ADAMS——虚拟样机技术入门与提高.ppt

ADAMS--虚拟样机技术入门与提 高介绍内容:n软件介绍n软件基础知识nADAMS软件操作初步n虚拟样机几何建模n约束机构n施加载荷nADAMS/View建模的相关技术n样机仿真分析及调试n 仿真结果后处理n参数化建模与设计n样机的参数化分析第1章 软件介绍n1.1、ADAMS介绍ADAMS是英文Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems的缩写，是由美国 MDI公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发 的机械系统动力学自动分析软件在当今 动力学分析软件市场上ADAMS独占鳌头 ，拥有70%的市场份额，ADAMS拥有 windows版和unix两个版本，目前最高版本 为ADAMS 2005nADAMS软件使用交互式图形环境和零件库 、约束库、力库，创建完全参数化的机械 系统几何模型，其求解器采用多刚体系统 动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立 系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静 力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线ADAMS软 件的仿真可用于预测机械系统的性能、运 动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有 限元的输入载荷等。

nADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件 ，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟 机械系统进行静力学、运动学和动力学分 析另一方面，又是虚拟样机分析开发工具， 其开放性的程序结构和多种接口，可以成 为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分 析的二次开发工具平台 nADAMS软件由基本模块、扩展模块、接 口模块、专业领域模块及工具箱5类模块 组成用户不仅可以采用通用模块对一般 的机械系统进行仿真，而且可以采用专用 模块针对特定工业应用领域的问题进行快 速有效的建模与仿真分析1.2 虚拟样机技术的起源及发 展 n虚拟样机技术是一项新生的工程技术借 助于这项技术，工程师们可以在计算机上 建立机械系统的模型，伴之以三维可视化 处理，模拟在现实环境下系统的运动和动 力特性，并根据仿真结果精化和优化系统 的设计与过程1.3、虚拟样机技术应用领域n虚拟样机技术已经广泛地应用在各个领域 里： 1、汽车制造业 2、工程机械 3、航天航空业 4、国防工业 5、通用机械制造业第2章 基本知识 n1、自由度机械系统的自由度是指机械系统中各零件 相对于地面所具有的独立运动的数量欲 使机构具有确定的运动，则其原动件的数 目必须等于该机构的自由度。

ADAMS中自由度（DOF）计算公式为DOF=其中n －系统的部件数目（包括地面）；－系统内各约束所限制的自由度数目 n2、坐标系ADAMS/View允许Cartesian（直角）、 Cylindrical（圆柱）、Spherical（球）三 种坐标系，默认情况下为直角坐标系CartesianCartesian（直角）（直角）CylindricalCylindrical（圆柱）（圆柱）SphericalSpherical（球）（球）nADAMS的坐标系： ADAMS在坐标系的运用上总共有三种形式: a．全局坐标系也就是绝对坐标系，固定在地面（ Ground Part）上，是ADAMS中所有零件 的位置、方向、速度的度量基准坐标系 b．零件的局部坐标系也称零件坐标系在建立零件的同时产生 ，随零件一起运动，它在全局坐标系中的 位置和方向决定了零件在全局坐标系中的 位置和方向c．标记可以把标记分为固定标 记和浮动标记两类 固定标记相对零件静 止，可用于定义零件 的形状、质心位置、 作用与约束的位置与 方向等浮动标记相 对零件运动，某些情 况下要借助浮动坐标 系来定义作用与约束 第3章 ADAMS基本操作3.1 ADAMS软件包nADAMS/View（基本环境）nADAMS/Solver（求解器）nADAMS/Postprocessor（后处理器）nADAMS/Car（轿车模块）、ADAMS/Rail（机车 模块）、ADAMS/Driver（驾驶员模块）、 ADAMS/Tire（轮胎模块）、ADAMS/Linear（ 线性模块）、ADAMS/Flex（柔性模块）、 ADAMS/Controls（控制模块）、ADAMS/FEA （有限元模块）、 ADAMS/Hydraulics（液压模 块）、 ADAMS/Exchange（接口模块）、 Mechanism/Pro （与Pro/Engineer 的接口模块 ）、ADAMS/Animation（高速动画模块） ADAMS基本应用程序ADAMS/ViewADAMS/SolverADAMS/PostProcessor 基本环境 求解器 后处理 n nADAMSADAMS主模块：主模块：/Driver /Hydraulics /Driveline /Control /Flex /Linear /Tire /Exchange/Rail /Car /Animation Mechanism /Pro ADAMS 附加程序模块 nADAMS/View：n可以像建立物理样机一样建立任何机械系 统的虚拟样机。

首先建立运动部件（或者 从CAD软件中导入）、用约束将它们连接 、通过装配成为系统、利用外力或运动将 他们驱动 nADAMS/View支持参数化建模，以便能很容 易地修改模型并用于实验研究 n用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后 ，都可以观察主要的数据变化以及模型的 运动这些就像做实际的物理试验一样nADAMS/Solver :n一个自动建立并解算用于机械系统运动仿真方 程的，快速、稳定的数值分析工具 n提供一种用于解算复杂机械系统复杂运动的数 值方法 n可以对以机械部件、控制系统和柔性部件组成 的多域问题进行分析 n支持多种分析类型，其中包括运动学、静力学 、准静力学、线性或非线性动力学分析 n使用稳定的建模方法可以对巨大的模型进行分 析 nADAMS/PostProcessor :n显示ADAMS仿真结果的可视化图形界面 n提供了一个统一化的界面，以不同的方式 回放仿真的结果为了能够反复使用，页 面设置以及数据曲线格式都能保存起来， 这样既有利于节省时间也有利于整理标准 化的报告格式 n可以方便地同时显示多次仿真的结果以便 比较3.2 ADAMS/V iew建模仿 真步骤:复杂机器仿真时 要循序渐进 完成几个零件的 约束添加后就进 行一次仿真 n分析技巧：n采取渐进的，简单逐步发展到复杂的分析 策略n不必过分追求构件几何形体的细节部分 n先从分析线性（阻尼）开始 →非线性（ 阻尼 ）n整个系统分解为若干子系统 ，先对子系统 仿真分析和试验n应该尽量减小系统的规模，仅考虑影响样 机性能的构件 3.3 启动ADAMS/View 程序n产生新的样机模型数据库 --- Create a new model n重力的设置 ，单位系统 n打开已经保存的数据库 ---- Open an existing database n输入ADAMS文件 ----- Import a file n退出ADAMS/View程序 ---- Exitn启动时的ADAMS/View主窗 口：视图方向主工 具箱窗口名称栏菜单栏欢迎 窗口工作屏 幕区状态栏快捷工 具栏3.4 ADAMS/View程序 屏幕 nADAMS/View主窗口部分功能如下：n主工具箱—展示各种常用命令的快捷键；n命令菜单栏—包括了ADAMS/View程序的全部 命令；n快捷工具栏—设置了一些最基本的文件和编辑 命令的快捷按钮；n工作屏幕区—显示样机模型的区域；n工作栅格—在工作区显示栅格的目的是利于建 模； n状态栏—显示操作过程中的各种信息和提示；n坐标窗口—显示当前光标在三维坐标中的 位置，按F4键可以显示坐标窗口；n视图方向—显示表示当前系统的地面坐标 系方向的三维坐标。

n在View菜单中选择Toolbox and Toolbas项 ，显示Tool settings对话框，可以设置打开 或关闭主工具箱、快捷工具栏和状态栏3.5 ADAMS/View命令的基本 操作 n选择和输入ADAMS/View命令有五种常用的方 法 1 、主工具箱n命令集有多个层次 2、菜单栏 3、弹出式菜单n屏幕上的各种对象，例如：构件、标记、约 束、运动、力等 n输入对话框中的文本输入栏 n后处理图标中的各种对象，例如：曲线、标 题、坐标、符号标记等 4、快捷工具栏 5、命令窗口 n3.5.1 主工具箱主工具箱上部有12个图标是建模和仿真工 具，下面的 其他图标是视图工具主工具 箱中的命令集有多个层次，在主工具箱中 所见的图标，是下一层次命令集合的默认 命令，直接单击主工具箱中的图标，可以 选择该默认命令n单击工具箱的现实浮动命令板工具图标 可产生该命令集的浮动命令板ADAMS/View 工具列浏览：1234567891011121314151612345678910111213141516几何建模测量恢复/重做运动连接色盘移动动态浏览建构力元素前后视图动态旋转上下视图左右视图背景顏色视窗布置其他3.5.2 命令菜单方式对于主工具箱中不包含的命令，可以在命 令菜单栏中选择输入，有以下几种输入菜 单命令的方法：n用鼠标选择菜单中的有关命令；n在按下Alt的同时，键入菜单标题中下划线 的字母，选择有关菜单，再用同样的方法 选择命令；n按F10键激活File菜单，然后用箭头键来移 动选择有关菜单和命令；n使用命令快捷键。

重要表单：nFile | Open Database : 开启格式为*.binnFile | Import ：导入*.cmd, *.adm, *.IGS等 CAD model, *.gra/req/res, 数据档等nFile | Export ：导出*.cmd, *.adm, *.IGS等 CAD model,FEA loadsnFile | Print：列印功能，可输出 PS 格式nEdit | Appearance ： 提供物件透明度、隐藏、颜色 等设定nBuild | Model：可建构另一个model、删除、更名、切 换等nBuild | Flexible bodies：分 ADAMS/Flex, Discrete Flexible link，ADAMS/Flex提供mnf档的输入， Flexible Link提供各式断面特性之杆件nBuild | Materials：新增材质nBuild | Design Variable ：建立设计变量，供DOE, DS, OPT使用nBuild | Measure：建立各种测量关系nBuild | Function：建构各种函数关系式。

nBuild | Data elements：有Spline, matrix, curve, arraynBuild | System elements ：有State Variable, Differential/Transfer/ Linear State/ General State EquationnReview | Create an AVI movie file nReview | Create Trace Spline：针对某一点(marker) 绘制出模拟过程间的轨迹线nSettings | Force Graphics：设定Force, Torque的比 例及属性nSettings | Solver：设定求解过程中的细部设定，如 ：求解器的种类、公差、精度、除错、输出等设定nSettings | icons ：设定Icons大小、颜色、显示/隐 藏等属性nSettings | Fonts ：自行设定表3-1ADAMS/View使用的命令快捷键：快捷键 功能说明 快捷键 功能说明F1显示帮助窗口 Ctrl+e修改对象F3显示命令窗口 Ct。