12 پروژه کاربردی در نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز (MSC Adams)

داخل بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم‌افزار آدامز (Adams)، سطح پیچیدگی پروژه ها متوسط رو به بالا است. پروژه های کاربردی و گاهاً صنعتی که انجام آنها باعث تسلط بسیار خوبی به نرم افزار آدامز میشود.

بهترین راه یادگیری نرم افزار های مهندسی، آموزش در حین انجام پروژه است. مخوصاً یادگیری نرم‌افزاری مثل آدامز، که جزو نرم افزار های تحلیل مهندسی و نسبتا دشوار می باشد.

در هر پروژه از این بسته آموزشی مهم ترین نکته ها برای یادگیری و تسلط به نرم افزار Adams آموزش داده می شود. در این بسته آموزشی، هر پروژه پوشه جداگانه دارد که محتوای پوشه هر پروژه به قرار زیر است:

• ویدئوهای آموزشی روند انجام صفر تا صد پروژه
• فایل PDF توضیحات مدرس و خلاصه نکات مهم هر پروژه
• فایل های نرم افزاری پروژه

همچنین فایل کتاب Design of Machinery نیز در این بسته آموزشی قرار دارد. کتابی بسیار کاربردی در رابطه با دینامیک ماشین و انواع مکانیزم های صنعتی. سه پروژه پایانی از بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم افزار Adams، از مکانیزم‌های کتاب Design of Machinery انتخاب و انجام شده است.

در ادامه سرفصل پروژه ها و توضیحات مختصر راجع به هر پروژه آورده شده است. همچنین قسمت هایی از آموزش مربوط به پروژه ها را می توانید در ادامه این صفحه محصول مشاهده کنید. 

پروژه ی اول : Lift Mechanism

اولین پروژه این بسته آموزشی، مدلسازی و تحلیل دینامیکی مکانیزم بیل مکانیکی است. این مکانیزم در خود نرم‌افزار آدامز مدل سازی می گردد. پروژه اول از لحاظ مدلسازی نسبتاً زمان‌بر و شامل دستورات زیادی است. دلیل انتخاب پروژه Lift Mechanism به عنوان اولین پروژه بسته آموزشی 12 پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز، این است که مروری داشته باشیم به دستورات  پرکاربرد نرم‌افزار Adams. در این پروژه بیشتر دستورات پرکاربرد نرم افزار آدامز برای مدل سازی ها استفاده شده است. بنابراین بعد از انجام این پروژه آمادگی لازم برای پروژه های پیچیده بعدی را خواهیم داشت.

پس از تکمیل مدل سازی مکانیزم بیل مکانیکی، نوبت به قید گذاری اجزای آن می‌رسد. و سپس بایستی روی مکانیزم حرکت گذاری انجام شود. به منظور حرکت گذاری روی مکانیزم پروژه اول، از توابع حرکتی نسبتاً پیچیده استفاده می گردد. به عنوان مثال تابع Simple Harmonic Function (SHF) و نحوه استفاده و کاربرد آن. توضیحات کامل در رابطه با روند تعریف توابع حرکتی داده خواهد شد. و همچنین یک فایل داخل بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز قرار گرفته است که شامل تمامی توابع قابل استفاده در نرم افزار Adams میباشد. در نهایت بر اساس توابع تعریف شده روی مکانیزم، نحوه شبیه سازی و تحلیل مکانیزم آموزش داده می شود.

پروژه ی دوم : Controls Toolkit in Adams/View

از کاربردی ترین مباحثی که با استفاده از نرم افزار آدامز میتوان انجام داد، بحث کنترل اتوماتیک مکانیزم ها و سیستم های مکانیکی است. نرم افزار آدامز به منظور کنترل، قابلیت ارتباط با نرم افزار Matlab را دارد. تا الگوریتم های کنترلی را روی سیستم دینامیکی مدل شده در Adams پیاده سازی شود. همچنین در خود نرم افزار آدامز نیز میتوان فرایند کنترلی را انجام داد.

بدین منظور برای دومین پروژه این بسته ی آموزشی، پروژه اول را که مربوط به بیل مکانیکی بود وارد نرم‌افزار آدامز می کنیم. و یک سیستم کنترلی مدار بسته روی مکانیزم بیل مکانیکی اعمال می کنیم. در این پروژه توضیحات کامل راجع به سیستم کنترل مدار بسته و همچنین صفرتاصد نحوه اعمال آن روی مکانیزم ها در نرم افزار MSC Adams آموزش داده می شود.

پروژه ی سوم : Projectile Motion

حرکت پرتابه از مهم‌ترین مباحث دینامیک است. توصیف حرکت پرتابه و محاسبات مربوط به آن در فصل دوم کتاب دینامیک مریام آورده شده است. به دلیل اهمیت این مبحث، پروژه سوم بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در آدامز به آموزش مدلسازی و تحلیل دینامیکی حرکت پرتابه اختصاص داده شده است.

اینکه چه نکاتی باید برای انجام پروژه پرتابه با نرم افزار آدامز رعایت شود، به طور کامل توضیح داده می شود. همچنین یکی از تمرینات کتاب دینامیک مریام (تمرین 74-2 به عنوان بخش تکمیلی این پروژه در نظر گرفته شده. یعنی بعد از این‌که با روند تحلیل حرکت پرتابه آشنا شدیم، صفر تا صد تمرین 74-2 کتاب دینامیک مریام را بررسی می کنیم. هم روابط دینامیکی پرتابه توضیح داده می شود، و هم تمرین 74-2 کتاب مریام به صورت دستی محاسبه می گردد. سپس تمرین کتاب به طور کامل در نرم افزار تحلیل دینامیکی Adams مدلسازی و شبیه سازی می شود. و در نهایت جواب به دست آمده از روابط را با جواب نرم‌افزار مقایسه می کنیم.

پروژه ی چهارم : Spring-Damper

در بسیاری از سیستم های مکانیکی المانهای فنر و دمپر وجود دارد. بنابراین باید کاملا به نحوه مدلسازی این المان‌ها و همچنین موارد مهمی که طی مدلسازی و تحلیل با نرم افزار آدامز انجام میشود، مسلط بود.

در پروژه چهارم، سیستم جرم و فنر و دمپر مدل سازی می گردد. و پس از شبیه سازی، تحلیل های دینامیکی و محاسبه نیروی که به فنر وارد میشود انجام می گردد. در قالب این پروژه ترفندهای مهم و کاربردی ای در نرم‌افزار Adams توضیح داده می شود که بایستی حتما برای مدلسازی سیستم های جرم و فنر و دمپر رعایت شود.

پروژه ی پنجم : Valvetrain Mechanism

(پروژه ی مکانیزم سوپاپ خودرو)

 این پروژه از بسته آموزشی، اولین پروژه ای است که به دلیل پیچیدگی های سیستم، فایل مدل در اختیار کاربران قرار داده می شود. از این پروژه به بعد تقریباً تا انتهای بسته آموزشی، فایل مدل پروژه ها به صورت آماده و از قبل طراحی شده موجود است.

هدف نرم‌افزار آدامز، تحلیل مهندسی در حوزه دینامیک،ارتعاشات و کنترل است. بنابراین در این بسته آموزشی، برای پروژه های پیچیده روند مدل سازی توضیح داده نمی شود. زیرا مدت زمان زیادی صرف طراحی و مدل سازی سیستم های پیچیده شده. حتی برخی مدلها در نرم‌افزارهای طراحی مثل سالیدورکس و یا کتیا  انجام شده است. پس به دلیل اینکه فرآیند ایجاد مدلهای پیچیده خارج از بحث و موضوع این بسته آموزشی است، فایل مدل ها به صورت آماده در اختیار کاربران و مهندسان تحلیل دینامیکی قرار گرفته می شود.

محتوای آموزشی پروژه مکانیزم سوپاپ خودرو

حال در این پروژه با در اختیار داشتن مدل سیستم، چه موضوعاتی مورد بررسی قرار می گیرد؟:

• نحوه بازخوانی فایل پروژه
• مروری بر مهمترین کلیدهای میانبر در نرم افزار به منظور بررسی مدل از لحاظ نماهای مختلف دید
• تغییر نام اعضای مدل برای ادامه روند تحلیل با نرم افزار Adams
• بررسی مدل از لحاظ تعداد درجات آزادی و همچنین اطمینان از صحت عملکرد مدل
• شبیه سازی اولیه مدل 

پس از اینکه مدل وارد نرم‌افزار شد و به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفت، در ادامه روند پروژه چه تحلیل هایی برای مکانیزم سوپاپ خودرو آموزش داده می شود؟:

• تعریف تابع حرکتی برای باز و بسته شدن سوپاپ خودرو
• طراحی پروفیل بادامک متناسب با حرکت مورد نظر سوپاپ خودرو
• بررسی قید ها و شرایطی که باید لحاظ گردد تا تحلیل مکانیزم و عملکرد آن به واقعیت نزدیکتر شود
• نحوه محاسبه نمودار نیرو بین بادامک و میل بادامک
• نحوه تبدیل سوپاپ از جسم صلب به یک جسم انعطاف پذیر و شبیه سازی دوباره مدل به منظور مقایسه نتایج

در رابطه با این پروژه، وبیناری توسط تیم فرامکانیک برگزار شد. که می توانید با روند انجام این پروژه در ویدئوی زیر آشنا شوید.

(نکته: در بسته آموزشی، تحلیل های دینامیکی بیشتر ای برای مکانیزم سوپاپ خودرو آموزش داده شده است که تطابق بیشتری با شرایط واقعی دارد و این موضوع در وبینار بیان نشده است)

پروژه ی ششم : Robot Arm

پروژه نسبتاً سخت دیگری که در این بسته آموزشی وجود دارد، ربات صنعتی است. روند کامل مدلسازی، حرکت گذاری، شبیه سازی و تحلیل این ربات صنعتی در داخل نرم‌افزار آدامز انجام می‌شود.

ربات صنعتی را در نظر بگیرید که در یک خط تولید قرار گرفته.

این ربات صنعتی از چه اجزایی و با چند درجه آزادی تشکیل شده است؟

در نرم افزار Adams، مدل سازی کامل ربات و بررسی تعداد درجات آزادی و نحوه عملکرد ربات صنعتی در این پروژه آموزش داده میشود.

نحوه حرکت ربات چطور تعیین می شود؟

به عنوان مثال در یک خط تولید برای جابجایی محصولاتی از یک نوار نقاله به نوار نقاله دیگر، ربات چطور باید این فرایند را انجام دهد؟

در این پروژه حرکت گذاری با توابع نسبتاً پیچیده و در زمان های تعیین شده آموزش داده می شود.

در قالب این پروژه کاربردی و صنعتی، دستورات مهم و زیادی از نرم افزار آدامز را یاد می گیرید. که در بسیاری از پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال نحوه کوپل کردن بازو های انتهای ربات با استفاده از قید Joint Coupler برای اولین بار در این پروژه آموزش داده می شود.

در ادامه بخش هایی از آموزش مربوط به این پروژه را می توانید مشاهده کنید:

پروژه ی هفتم : Adams Optimization

پروژه های زیادی در زمینه بهینه سازی، داخل نرم افزار تحلیل دینامیکی Adams تعریف می شود. هدف این پروژه ها، محاسبه بهینه ترین مقدار برای متغیر های طراحی در سیستم های مکانیکی است. به دلیل اهمیت و گستردگی پروژه های بهینه سازی یا به عبارتی Optimization با نرم افزار آدامز، پروژه هفتم بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم‌افزار آدامز (Adams) به این مورد اختصاص داده شده است.

در این پروژه نحوه تعریف متغیرهای طراحی، تنظیمات مربوط به آن، و همچنین نحوه بهینه سازی آموزش داده می شود. روند انجام بهینه سازی در قالب پرتاب یک توپ بسکتبال انجام می گردد. و تمامی نکات مربوط به تنظیمات بهینه سازی متغیر ها، برای رسیدن به هدف مورد نظر در این پروژه توضیح داده می شود.

پروژه ی هشتم : Airplane Control Surface

در برخی پروژه های صنعتی نمی توان فرض صلب بودن اجزا را در نظر گرفت. چرا که اختلاف بسیار زیادی در نتایج نهایی به وجود خواهد آمد. یکی از این پروژه ها، بال هواپیماست. که وظیفه هدایت و کنترل هواپیما را به عهده دارد.

در هشتمین پروژه بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز، بال هواپیما که به صورت مش‌بندی شده است وارد نرم‌افزار Adams می شود. در این پروژه بال هواپیما به صورت یک عضو انعطاف پذیر در نظر گرفته می‌شود. که توسط جک ها حرکت می کند. روی بال هواپیما نیروهای درگ (Drag) که در جهت بالا هستند را اعمال می کنیم. مقادیر این نیروها طبق تابعی نزدیک به واقعیت در نظر گرفته می شود. تا نتایج شبیه سازی به مقدار واقعی نزدیک باشد. سپس شبیه سازی انجام می‌شود. تا مقدار نیرویی که جک ها برای حرکت بال ها باید تحمل کنند، محاسبه شود.

در نهایت مدل بال انعطاف پذیر به صورت جسم صلب در نظر گرفته می شود. یک مرتبه دیگر روند شبیه سازی تکرار می گردد. تا نتایج تحلیل را در شرایط انعطاف پذیر بودن یا نبودن مدل بال هواپیما مقایسه کنیم.

قسمت هایی از آموزش مربوط به این پروژه را می توانید در ویدئوی زیر مشاهده کنید:

پروژه ی نهم : Gyroscope

ژیروسکوپ (Gyroscope) وسیله ای است که برای اندازه گیری یا حفظ وضعیت زاویه (Orientation) مورد استفاده قرار می گیرد. در مقاله ژیروسکوپ می‌توانید توضیحات بیشتر و کاملتری در مورد ژیروسکوپ مطالعه کنید.

پروژه نهم بسته آموزشی آدامز به این مورد اختصاص داده شده و صفر تا صد مدلسازی ژیروسکوپ آموزش داده شده است. در این پروژه با اعمال سرعت دورانی به روتور ژیروسکوپ، می‌توان پایداری ژیروسکوپ در حفظ یک جهت را در نرم افزار شبیه سازی نمود و مشاهده کرد.

پروژه ی دهم : Power Hacksaw Mechanism

سه پروژه پایانی بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز، از کتاب Design of Machinery استخراج شده است. این کتاب که توسط Robert L.Norton تالیف شده از کتابهای بسیار کاربردی در زمینه دینامیک ماشین و مکانیزم های صنعتی است. قیمت جهانی آخرین ورژن این کتاب حدود 100 دلار می باشد. فایل PDF این کتاب کاربردی همراه بسته آموزشی ۱۲ پروژه آدامز در اختیار شما قرار می گیرد. تا از مطالب خوب این کتاب استفاده نمایید. در پروژه شماره ۱۰ که مربوط به مکانیزم اره اتوماتیک است، مدل سازی بر اساس ابعاد و اندازه های یکی از تمرینات کتاب Design of Machinery انجام شده است.

مدل مربوطه وارد نرم‌افزار آدامز می شود. و مهمترین نکات به منظور وارد کردن یک مدل پیچیده با تعداد اجزای زیاد به طور کامل آموزش داده می شود. مدل قید گذاری میشود. تابع حرکتی روی آن اعمال می گردد. و در نهایت مورد شبیه سازی و تحلیل دینامیکی قرار می‌گیرد. در آخر نمودارهای مورد نظر استخراج می شود. در این پروژه با دستورات جدید و کاربردی آشنا خواهیم شد. همینطور نکات مهم مربوط به انجام پروژه های پیچیده بررسی می شود.

پروژه ی یازدهم : Walking Beam Indexer

مکانیزم کاربردی و صنعتی دیگری که از کتاب Design of Machinery انتخاب شده، برای انتقال محصولات بسته بندی شده در خطوط تولید صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. مثل پروژه قبل، مدل سازی این پروژه نیز بر اساس ابعاد و اندازه هایی که در کتاب Design of Machinery آمده انجام شده است.

پس از وارد کردن مدل به نرم افزار، چرخ دنده هایی که در این مکانیزم وجود دارد، توسط افزونه Adams Machinery در خود نرم افزار Adams/View مدلسازی و ایجاد می شود. در نهایت بعد از تکمیل مدل سازی و ایجاد قید گذاری ها روی مکانیزم مورد نظر، وارد مرحله شبیه سازی و تحلیل مکانیزم می شویم.

در این پروژه با نکات کاربردی خوبی در زمینه ایجاد چرخ دنده ها داخل نرم افزار آدامز آشنا خواهیم شد. همچنین در این پروژه به ایراد ها و خطاهای مواجه می‌شویم که در این بسته آموزشی به نحوه رفع ایراد ها می پردازیم. و راهکارهایی ارائه می شود تا بتوان در مورد پروژه های مشابه که با خطا مواجه می شوند، نحوه برطرف کردن ایراد ها را بلد باشیم. در ادامه این پروژه نحوه محاسبه توابع پیچیده بر اساس خواسته های پروژه آموزش داده می شود. به عبارتی با تحلیل های دینامیکی نسبتاً پیچیده ای در این پروژه سر و کار خواهیم داشت.

بخش هایی از آموزش این پروژه در ویدئوی زیر آورده شده است:

پروژه ی دوازدهم : watt’s Linkage in a steam Engine

مکانیزم وات، که اولین بار در ماشین های بخار مورد استفاده قرار گرفت، موضوع پروژه آخر بسته آموزشی ۱۲ پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز است. این مکانیزم در سیستم های مکانیکی مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد. مدل سازی این مکانیزم برخلاف دو پروژه قبلی، در خود نرم افزار آدامز انجام میشود. تا مروری شود بر کل مباحثی که در این بسته، آموزش داده شده است.

پس از تکمیل مدل سازی و ایجاد قیدها، فرآیند شبیه سازی و تحلیل مطابق سایر پروژه ها صورت می گیرد. تا نمودار سرعت و موقعیت مرکز جرم پیستون بر اساس نیرویی که با تابع پیچیده تعریف کردیم محاسبه گردد.

نکات تکمیلی در مورد بسته ی آموزشی 12 پروژه کاربردی در نرم افزار آدامز (MSC Adams) :

1- مدرس این بسته ی آموزشی، آقای مهندس پدرام والفی هستند.

2-مدرک این دوره آموزشی فقط در صورتی صادر می شود که تمرین های گفته شده توسط مدرس، انجام شود.

3-برای این دوره آموزشی، بهتر است دوره ی آدامز مقدماتی را دیده باشید. و یا آشنایی اولیه با نرم افزار آدامز داشته باشید.