ADAMS 2018虛擬樣機(jī)技術(shù)從入門(mén)到精通

第1章 ADAMS 2018簡(jiǎn)介 1 

1.1 ADAMS 2018新功能 1 

1.2 ADAMS多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模、分析和計(jì)算方法 2 

1.2.1 廣義坐標(biāo)的選擇 2 

1.2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究狀況 2 

1.2.3 多體系統(tǒng)建模理論 5 

1.2.4 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值求解 6 

1.2.5 計(jì)算多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)建模 9 

1.2.6 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的剛性問(wèn)題 9 

1.3 ADAMS建?；A(chǔ) 12 

1.3.1 參考標(biāo)記 13 

1.3.2 坐標(biāo)系的選擇 13 

1.4 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 14 

1.4.1 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 14 

1.4.2 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的求解算法 15 

1.5 ADAMS動(dòng)力學(xué)分析 15 

1.5.1 ADAMS動(dòng)力學(xué)方程 15 

1.5.2 初始條件分析 19 

1.5.3 ADAMS動(dòng)力學(xué)方程的求解 20 

1.6 ADAMS靜力學(xué)及線性化分析 21 

1.6.1 靜力學(xué)分析 21 

1.6.2 線性化分析 22 

1.7 ADAMS求解器算法介紹 22 

1.7.1 ADAMS數(shù)值算法簡(jiǎn)介 22 

1.7.2 動(dòng)力學(xué)求解算法介紹 23 

1.7.3 坐標(biāo)縮減的微分方程求解過(guò)程算法 24 

1.7.4 動(dòng)力學(xué)求解算法特性比較 24 

1.7.5 求解器的特點(diǎn)比較 25 

1.7.6 剛性問(wèn)題求解算法選擇 25 

1.8 本章小結(jié) 26 

第2章 ADAMS應(yīng)用基礎(chǔ) 27 

2.1 設(shè)置工作環(huán)境 27 

2.2 ADAMS的界面 32 

2.3 ADAMS的零件庫(kù) 33 

2.4 ADAMS的約束庫(kù) 36 

2.5 ADAMS的設(shè)計(jì)流程 40 

2.6 創(chuàng)建物體 40 

2.7 創(chuàng)建約束副 52 

2.8 施加力 61 

2.9 仿真和動(dòng)畫(huà) 63 

2.10 輸出測(cè)量曲線 65 

2.11 本章小結(jié) 65 

第3章 施加載荷 66 

3.1 外部載荷的定義 66 

3.2 柔性連接 68 

3.3 在運(yùn)動(dòng)副上添加摩擦力 70 

3.4 實(shí)例 72 

3.4.1 實(shí)例一：齒輪接觸分析 72 

3.4.2 實(shí)例二：小車(chē)越障柔性連接 74 

3.4.3 實(shí)例三：射擊 77 

3.5 本章小結(jié) 82 

第4章 計(jì)算求解與結(jié)果后處理 83 

4.1 計(jì)算求解 83 

4.1.1 計(jì)算類型 83 

4.1.2 驗(yàn)證模型 84 

4.1.3 仿真控制 84 

4.1.4 傳感器 87 

4.2 實(shí)例一：仿真類型與傳感器 88 

4.2.1 設(shè)計(jì)要求 88 

4.2.2 建模 88 

4.2.3 模型運(yùn)動(dòng)初步仿真 92 

4.2.4 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件 92 

4.2.5 生成地塊及添加約束 93 

4.2.6 測(cè)量 94 

4.2.7 生成傳感器 94 

4.2.8 模型仿真 95 

4.3 ADAMS后處理簡(jiǎn)介 95 

4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 96 

4.3.2 ADAMS/PostProcessor的啟動(dòng)與退出 96 

4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介紹 97 

4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 97 

4.4.1 創(chuàng)建任務(wù)和添加數(shù)據(jù) 98 

4.4.2 工具欄的使用 99 

4.4.3 窗口模式的設(shè)置 101 

4.4.4 ADAMS/PostProcessor的頁(yè)面管理 101 

4.5 ADAMS/PostProcessor輸出仿真結(jié)果的動(dòng)畫(huà) 102 

4.5.1 動(dòng)畫(huà)類型 102 

4.5.2 加載動(dòng)畫(huà) 103 

4.5.3 動(dòng)畫(huà)演示 103 

4.5.4 時(shí)域動(dòng)畫(huà)的控制 103 

4.5.5 頻域動(dòng)畫(huà)的控制 104 

4.5.6 記錄動(dòng)畫(huà) 105 

4.6 ADAMS/PostProcessor繪制仿真結(jié)果的曲線圖 106 

4.6.1 由仿真結(jié)果繪制曲線圖的類型 106 

4.6.2 曲線圖的建立 106 

4.6.3 曲線圖上的數(shù)學(xué)計(jì)算 108 

4.7 曲線圖的處理 109 

4.7.1 曲線數(shù)據(jù)濾波 109 

4.7.2 快速傅立葉變換 110 

4.7.3 生成伯德圖 111 

4.8 實(shí)例二：跳板振動(dòng)分析 111 

4.8.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立和仿真分析 111 

4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和設(shè)置曲線圖 112 

4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor對(duì)曲線圖進(jìn)行操作 114 

4.9 實(shí)例三：加緊機(jī)構(gòu)仿真后處理 115 

4.9.1 細(xì)化模型 115 

4.9.2 深化設(shè)計(jì) 121 

4.10 本章小結(jié) 124 

第5章 剛性體建模及仿真分析 125 

5.1 建立模型 125 

5.2 定義材料屬性 126 

5.3 重命名部件 127 

5.4 施加約束 127 

5.4.1 創(chuàng)建固定副 127 

5.4.2 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 128 

5.4.3 創(chuàng)建平移副 129 

5.4.4 柔性約束力 130 

5.4.5 施加接觸 131 

5.5 施加驅(qū)動(dòng) 132 

5.5.1 在車(chē)輪與車(chē)體之間施加轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 132 

5.5.2 在平移副上施加移動(dòng)驅(qū)動(dòng) 133 

5.6 求解器設(shè)置 134 

5.7 仿真 135 

5.8 后處理分析 136 

5.9 實(shí)例一：吊車(chē)起吊過(guò)程分析 137 

5.9.1 創(chuàng)建模型 138 

5.9.2 定義材料屬性 138 

5.9.3 重命名部件 139 

5.9.4 施加約束 140 

5.9.5 施加驅(qū)動(dòng) 142 

5.9.6 設(shè)置求解器 144 

5.9.7 仿真 145 

5.9.8 后處理分析 145 

5.10 實(shí)例二：轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)剛體建模及仿真分析 146 

5.10.1 創(chuàng)建模型 146 

5.10.2 查看約束 147 

5.10.3 施加驅(qū)動(dòng) 147 

5.10.4 設(shè)置求解器 148 

5.10.5 仿真 148 

5.10.6 后處理分析 149 

5.11 實(shí)例三：偏轉(zhuǎn)摩天輪多剛體動(dòng)力學(xué)仿真分析 149 

5.11.1 導(dǎo)入模型 149 

5.11.2 定義材料屬性 151 

5.11.3 重命名部件 152 

5.11.4 渲染模型和布爾運(yùn)算 152 

5.11.5 施加約束 153 

5.11.6 施加驅(qū)動(dòng) 155 

5.11.7 設(shè)置求解器 155 

5.11.8 仿真 155 

5.11.9 后處理分析 156 

5.12 本章小結(jié) 158 

第6章 剛-柔混合建模 159 

6.1 離散柔性連接件 159 

6.2 利用有限元程序建立柔性體 160 

6.2.1 模態(tài)的概念 161 

6.2.2 柔性體與剛性體之間的連接 161 

6.2.3 柔性體替換剛性體 161 

6.3 實(shí)例一：模態(tài)中性文件的生成及編輯 162 

6.3.1 在ADAMS中導(dǎo)入MNF文件 162 

6.3.2 編輯柔性體 163 

6.4 實(shí)例二：鐵錘敲擊墻壁剛?cè)崤鲎矂?dòng)力學(xué)分析 166 

6.4.1 建立模型 166 

6.4.2 定義材料屬性 167 

6.4.3 渲染模型 168 

6.4.4 施加約束 169 

6.4.5 施加載荷 170 

6.4.6 檢查模型 170 

6.4.7 仿真計(jì)算 170 

6.4.8 柔性體的替換與編輯 171 

6.4.9 仿真計(jì)算 172 

6.4.10 后處理 172 

6.5 實(shí)例三：鐘擺機(jī)構(gòu)剛體離散及動(dòng)力學(xué)分析 173 

6.5.1 創(chuàng)建模型 174 

6.5.2 施加約束和驅(qū)動(dòng) 175 

6.5.3 仿真 176 

6.5.4 創(chuàng)建柔性離散連桿 177 

6.5.5 創(chuàng)建剛-柔體間的約束和驅(qū)動(dòng) 177 

6.5.6 仿真 179 

6.5.7 后處理 179 

6.6 本章小結(jié) 182 

第7章 多柔體動(dòng)力學(xué)仿真 183 

7.1 多柔體系統(tǒng)及工程背景 183 

7.2 多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的突出問(wèn)題 184 

7.3 實(shí)例一：連桿機(jī)構(gòu)柔體動(dòng)力學(xué)仿真分析 185 

7.3.1 創(chuàng)建模型 185 

7.3.2 柔性化連桿機(jī)構(gòu) 187 

7.3.3 施加約束和驅(qū)動(dòng) 189 

7.3.4 仿真 189 

7.3.5 后處理 190 

7.4 實(shí)例二：風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模及風(fēng)載仿真分析 192 

7.4.1 導(dǎo)入并編輯模型 192 

7.4.2 驅(qū)動(dòng) 194 

7.4.3 仿真 194 

7.4.4 后處理 194 

7.5 本章小結(jié) 197 

第8章 機(jī)電一體聯(lián)合仿真 198 

8.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真分析簡(jiǎn)介 198 

8.2 ADAMS/VIEW控制工具欄 199 

8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 199 

8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具欄 199 

8.2.3 控制模塊類型 200 

8.2.4 產(chǎn)生控制模塊 201 

8.2.5 檢驗(yàn)控制模塊的連接關(guān)系 201 

8.3 實(shí)例一：雷達(dá)機(jī)構(gòu)的機(jī)電聯(lián)合仿真 201 

8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步驟 201 

8.3.2 啟動(dòng)ADAMS/Controls模塊 202 

8.3.3 構(gòu)造ADAMS機(jī)械系統(tǒng)樣機(jī)模型 202 

8.3.4 確定ADAMS的輸入和輸出 205 

8.3.5 控制系統(tǒng)建模 209 

8.3.6 機(jī)電系統(tǒng)聯(lián)合仿真分析 213 

8.4 實(shí)例二：滾動(dòng)球體機(jī)電聯(lián)合仿真分析 215 

8.4.1 打開(kāi)以及瀏覽模型 215 

8.4.2 創(chuàng)建控制系統(tǒng) 215 

8.4.3 創(chuàng)建傳感器信號(hào) 217 

8.4.4 創(chuàng)建激勵(lì)信號(hào) 218 

8.4.5 編輯控制系統(tǒng) 218 

8.4.6 用信號(hào)管理器連接信號(hào) 218 

8.4.7 輸出面板 220 

8.4.8 創(chuàng)建MATLAB控制系統(tǒng) 221 

8.5 本章小結(jié) 223 

第9章 ADAMS與其他軟件接口 224 

9.1 三維建模軟件與ADAMS 224 

9.1.1 Pro/E與ADAMS之間的數(shù)據(jù)傳遞 224 

9.1.2 Solidworks與ADAMS之間的數(shù)據(jù)傳遞 225 

9.2 UG與ADAMS之間的數(shù)據(jù)交換 226 

9.2.1 UG與ADAMS共同支持的數(shù)據(jù)格式 226 

9.2.2 實(shí)例：UG與ADAMS雙向數(shù)據(jù)交換 226 

9.3 本章小結(jié) 232 

第10章 ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì) 233 

10.1 ADAMS參數(shù)化建模簡(jiǎn)介 233 

10.2 實(shí)例一：參數(shù)化建模應(yīng)用 234 

10.2.1 雙擺臂獨(dú)立前懸架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 234 

10.2.2 系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置 234 

10.2.3 雙擺臂獨(dú)立前懸架參數(shù)化建模 235 

10.3 實(shí)例二：前懸架機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 240 

10.3.1 參數(shù)化分析的準(zhǔn)備 240 

10.3.2 設(shè)計(jì)研究 243 

10.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 248 

10.3.4 結(jié)果分析 256 

10.4 本章小結(jié) 257 

第11章 ADAMS振動(dòng)分析 258 

11.1 振動(dòng)分析模塊簡(jiǎn)介 258 

11.2 實(shí)例一：剛性體衛(wèi)星振動(dòng)分析 258 

11.2.1 建立模型 259 

11.2.2 仿真模型 259 

11.2.3 建立輸入通道 260 

11.2.4 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)輸入通道和激振器 263 

11.2.5 建立輸出通道 264 

11.2.6 測(cè)試模型 265 

11.2.7 驗(yàn)證模型 266 

11.2.8 精化模型 269 

11.2.9 優(yōu)化模型 272 

11.3 實(shí)例二：柔性體衛(wèi)星振動(dòng)分析 274 

11.3.1 建立模型 274 

11.3.2 仿真模型 275 

11.3.3 建立輸入通道 276 

11.3.4 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)輸入通道和激振器 278 

11.3.5 建立輸出通道 279 

11.3.6 測(cè)試模型 280 

11.3.7 驗(yàn)證模型 281 

11.3.8 精化模型 284 

11.3.9 優(yōu)化模型 287 

11.4 實(shí)例三：火車(chē)轉(zhuǎn)向架振動(dòng)分析 289 

11.4.1 建立模型 289 

11.4.2 仿真模型 289 

11.4.3 定義設(shè)計(jì)變量 290 

11.4.4 建立輸入通道 291 

11.4.5 建立輸出通道 291 

11.4.6 測(cè)試模型 292 

11.4.7 后處理 293 

11.5 本章小結(jié) 295 

第12章 耐久性分析 296 

12.1 耐久性簡(jiǎn)介 296 

12.2 實(shí)例一：氣缸-曲軸系統(tǒng)耐久性分析 296 

12.2.1 導(dǎo)入并熟悉模型 297 

12.2.2 約束 297 

12.2.3 驅(qū)動(dòng) 297 

12.2.4 加載耐久性模塊 298 

12.2.5 仿真 298 

12.2.6 后處理 299 

12.3 實(shí)例二：斜面拉伸耐久性分析 304 

12.3.1 導(dǎo)入并熟悉模型 304 

12.3.2 傾斜 305 

12.3.3 建立約束 306 

12.3.4 創(chuàng)建載荷 306 

12.3.5 加載耐久性模塊 307 

12.3.6 仿真 307 

12.3.7 后處理 308 

12.4 實(shí)例三：懸臂梁耐久性分析 310 

12.4.1 創(chuàng)建模型 310 

12.4.2 查看模型信息 311 

12.4.3 施加約束 312 

12.4.4 施加載荷 313 

12.4.5 加載耐久性模塊 314 

12.4.6 仿真 314 

12.4.7 重新單向力定義函數(shù) 315 

12.4.8 重新仿真 315 

12.4.9 后處理 315 

12.5 本章小結(jié) 322 

第13章 ADAMS二次開(kāi)發(fā) 323 

13.1 定制用戶界面 323 

13.1.1 定制菜單 324 

13.1.2 定制對(duì)話框 330 

13.2 宏命令的使用 334 

13.2.1 創(chuàng)建宏命令 334 

13.2.2 在宏命令中使用參數(shù) 336 

13.3 循環(huán)命令和條件命令 339 

13.3.1 循環(huán)命令 339 

13.3.2 條件命令 341 

13.4 本章小結(jié) 343 

第14章 ADAMS模型語(yǔ)言及仿真控制語(yǔ)言 344 

14.1 ADAMS的主要文件介紹 344 

14.2 ADAMS/SOLVER模型語(yǔ)言 345 

14.2.1 ADAMS/Solver模型語(yǔ)言分類及其語(yǔ)法介紹 345 

14.2.2 模型文件的開(kāi)頭與結(jié)尾 347 

14.2.3 慣性單元 347 

14.2.4 幾何單元 348 

14.2.5 約束單元 351 

14.2.6 力元 353 

14.2.7 系統(tǒng)模型單元 355 

14.2.8 輪胎單元 356 

14.2.9 數(shù)據(jù)單元 358 

14.2.10 分析參數(shù)單元 360 

14.2.11 輸出單元 361 

14.3 ADAMS/SOLVER命令及仿真控制文件 363 

14.3.1 ADAMS/Solver命令結(jié)構(gòu)及分類 363 

14.3.2 創(chuàng)建ADAMS/Solver仿真控制文件 369 

14.4 本章小結(jié) 370 

第15章 ADAMS用戶子程序 371 

15.1 ADAMS用戶子程序簡(jiǎn)介 371 

15.1.1 用戶子程序的種類 371 

15.1.2 子程序的使用 373 

15.2 常用ADAMS用戶子程序簡(jiǎn)介 375 

15.2.1 使用GFOSUB用戶子程序?qū)嵗?nbsp;375 

15.2.2 常用用戶定義子程序及實(shí)例 377 

15.3 功能子程序 384 

15.3.1 功能子程序概述 384 

15.3.2 功能子程序SYSARY和SYSFNC 385 

15.4 本章小結(jié) 388 

第16章 車(chē)輛仿真與設(shè)計(jì) 389 

16.1 創(chuàng)建懸吊系統(tǒng) 389 

16.1.1 創(chuàng)建懸吊和轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 390 

16.1.2 定義車(chē)輛參數(shù) 391 

16.1.3 后處理 392 

16.1.4 推力分析 393 

16.1.5 仿真結(jié)果繪圖 394 

16.1.6 懸吊系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的修改 396 

16.1.7 修改后的系統(tǒng)模型分析 396 

16.1.8 分析結(jié)果 397 

16.2 彈性體對(duì)懸吊和整車(chē)裝配的影響 398 

16.2.1 創(chuàng)建懸吊裝配 398 

16.2.2 創(chuàng)建彈性體 399 

16.3 包含彈性體的整車(chē)裝配 400 

16.4 本章小結(jié) 403 

第17章 ADAMS/VIEW及ADAMS/SOLVER函數(shù) 404 

17.1 函數(shù)類型及建立 404 

17.1.1 建立表達(dá)式模式下的函數(shù) 404 

17.1.2 建立運(yùn)行模式下的函數(shù) 404 

17.2 ADAMS/VIEW設(shè)計(jì)函數(shù) 405 

17.2.1 數(shù)學(xué)函數(shù) 405 

17.2.2 位置/方向函數(shù) 406 

17.2.3 建模函數(shù) 407 

17.2.4 矩陣/數(shù)組函數(shù) 407 

17.2.5 字符串函數(shù) 409 

17.2.6 數(shù)據(jù)庫(kù)函數(shù) 410 

17.2.7 GUI函數(shù)組 410 

17.2.8 系統(tǒng)函數(shù)組 411 

17.3 ADAMS/VIEW運(yùn)行函數(shù)及ADAMS/SOLVER函數(shù) 411 

17.3.1 位移函數(shù) 411 

17.3.2 速度函數(shù) 412 

17.3.3 加速度函數(shù) 412 

17.3.4 接觸函數(shù) 413 

17.3.5 樣條差值函數(shù) 413 

17.3.6 約束力函數(shù) 413 

17.3.7 合力函數(shù) 413 

17.3.8 數(shù)學(xué)函數(shù) 414 

17.3.9 數(shù)據(jù)單元 414 

17.4 函數(shù)應(yīng)用實(shí)例 414 

17.4.1 定義不同形式的驅(qū)動(dòng)約束 414 

17.4.2 定義和調(diào)用系統(tǒng)狀態(tài)變量 416 

17.4.3 測(cè)量或請(qǐng)求的定義和調(diào)用 417 

17.5 本章小結(jié) 417 

附錄 ADAMS的使用技巧 418 

參考文獻(xiàn) 424