ADAMS 2012 虚拟样机技术从入门到精通

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目    录

第1章  ADAMS 2012简介
1

1.1  ADAMS 2012新功能
1

1.2  ADAMS多体系统动力学的建模、分析和计算方法
2


1.2.1  广义坐标的选择
2


1.2.2  多体系统动力学研究状况
2


1.2.3  多体系统建模理论
6


1.2.4  多体系统动力学数值求解
7


1.2.5  计算多刚体系统动力学自动建模
10


1.2.6  多体系统动力学中的刚性（Stiff）问题
10

1.3  ADAMS建模基础
14


1.3.1  参考标架
14


1.3.2  坐标系的选择
14

1.4  ADAMS运动学分析
15


1.4.1  ADAMS运动学方程
15


1.4.2  ADAMS运动学方程的求解算法
16

1.5  ADAMS动力学分析
17


1.5.1  ADAMS动力学方程
17


1.5.2  初始条件分析
20


1.5.3  ADAMS动力学方程的求解
22

1.6  ADAMS静力学及线性化分析
23


1.6.1  静力学分析
23


1.6.2  线性化分析
24

1.7   ADAMS求解器算法介绍
24


1.7.1  ADAMS数值算法简介
24


1.7.2  动力学求解算法介绍
25


1.7.3  坐标缩减的微分方程求解过程算法
26


1.7.4  动力学求解算法特性比较
26


1.7.5  求解器的特点比较
27


1.7.6  刚性问题求解算法选择
28

1.8  本章小结
28

第2章  ADAMS应用基础
29

2.1  设置工作环境
29

2.2  ADAMS的界面
34

2.3  ADAMS的零件库
36

2.4  ADAMS的约束库
38

2.5  ADAMS的设计流程
42

2.6  创建物体
43

2.7  创建约束副
55

2.8  施加力
65

2.9  仿真和动画
68

2.10  输出测量曲线
70

2.11  本章小结
70

第3章  施加载荷
71

3.1  外部载荷的定义
71

3.2  柔性连接
73

3.3  在运动副上添加摩擦力
76

3.4  实例
78


3.4.1  实例一：齿轮接触分析
78


3.4.2  实例二：小车越障柔性连接
80


3.4.3  实例三：射击
83

3.5  本章小结
88

第4章  计算求解与结果后处理
89

4.1  计算求解
89


4.1.1  计算类型
89


4.1.2  验证模型
90


4.1.3  仿真控制
90


4.1.4  传感器
94

4.2  实例一：仿真类型与传感器
95


4.2.1  设计要求
95


4.2.2  建模
96


4.2.3  模型运动初步仿真
100


4.2.4  存储数据文件
101


4.2.5  生成地块及添加约束
101


4.2.6  测量
102


4.2.7  生成传感器
103


4.2.8  模型仿真
104

4.3  ADAMS后处理简介
104


4.3.1  ADAMS/PostProcessor的用途
104


4.3.2  ADAMS/PostProcessor 的启动与退出
105


4.3.3  ADAMS/PostProcessor窗口介绍
105

4.4   ADAMS/POSTPROCESSOR使用技巧
106


4.4.1  创建任务和添加数据
106


4.4.2  工具栏的使用
108


4.4.3  窗口模式的设置
110


4.4.4  ADAMS/PostProcessor的页面管理
110

4.5   ADAMS/POSTPROCESSOR输出仿真结果的动画
111


4.5.1  动画类型
111


4.5.2  加载动画
111


4.5.3  动画演示
112


4.5.4  时域动画的控制
112


4.5.5  频域动画的控制
113


4.5.6  记录动画
114

4.6  ADAMS/POSTPROCESSOR绘制仿真结果的曲线图
115


4.6.1  由仿真结果绘制曲线图的类型
115


4.6.2  曲线图的建立
115


4.6.3  曲线图上的数学计算
117

4.7  曲线图的处理
118


4.7.1  曲线数据滤波
119


4.7.2  快速傅立叶变换
120


4.7.3  生成伯德图
120

4.8   实例二：跳板振动分析
121


4.8.1  动力学模型的建立和仿真分析
121


4.8.2  采用ADAMS/PostProcessor建立和设置曲线图
122


4.8.3  采用ADAMS/PostProcessor对曲线图进行操作
124

4.9  实例三：加紧机构仿真后处理
125


4.9.1  细化模型
125


4.9.2  深化设计
131

4.10  本章小结
134

第5章  刚性体建模及仿真分析
135

5.1  模型的建立
135

5.2  定义材料属性
136

5.3  重命名部件
137

5.4  施加约束
137


5.4.1  创建固定副
137


5.4.2  创建旋转副
138


5.4.3  创建滑移副
140


5.4.4  柔性约束力
140


5.4.5  施加接触
141

5.5  施加驱动
143


5.5.1  车轮与车体之间施加旋转驱动
143


5.5.2  在滑移副上施加平移驱动
143

5.6  求解器设置
144

5.7  仿真
145

5.8  后处理分析
146

5.9  实例一：吊车起吊过程分析
147


5.9.1  创建模型
147


5.9.2  定义材料属性
148


5.9.3  重命名部件
149


5.9.4  施加约束
149


5.9.5  施加驱动
152


5.9.6  求解器设置
154


5.9.7  仿真
154


5.9.8  后处理分析
155

5.10  实例二：转盘机构刚体建模及仿真分析
156


5.10.1  模型的建立
156


5.10.2  查看约束
156


5.10.3  施加驱动
157


5.10.4  求解器设置
158


5.10.5  仿真
158


5.10.6  后处理分析
159

5.11  实例三：偏转摩天轮多刚体动力学仿真分析
159


5.11.1  导入模型
159


5.11.2  定义材料属性
161


5.11.3  重命名部件
162


5.11.4  渲染模型和布尔运算
163


5.11.5  施加约束
163


5.11.6  施加驱动
165


5.11.7  求解器设置
166


5.11.8  仿真
166


5.11.9  后处理分析
167

5.12  本章小结
169

第6章  刚-柔混合建模
170

6.1  离散柔性连接件
170

6.2  利用有限元程序建立柔性体
171


6.2.1  模态的概念
172


6.2.2  柔性体与刚性体之间的连接
172


6.2.3  柔性体替换刚性体
172

6.3  实例一：模态中性文件的生成及编辑
173


6.3.1  在ADAMS中导入MNF文件
174


6.3.2  编辑柔性体
174

6.4  实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞动力学分析
178


6.4.1  建立模型
178


6.4.2  定义材料属性
178


6.4.3  渲染模型
179


6.4.4  施加约束
180


6.4.5  施加载荷
181


6.4.6  检查模型
182


6.4.7  仿真计算
182


6.4.8  柔性体的替换与编辑
182


6.4.9  仿真计算
184


6.4.10  后处理
184

6.5  实例三：钟摆机构刚体离散及动力学分析
185


6.5.1  创建模型
185


6.5.2  施加约束和驱动
186


6.5.3  仿真
188


6.5.4  创建柔性离散连杆
188


6.5.5  创建刚-柔体间的约束和驱动
189


6.5.6  仿真
191


6.5.7  后处理
191

6.6  本章小结
193

第7章  多柔体动力学仿真
194

7.1  多柔体系统及工程背景
194

7.2  多柔体系统动力学的几个突出的问题
196

7.3  实例一：连杆机构柔体动力学仿真分析
196


7.3.1  创建模型
196


7.3.2  柔性化连杆机构
199


7.3.3  施加约束和驱动
201


7.3.4  仿真
201


7.3.5  后处理
202

7.4  实例二：风力发电机建模及风载仿真分析
203


7.4.1  导入并编辑模型
204


7.4.2  驱动
205


7.4.3 仿真
206


7.4.4 后处理
206

7.5  本章小结
209

第8章  机电一体联合仿真
210

8.1  机电一体化系统仿真分析简介
210

8.2  ADAMS/VIEW控制工具栏
211


8.2.1  ADAMS中建立控制器的方法
211


8.2.2  使用ADAMS/View中的控制工具栏
212


8.2.3  控制模块类型
212


8.2.4  产生控制模块
213


8.2.5  检验控制模块的连接关系
214

8.3  实例一：雷达机构的机电联合仿真
214


8.3.1  ADAMS/Controls求解基本步骤
214


8.3.2  启动ADAMS/Controls模块
215


8.3.3  构造ADAMS机械系统样机模型
215


8.3.4  确定ADAMS的输入和输出
218


8.3.5  控制系统适模
222


8.3.6  机电系统联合仿真分祈
225

8.4  实例二：滚动球体机电联合仿真分析
227


8.4.1 打开以及浏览模型
227


8.4.2  创建控制系统
228


8.4.3  创建传感器信号
229


8.4.4  创建激励信号
230


8.4.5  编辑控制系统
231


8.4.6  用信号管理器连接信号
231


8.4.7  输出面板
233


8.4.8  创建MATLAB控制系统
233

8.5  本章小结
235

第9章  ADAMS与其他软件接口
236

9.1  三维建模软件与ADAMS
236


9.1.1  Pro/E与ADAMS之间数据传递
236


9.1.2  SOLIDWORKS与ADAMS之间数据传递
237

9.2  UG与ADAMS之间数据交换
238


9.2.1  UG与ADAMS共同支持的数据格式
238


9.2.2  实例：UG与ADAMS双向数据交换
238

9.3  本章小结
245

第10章  ADAMS参数化建模及优化设计
246

10.1  ADAMS参数化建模简介
246

10.2  实例一：参数化建模应用
247


10.2.1  双摆臂独立前悬架拓扑结构
247


10.2.2  系统环境设置
247


10.2.3  双摆臂独立前悬架参数化建模
248

10.3  实例二：前悬架机构优化设计分析
254


10.3.1  参数化分析的准备
254


10.3.2  设计研究
257


10.3.3  试验设计
262


10.3.4  结果分析
269

10.4  本章小结
271

第11章  ADAMS振动分析
272

11.1  振动分析模块简介
272

11.2  实例一：刚性体卫星振动分析
272


11.2.1  建立模型
273


11.2.2  仿真模型
274


11.2.3  建立输入通道
275


11.2.4  建立运动学输入通道和激振器
277


11.2.5  建立输出通道
278


11.2.6  测试模型
279


11.2.7  验证模型
281


11.2.8  精化模型
284


11.2.9  优化模型
287

11.3  实例二：柔性体卫星振动分析
289


11.3.1  建立模型
289


11.3.2  仿真模型
290


11.3.3  建立输入通道
291


11.3.4  建立运动学输入通道和激振器
292


11.3.5  建立输出通道
294


11.3.6  测试模型
295


11.3.7  验证模型
296


11.3.8  精化模型
299


11.3.9  优化模型
302

11.4  实例三：火车转向架振动分析
304


11.4.1  建立模型
304


11.4.2  仿真模型
305


11.4.3  定义设计变量
305


11.4.4  建立输入通道
306


11.4.5  建立输出通道
307


11.4.6  测试模型
307


11.4.7  后处理
308

11.5  本章小结
311

第12章  耐久性分析
312

12.1  耐久性简介
312

12.2  实例一：气缸-曲轴系统耐久性分析
312


12.2.1  导入并熟悉模型
313


12.2.2  约束
313


12.2.3  驱动
313


12.2.4  加载耐久性模块
314


12.2.5  仿真
314


12.2.6  后处理
315

12.3  实例二：斜面拉伸耐久性分析
320


12.3.1  导入并熟悉模型
320


12.3.2  倾斜
321


12.3.3  建立约束
321


12.3.4  创建载荷
322


12.3.5  加载耐久性模块
322


12.3.6  仿真
323


12.3.7  后处理
323

12.4  实例三：悬臂梁耐久性分析
326


12.4.1  创建模型
326


12.4.2  查看模型信息
326


12.4.3  施加约束
329


12.4.4  施加载荷
329


12.4.5  加载耐久性模块
330


12.4.6  仿真
330


12.4.7  重新单向力定义函数
331


12.4.8  重新仿真
331


12.4.9  后处理
332

12.5  本章小结
338

第13章  ADAMS二次开发
339

13.1 定制用户界面
339


13.1.1  定制菜单
341


13.1.2  定制对话框
346

13.2  宏命令的使用
350


13.2.1  创建宏命令
350


13.2.2  在宏命令中使用参数
352

13.3  循环命令和条件命令
356


13.3.1  循环命令
356


13.3.2  条件命令
357

13.4  本章小结
359

第14章  ADAMS模型语言及仿真控制语言
360

14.1  ADAMS的主要文件介绍
360

14.2  ADAMS/SOLVER模型语言
361


14.2.1  ADAMS/Solver模型语言分类及其语法介绍
361


14.2.2  模型文件的开头与结尾
363


14.2.3  惯性单元
364


14.2.4  几何单元
365


14.2.5  约束单元
367


14.2.6  力元
369


14.2.7  系统模型单元
372


14.2.8  轮胎单元
373


14.2.9  数据单元
375


14.2.10  分析参数单元
377


14.2.11  输出单元
378

14.3  ADAMS/SOLVER命令及仿真控制文件
380


14.3.1  ADAMS/Solver命令结构及分类
380


14.3.2  创建ADAMS/Solver仿真控制文件
387

14.4  本章小结
389

第15章  ADAMS用户子程序
390

15.1  ADAMS用户子程序简介
390


15.1.1  用户子程序的种类
390


15.1.2  子程序的使用
392

15.2  常用ADAMS用户子程序简介
394


15.2.1  使用GFOSUB用户子程序实例
394


15.2.2  常用用户定义子程序及实例
396

15.3  功能子程序
403


15.3.1  功能子程序概述
403


15.3.2  功能子程序SYSARY和SYSFNC
405

15.4  本章小结
408

第16章  车辆仿真与设计
409

16.1  创建悬吊系统
409


16.1.1  创建悬吊和转向系统
410


16.1.2  定义车辆参数
410


16.1.3  后处理
411


16.1.4  推力分析
412


16.1.5  仿真结果绘图
413


16.1.6  悬吊系统与转向系统的修改
415


16.1.7  修改后的系统模型分析
416


16.1.8  分析结果
416

16.2  弹性体对悬吊和整车装配的影响
417


16.2.1  创建悬吊装配
417


16.2.2  创建弹性体
418

16.3  包含弹性体的整车装配
419

16.4  本章小结
422

第17章  ADAMS/VIEW 及ADAMS/SOLVER函数
423

17.1  函数类型及建立
423


17.1.1  建立表达式模式下的函数
423


17.1.2  建立运行模式下的函数
424

17.2  ADAMS/VIEW设计函数
424


17.2.1  数学函数
424


17.2.2  位置/方向函数
425


17.2.3  建模函数
426


17.2.4  矩阵/数组函数
427


17.2.5  字符串函数
429


17.2.6  数据库函数
429


17.2.7  GUI函数组
430


17.2.8  系统函数组
430

17.3  ADAMS/VIEW运行函数及ADAMS/SOLVER函数
431


17.3.1  位移函数
431


17.3.2  速度函数
432


17.3.3  加速度函数
432


17.3.4  接触函数
432


17.3.5  样条差值函数
432


17.3.6  约束力函数
433


17.3.7  合力函数
433


17.3.8  数学函数
433


17.3.9  数据单元
434

17.4  函数应用实例
434


17.4.1  定义不同形式的驱动约束
434


17.4.2  定义和调用系统状态变量
436


17.4.3  度量或请求的定义和调用
437

17.5  本章小结
437

附录  ADAMS的使用技巧
438

参考文献
444

编辑推荐

《ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通（附光盘）／CAX工程应用丛书》编著者陈峰华。    本书注重基础、突出实例讲解，分为基础与实例两部分，共17章。其中基础部分包括软件及动力学理论简介、动力学模型建立基础、ADAMS运动学分析、ADAMS静力学分析及线性化分析和求解器算法以及ADAMS应用基础、载荷施加、后处理分析等内容；实例部分包括多刚体分析、刚．柔耦合分析、多柔体分析、耐久性分析、振动分析、参数化分析和车辆分析等内容。本书光盘配有书中实例的几何模型以及实例的分析模型，方便读者查阅。

作者简介

虚拟样机技术是设计制造领域的一项新技术，其应用涉及汽车制造、工程机械、航空航天、造船、航海、机械电子和通用机械等众多领域。采用虚拟样机替代物理样机，不但可以缩短开发周期，而且还大大提高了设计效率。

本书注重基础、突出实例讲解，分为基础与实例两部分，共17章。其中基础部分包括软件及动力学理论简介、动力学模型建立基础、ADAMS运动学分析、ADAMS静力学分析及线性化分析和求解器算法以及ADAMS应用基础、载荷施加、后处理分析等内容；实例部分包括多刚体分析、刚-柔耦合分析、多柔体分析、耐久性分析、振动分析、参数化分析和车辆分析等内容。本书光盘配有书中实例的几何模型以及实例的分析模型，方便读者查阅。

本书是作者结合多年科研实践和本科生与研究生的相关教学经验编著而成的，可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ADAMS软件的教材或参考书，也可作为从事汽车交通、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、国防工业、造船等科学研究的工程技术人员使用ADAMS软件的参考书。

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