试验设计既可在ADAMS/View中完成,也可使用其专用模块Insight,后者功能更为完善,专为试验设计优化。
1、 设定设计参数
2、 以DV_CDA、DV_AB和DV_T为设计变量进行选择。
3、 设计变量的取值区间:
4、 DV_CDA标准值为38度,允许在30至40度之间波动。
5、 DV_AB标准值为900毫米,允许变动范围在857.14至971.43毫米之间。
6、 DV_T的标准值为220米每秒,其变动区间介于205.71至291.43米每秒之间。
7、 将水平数设为5,设计变量配置详见图5-2。
8、 设定优化目标
9、 点击Simulate菜单,选择Design Objective中的New选项,弹出创建目标函数的设置窗口,参考图5-3进行操作。将第一个目标命名为OBJECTIVE_X,用于表示最大水平位移;在参数设置中,将Definition By设为Measure,对应选择测量项MEA_PT2PT_X,并设定目标函数的取值为仿真结束时的数值。完成上述配置后,确认设置。接着按照相同步骤创建第二个目标函数,命名为OBJECTIVE_Y,代表最大拔起高度;同样将Definition By设置为Measure,关联测量量MEA_PT2PT_Y,并指定其值取自仿真终止时刻的结果。两个目标均用于捕捉仿真过程中关键位置的极值响应,确保优化或分析过程能准确反映结构在极限状态下的表现。每一步设置需仔细核对所选测量项与命名的一致性,避免误选导致结果偏差。全部配置无误后,点击OK按钮,完成两个设计目标的定义与创建。系统将自动保存这些目标函数,供后续的仿真分析、参数优化或性能评估使用。整个过程要求操作精确,确保目标函数能够正确反映所需的工程指标。
10、 仿真结束后进入Insight进行分析
11、 将步长设为50,终止时间设为1,启动仿真。选择Simulate > Adams/Insight > Export,确认弹出的对话框后点击OK,即可进入ADAMS/Insight界面。
12、 设定因素与响应
13、 把相关因素纳入包含范围之内。
14、 在树形结构中依次展开Factor>Candidates>Slg513,选中所需的设计变量作为影响因素。此时图形区域将弹出该变量的属性设置窗口,首先设定单位,将Settings Type设为离散型(discrete),随后在Settings选项中输入各实验取值,数值间以英文逗号分隔。完成输入后点击Apply确认设置。接着,在工具栏中找到并点击Promote to inclusion按钮,即可将当前选定的因素成功添加至包含列表中,完成因素的导入与配置,为后续分析做好准备。
15、 把响应内容纳入包含范围之中。
16、 在树形结构中展开Response > Candidates > Slg513,选中Objective_X,在图形区域弹出的设置窗口中,于Units栏输入degree,并将优化目标设为Minimize。确认后点击Apply按钮。随后,点击工具栏中的Promote to inclusion按钮(即向上的三角形图标),将该响应添加至包含列表中。接着,按照相同步骤添加Objective_Y响应,设置其单位为degree并选择最小化优化方向,点击Apply完成配置。至此,两个响应均已成功添加至包含项,响应定义过程结束。
17、 选定测试方法
18、 展开树形结构中的Design选项,选择第一项,或通过工具栏进入design/specification菜单,在弹出的图形对话框中进行设置。从中选取DOE Response Surface(RSM)方法,用于对实验数据进行多项式拟合分析,具体操作界面5-4所示。
19、 设计实验变量
20、 在树形结构的Design模块中选择Work Space,或点击工具栏上的Generate work space按钮,系统将自动生成工作矩阵,结果显示共需完成125次试验。
21、 开展仿真测试
22、 单击工具栏上的运行仿真按钮,或在主菜单中依次选择仿真→构建-运行-加载→全部,系统将自动切换至ADAMS/View界面,开始执行仿真操作。整个过程无需手动干预,软件会自动完成仿真任务并加载结果,方便用户查看分析数据。
23、 分析结果
24、 仿真结束后,点击菜单栏中的Simulate→ADAMS/Insight→Display,确认弹出对话框后,即可进入ADAMS/Insight界面。
25、 点击工具栏上的拟合模型按钮,或在Tools菜单中选择新建拟合模型。
26、 拟合效果良好
27、 在Regression选项中选取Summary,并在Display中勾选Goodness-of-Fit,即可生成5-5所示的表格。由该表可知,模型拟合效果较为理想。
28、 R2表示回归模型解释的变异占总变异的比例,取值范围为0到1,越接近1拟合效果越好,通常认为高于0.9为优良拟合。
29、 调整后的决定系数R?adj通常小于R?,若R?较高而R?adj明显偏低,说明模型中存在冗余项,应予以剔除;当R?adj接近1时,表示模型拟合效果极佳。
30、 P值用于判断拟合表达式中各项的有效性。若P为0.02,说明至少有一项与响应相关;若P为0.3,则表明表达式中的各项均与响应无关。
31、 R/V反映模型计算值与原始数据的吻合程度,数值越高越好。若超过10,说明预测效果优良;若低于4,则表明模型预测结果缺乏可信度。
32、 评估各项重要性
33、 在Regression栏中选择Summary,在Display栏中勾选Term significances,5-6所示。数值越小表示该项影响越显著。结果显示,拖拉机行驶速度和初始倾角对最大水平位移及拔起高度具有显著影响,而主杆与从杆的长度则影响相对较小,说明前者在系统响应中起主导作用,后者作用较弱。
34、 优化成效
35、 利用Insight进行优化时,单目标优化仅针对一个响应(目标),而多目标优化则涉及多个响应。优化过程可通过两种方式实现:一是调整因素的设定值,二是修改响应(目标)的设定条件,具体操作5-7所示。
36、 当DV_CDA为32.9°,DV_AB为955.43毫米,DV_T为274.29毫米/秒时,结构达到最大水平位移38.577毫米,拔起高度为300.25毫米;而在拔起高度升至200毫米过程中,最大水平位移仅约为15毫米,表现出良好的稳定性与控制精度,满足设计优化要求。
