ADAMS 2016虛擬樣機技術從入門到精通

第1章 ADAMS 2016簡介 1
1.1 ADAMS 2016新功能 1
1.2 ADAMS多體系統動力學的建模、分析和計算方法 2
1.2.1 廣義坐標的選擇 2
1.2.2 多體系統動力學研究狀況 2
1.2.3 多體系統建模理論 5
1.2.4 多體系統動力學數值求解 7
1.2.5 計算多剛體系統動力學自動建模 10
1.2.6 多體系統動力學中的剛性問題 10
1.3 ADAMS建模基礎 13
1.3.1 參考標架 14
1.3.2 坐標系的選擇 14
1.4 ADAMS運動學分析 15
1.4.1 ADAMS運動學方程 15
1.4.2 ADAMS運動學方程的求解算法 16
1.5 ADAMS動力學分析 16
1.5.1 ADAMS動力學方程 16
1.5.2 初始條件分析 20
1.5.3 ADAMS動力學方程的求解 21
1.6 ADAMS靜力學及線性化分析 23
1.6.1 靜力學分析 23
1.6.2 線性化分析 23
1.7 ADAMS求解器算法介紹 23
1.7.1 ADAMS數值算法簡介 23
1.7.2 動力學求解算法介紹 24
1.7.3 坐標縮減的微分方程求解過程算法 25
1.7.4 動力學求解算法特性比較 25
1.7.5 求解器的特點比較 26
1.7.6 剛性問題求解算法選擇 27
1.8 本章小結 27

第2章 ADAMS應用基礎 28
2.1 設置工作環境 28
2.2 ADAMS的界面 33
2.3 ADAMS的零件庫 35
2.4 ADAMS的約束庫 37
2.5 ADAMS的設計流程 41
2.6 創建物體 42
2.7 創建約束副 53
2.8 施加力 62
2.9 仿真和動畫 65
2.10 輸出測量曲線 67
2.11 本章小結 67

第3章 施加載荷 68
3.1 外部載荷的定義 68
3.2 柔性連接 70
3.3 在運動副上添加摩擦力 73
3.4 實例 75
3.4.1 實例一：齒輪接觸分析 75
3.4.2 實例二：小車越障柔性連接 77
3.4.3 實例三：射擊 80
3.5 本章小結 85

第4章 計算求解與結果后處理 86
4.1 計算求解 86
4.1.1 計算類型 86
4.1.2 驗證模型 87
4.1.3 仿真控制 87
4.1.4 傳感器 90
4.2 實例一：仿真類型與傳感器 91
4.2.1 設計要求 91
4.2.2 建模 91
4.2.3 模型運動初步仿真 96
4.2.4 存儲數據文件 96
4.2.5 生成地塊及添加約束 96
4.2.6 測量 97
4.2.7 生成傳感器 98
4.2.8 模型仿真 99
4.3 ADAMS后處理簡介 99
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 99
4.3.2 ADAMS/PostProcessor 的啟動與退出 100
4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介紹 100
4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 101
4.4.1 創建任務和添加數據 101
4.4.2 工具欄的使用 102
4.4.3 窗口模式的設置 104
4.4.4 ADAMS/PostProcessor的頁面管理 105
4.5 ADAMS/PostProcessor輸出仿真結果的動畫 105
4.5.1 動畫類型 105
4.5.2 加載動畫 106
4.5.3 動畫演示 106
4.5.4 時域動畫的控制 107
4.5.5 頻域動畫的控制 108
4.5.6 記錄動畫 109
4.6 ADAMS/PostProcessor繪制仿真結果的曲線圖 109
4.6.1 由仿真結果繪制曲線圖的類型 109
4.6.2 曲線圖的建立 110
4.6.3 曲線圖上的數學計算 111
4.7 曲線圖的處理 113
4.7.1 曲線數據濾波 113
4.7.2 快速傅立葉變換 114
4.7.3 生成伯德圖 114
4.8 實例二：跳板振動分析 115
4.8.1 動力學模型的建立和仿真分析 115
4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和設置曲線圖 116
4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor對曲線圖進行操作 118
4.9 實例三：加緊機構仿真后處理 119
4.9.1 細化模型 119
4.9.2 深化設計 125
4.10 本章小結 128

第5章 剛性體建模及仿真分析 129
5.1 建立模型 129
5.2 定義材料屬性 130
5.3 重命名部件 131
5.4 施加約束 131
5.4.1 創建固定副 131
5.4.2 創建旋轉副 132
5.4.3 創建滑移副 133
5.4.4 柔性約束力 134
5.4.5 施加接觸 135
5.5 施加驅動 136
5.5.1 在車輪與車體之間施加旋轉驅動 136
5.5.2 在滑移副上施加平移驅動 137
5.6 求解器設置 138
5.7 仿真 139
5.8 后處理分析 139
5.9 實例一：吊車起吊過程分析 141
5.9.1 創建模型 141
5.9.2 定義材料屬性 142
5.9.3 重命名部件 142
5.9.4 施加約束 143
5.9.5 施加驅動 145
5.9.6 設置求解器 147
5.9.7 仿真 147
5.9.8 后處理分析 148
5.10 實例二：轉盤機構剛體建模及仿真分析 149
5.10.1 創建模型 149
5.10.2 查看約束 149
5.10.3 施加驅動 150
5.10.4 設置求解器 150
5.10.5 仿真 151
5.10.6 后處理分析 151
5.11 實例三：偏轉摩天輪多剛體動力學仿真分析 152
5.11.1 導入模型 152
5.11.2 定義材料屬性 154
5.11.3 重命名部件 155
5.11.4 渲染模型和布爾運算 155
5.11.5 施加約束 156
5.11.6 施加驅動 158
5.11.7 設置求解器 158
5.11.8 仿真 158
5.11.9 后處理分析 159
5.12 本章小結 160

第6章 剛-柔混合建模 161
6.1 離散柔性連接件 161
6.2 利用有限元程序建立柔性體 162
6.2.1 模態的概念 163
6.2.2 柔性體與剛性體之間的連接 163
6.2.3 柔性體替換剛性體 163
6.3 實例一：模態中性文件的生成及編輯 164
6.3.1 在ADAMS中導入MNF文件 165
6.3.2 編輯柔性體 165
6.4 實例二：鐵錘敲擊牆壁剛柔碰撞動力學分析 168
6.4.1 建立模型 168
6.4.2 定義材料屬性 169
6.4.3 渲染模型 170
6.4.4 施加約束 171
6.4.5 施加載荷 172
6.4.6 檢查模型 173
6.4.7 仿真計算 173
6.4.8 柔性體的替換與編輯 173
6.4.9 仿真計算 174
6.4.10 后處理 175
6.5 實例三：鍾擺機構剛體離散及動力學分析 176
6.5.1 創建模型 176
6.5.2 施加約束和驅動 177
6.5.3 仿真 178
6.5.4 創建柔性離散連桿 179
6.5.5 創建剛-柔體間的約束和驅動 179
6.5.6 仿真 181
6.5.7 后處理 181
6.6 本章小結 183

第7章 多柔體動力學仿真 184
7.1 多柔體系統及工程背景 184
7.2 多柔體系統動力學的突出問題 185
7.3 實例一：連桿機構柔體動力學仿真分析 186
7.3.1 創建模型 186
7.3.2 柔性化連桿機構 188
7.3.3 施加約束和驅動 191
7.3.4 仿真 191
7.3.5 后處理 191
7.4 實例二：風力發電機建模及風載仿真分析 193
7.4.1 導入並編輯模型 193
7.4.2 驅動 195
7.4.3 仿真 195
7.4.4 后處理 196
7.5 本章小結 198

第8章 機電一體聯合仿真 199
8.1 機電一體化系統仿真分析簡介 199
8.2 ADAMS/View控制工具欄 200
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 200
8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具欄 200
8.2.3 控制模塊類型 201
8.2.4 產生控制模塊 202
8.2.5 檢驗控制模塊的連接關系 202
8.3 實例一：雷達機構的機電聯合仿真 202
8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步驟 203
8.3.2 啟動ADAMS/Controls模塊 203
8.3.3 構造ADAMS機械系統樣機模型 204
8.3.4 確定ADAMS的輸入和輸出 207
8.3.5 控制系統建模 210
8.3.6 機電系統聯合仿真分祈 215
8.4 實例二：滾動球體機電聯合仿真分析 216
8.4.1 打開以及瀏覽模型 216
8.4.2 創建控制系統 217
8.4.3 創建傳感器信號 219
8.4.4 創建激勵信號 219
8.4.5 編輯控制系統 220
8.4.6 用信號管理器連接信號 220
8.4.7 輸出面板 222
8.4.8 創建MATLAB控制系統 222
8.5 本章小結 224

第9章 ADAMS與其他軟件接口 225
9.1 三維建模軟件與ADAMS 225
9.1.1 Pro/E與ADAMS之間的數據傳遞 225
9.1.2 Solidworks與ADAMS之間的數據傳遞 226
9.2 UG與ADAMS之間的數據交換 226
9.2.1 UG與ADAMS共同支持的數據格式 226
9.2.2 實例：UG與ADAMS雙向數據交換 227
9.3 本章小結 233

第10章 ADAMS參數化建模及優化設計 234
10.1 ADAMS參數化建模簡介 234
10.2 實例一：參數化建模應用 235
10.2.1 雙擺臂獨立前懸架拓撲結構 235
10.2.2 系統環境設置 235
10.2.3 雙擺臂獨立前懸架參數化建模 236
10.3 實例二：前懸架機構優化設計分析 241
10.3.1 參數化分析的准備 241
10.3.2 設計研究 244
10.3.3 試驗設計 249
10.3.4 結果分析 256
10.4 本章小結 257

第11章 ADAMS振動分析 258
11.1 振動分析模塊簡介 258
11.2 實例一：剛性體衛星振動分析 258
11.2.1 建立模型 258
11.2.2 仿真模型 259
11.2.3 建立輸入通道 260
11.2.4 建立運動學輸入通道和激振器 263
11.2.5 建立輸出通道 264
11.2.6 測試模型 265
11.2.7 驗證模型 266
11.2.8 精化模型 270
11.2.9 優化模型 272
11.3 實例二：柔性體衛星振動分析 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 建立運動學輸入通道和激振器 278
11.3.5 建立輸出通道 280
11.3.6 測試模型 280
11.3.7 驗證模型 281
11.3.8 精化模型 285
11.3.9 優化模型 287
11.4 實例三：火車轉向架振動分析 289
11.4.1 建立模型 289
11.4.2 仿真模型 290
11.4.3 定義設計變量 291
11.4.4 建立輸入通道 292
11.4.5 建立輸出通道 293
11.4.6 測試模型 293
11.4.7 后處理 293
11.5 本章小結 296

第12章 耐久性分析 297
12.1 耐久性簡介 297
12.2 實例一：氣缸?曲軸系統耐久性分析 297
12.2.1 導入並熟悉模型 298
12.2.2 約束 298
12.2.3 驅動 298
12.2.4 加載耐久性模塊 299
12.2.5 仿真 299
12.2.6 后處理 300
12.3 實例二：斜面拉伸耐久性分析 305
12.3.1 導入並熟悉模型 305
12.3.2 傾斜 306
12.3.3 建立約束 307
12.3.4 創建載荷 307
12.3.5 加載耐久性模塊 308
12.3.6 仿真 308
12.3.7 后處理 309
12.4 實例三：懸臂梁耐久性分析 311
12.4.1 創建模型 311
12.4.2 查看模型信息 312
12.4.3 施加約束 313
12.4.4 施加載荷 314
12.4.5 加載耐久性模塊 314
12.4.6 仿真 315
12.4.7 重新單向力定義函數 315
12.4.8 重新仿真 316
12.4.9 后處理 316
12.5 本章小結 323

第13章 ADAMS二次開發 324
13.1 定制用戶界面 324
13.1.1 定制菜單 326
13.1.2 定制對話框 331
13.2 宏命令的使用 335
13.2.1 創建宏命令 335
13.2.2 在宏命令中使用參數 337
13.3 循環命令和條件命令 340
13.3.1 循環命令 340
13.3.2 條件命令 342
13.4 本章小結 344

第14章 ADAMS模型語言及仿真控制語言 345
14.1 ADAMS的主要文件介紹 345
14.2 ADAMS/Solver模型語言 346
14.2.1 ADAMS/Solver模型語言分類及其語法介紹 346
14.2.2 模型文件的開頭與結尾 348
14.2.3 慣性單元 348
14.2.4 幾何單元 349
14.2.5 約束單元 352
14.2.6 力元 354
14.2.7 系統模型單元 357
14.2.8 輪胎單元 358
14.2.9 數據單元 360
14.2.10 分析參數單元 361
14.2.11 輸出單元 363
14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 364
14.3.1 ADAMS/Solver命令結構及分類 364
14.3.2 創建ADAMS/Solver仿真控制文件 371
14.4 本章小結 372

第15章 ADAMS用戶子程序 373
15.1 ADAMS用戶子程序簡介 373
15.1.1 用戶子程序的種類 373
15.1.2 子程序的使用 375
15.2 常用ADAMS用戶子程序簡介 377
15.2.1 使用GFOSUB用戶子程序實例 377
15.2.2 常用用戶定義子程序及實例 379
15.3 功能子程序 386
15.3.1 功能子程序概述 386
15.3.2 功能子程序SYSARY和SYSFNC 387
15.4 本章小結 390

第16章 車輛仿真與設計 391
16.1 創建懸吊系統 391
16.1.1 創建懸吊和轉向系統 392
16.1.2 定義車輛參數 393
16.1.3 后處理 394
16.1.4 推力分析 395
16.1.5 仿真結果繪圖 396
16.1.6 懸吊系統與轉向系統的修改 398
16.1.7 修改后的系統模型分析 398
16.1.8 分析結果 399
16.2 彈性體對懸吊和整車裝配的影響 400
16.2.1 創建懸吊裝配 400
16.2.2 創建彈性體 401
16.3 包含彈性體的整車裝配 402
16.4 本章小結 405

第17章 ADAMS/VIEW及ADAMS/SOLVER函數 406
17.1 函數類型及建立 406
17.1.1 建立表達式模式下的函數 406
17.1.2 建立運行模式下的函數 406
17.2 ADAMS/View設計函數 407
17.2.1 數學函數 407
17.2.2 位置/方向函數 408
17.2.3 建模函數 409
17.2.4 矩陣/數組函數 410
17.2.5 字符串函數 412
17.2.6 數據庫函數 412
17.2.7 GUI函數組 413
17.2.8 系統函數組 413
17.3 ADAMS/View運行函數及ADAMS/Solver函數 413
17.3.1 位移函數 414
17.3.2 速度函數 414
17.3.3 加速度函數 415
17.3.4 接觸函數 415
17.3.5 樣條差值函數 415
17.3.6 約束力函數 415
17.3.7 合力函數 416
17.3.8 數學函數 416
17.3.9 數據單元 416
17.4 函數應用實例 416
17.4.1 定義不同形式的驅動約束 417
17.4.2 定義和調用系統狀態變量 418
17.4.3 度量或請求的定義和調用 419
17.5 本章小結 419
附錄 ADAMS的使用技巧 420
參考文獻 426

本書介紹的軟件ADAMS是專門用於機械產品虛擬樣機開發方面的工具，通過虛擬試驗和測試，在產品開發階段就可以幫助設計者發現設計缺陷，並提出改進的方法。