場中所受的重力，單擊工具欄中的重力按鈕，彈出設置重力加速度對話框，只需要輸入重力計算的在總體坐標系中的值即可。設置了重力加速度，模型中所有的構件就都會受到重力加速度的影響。