ADAMS简介
ADAMS运动学分析
ADAMS运动学分析简介ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款用于进行多体动力学仿真分析的软件。
它是一种基于动力学原理的分析方法,可以用于研究物体的运动与力学关系。
本文档将介绍ADAMS软件的运动学分析功能,并提供一些使用指南。
运动学分析的定义运动学分析是指研究物体运动的位置、速度和加速度等基本特征的分析方法。
ADAMS通过求解物体的运动方程,从而得到物体在运动过程中的位置、速度和加速度等参数。
运动学分析的基本步骤进行运动学分析通常需要以下几个基本步骤:1.建模:首先需要将待分析的物体建模,并定义其运动学参数,如位置、速度和加速度。
2.添加约束:在ADAMS中,可以通过添加约束来定义物体之间的关系,如连接、限制等。
这些约束可以限制物体的运动方式,从而简化分析过程。
3.定义运动:在ADAMS中,可以通过定义初始条件和施加力来模拟物体的运动。
初始条件可以包括物体的初始位置、速度和加速度,而施加的力可以模拟外部作用力、约束力等。
4.运行仿真:通过设置仿真参数,如仿真时间和步长,来运行仿真模拟。
ADAMS会根据模型和参数进行计算,并输出物体的运动学参数。
5.分析结果:仿真完成后,可以通过ADAMS提供的结果分析工具来查看模拟结果,如位置、速度和加速度等。
ADAMS运动学分析的特点ADAMS作为一款专业的多体动力学仿真软件,具有以下特点:1.精确性:ADAMS采用高精度的求解方法,可以准确地求解物体的运动学方程,从而得到准确的运动学参数。
2.灵活性:ADAMS提供了丰富的建模和约束选项,可以灵活地建立各种复杂的物体模型,并定义各种约束关系。
3.可视化:ADAMS提供了直观的可视化界面,可以对模型进行可视化操作,并实时显示仿真结果。
4.可扩展性:ADAMS支持多种扩展模块和接口,可以与其他CAE软件和编程语言进行集成,方便进行进一步分析和开发。
ADAMS_从入门到精通
启动时的ADAMS/View主窗口:
窗口名称栏 主工 具箱 菜单栏 快捷工 具栏
欢迎 窗口
工作屏 幕区
视图方向
状态栏
3.4 ADAMS/View程序屏幕
1. 2.
3.
4. 5.
6.
ADAMS/View主窗口部分功能如下: 主工具箱—展示各种常用命令的快捷键; 命令菜单栏—包括了ADAMS/View程序的全部 命令; 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; 工作屏幕区—显示样机模型的区域; 工作栅格—在工作区显示栅格的目的是利于建 模; 状态栏—显示操作过程中的各种信息和提示;
ADAMS--虚拟样机从入门到精 通
介绍内容:
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.
软件简介 软件基础知识 ADAMS软件操作初步 虚拟样机几何建模 约束机构 施加载荷 ADAMS/View建模的相关技术 样机仿真分析及调试
9.
10.
11.
仿真结果后处理 参数化建模与设计 样机的参数化分析
第 1章
ADAMS主模块:
ADAMS基本应用程序
ADAMS/View
ADAMS/Solver
ADAMS/PostProcessor
基本环境
求解器
后处理
Mechanism /Pro
/Driver /Hydraulics
/Animation
/Driveline
/Car
ADAMS 附加程序模块
/Control
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。 ADAMS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。
ADAMS软件基本操作
2)输入对话框中的文本输入栏,可以利用弹出式菜单 进行对象或文件名的选择、浏览、复制、修改,输入值的 复制、修改和参数化处理等操作。
3)后处理图标中的各种对象,例如:曲线、标题、坐 标、符号标记等。
自ADAMS9.0版本开始.ADAMS/View采用了Windows风格的操 作界面和各种操作习惯,使得ADAMS/View9.0版以后的程序 操作界面非常友好。
ADAMS/Solver程序模块
ADAMS/So1ver是求解机械系统运动学和动力学 问题的程序.
完成样机分析的准备工作以后,ADAMS/View程序可 以自动地调用ADAMS/So1ver模块,求解样机模型的静力 学、运动学或动力学问题,完成仿真分析以后再自动地 返回ADAMS/View操作界面。因此,—般用户可以将ADAMS /Solver的操作视为一个“黑匣子”,只需熟悉ADAMS/V iew的操作,即可完成建模和整个分析过程。
values表示命令参数,对应于命令输入对话框中 的各种输入或选择值。
命令语言示例
定义一个旋转 副。其中:“!” 以后的内容为注 释内容。在命令 行的结尾添加一 个“&”符号, 表示该行没有结 束,输入的下一 行仍然是本行的 内容。
关于使用命令窗口输入命令的详细操作方法可以参见用户手册。
使用命令浏览器
5.2 ADAMS/View命令的基本操作
5.2.1主工具箱 5.2.2命令菜单 5.2.3弹出式菜单 5.2.4对话框 5.2.5鼠标的应用 5.2.6使用命令窗口和命令浏览器
5.2.1主工具箱
位置I,J 说明
ADAMS简介
Cartesian(直角)
Cylindrical(圆柱)
Spherical(球)
ADAMS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/View建模仿真步骤
ADAMS/View 建模仿真步 骤:
复杂机器仿真时 要循序渐进
ADAMS简介
介绍内容:
第1章、软件介绍 第2章、基本知识 第3章、ADAMS/View仿真步骤 第4章、几何建模 第5章、ADAMS/View的约束 第6章、ADAMS/View中的载荷 第7章、仿真分析 第8章、实例讲解
第1章、软件介绍
1.1、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 2005。
Mechanism /Pro
/Driver /Hydraulics
ADAMS基础介绍
修改几何外形
方法如下:
拖动控制点(Hotpoints ) 使用对话框:适合几何需要精确尺寸
当承受作用力时会变形
Point Masses
可移动的零件 具有质量但沒有惯性矩
Ground Part
在每一个 model 都存在 永远保持固定不动 model建立时会自动建立 不会对 model 增加 DOF
ADAMS软件核心模块
2.实体建模
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机械系统动力学分析软件
REFINE • 输入法则(Methodology) •加入摩擦 滑动等参数 • What if? • 建立参数(Parameters) • 建立变量(Variables) • 执行实验设计 • 敏感度研究 •实验设计 • 加入控制与柔性性
改善品质
ITERATE
改善效率 产品改善
OPTIMIZE • 最优化(Optimization) AUTOMATE • 使用宏Macro命令 • 自定义对话框
当前坐标值
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机械系统动力学分析软件
ADAMS/View 工具栏浏览
1 3 5 7 4 4 6 8 2 1 几何建模 2 测量 3 恢复/重做 8 力 13 上下视图
铰接
5 色盘
14 背景视图
15 其它 9 10 9 动态浏览 11 12 13 6 运动驱动 7 移动 10 动态浏览 14 15 16 11 前后视图 16 视窗布置17Fra bibliotekTorus
ADAMS软件核心模块
2.实体建模
机械系统动力学分析软件
几何实体建造(续)
Type Links
Tool
Graphic
Parameters
清华大学ADAMS基础教程
全局坐标系(GCS) 局部坐标系(PCS) 坐标系标记(CSM)
CADTC
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
ADAMS模型历史树 CADTC
清华大学
ADAMS 计算机辅助设计 教学中心
“爬-走-跑”方法CADTC
不要一次建立整个机构模型 确定每次增加的组件正确工作 经常验证你的模型 避免复杂的调试
用户也可以将模型输入或输出为下列文件:
几何模型文件(STEP、IGES、DWG等等) ADAMS/Solver输入和分析结果
测试和表格数据
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
第二章重点
CADTC
区别零件和几何体 了解零件和几何体的不同类型 创建构造几何体 创建几何实体 修改实体 列出实体信息
o限制零件间的相对运动 o代表“理想化”的联接 o在ADAMS/Solver中代表一个代数方程
所有的约束都限制系统的平动或转动自由度 限制的自由度数目和类型取决于使用的约束类型 约束一般需要:
o两个零件 o位置 o方向
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
MSS中的自由度 CADTC
“自由度”(Degree of Freedom)意味着实体移动的 特定方式。 有两种DOF类型:
在ADAMS/View中,用户可以通过绘制几何体来表示刚体。 ADAMS/View提供了几何体库来创建刚体
o构造几何体 无质量的原始对象,例如云线等等 用来定义其它几何体
o几何实体 有质量的原始几何体,例如立方体(box)、连杆(link) 可以基于构造几何体 自动计算质量属性
新的几何体必须“属于”零件。用户每次创建新的几何体,可 以选择一些操作:
Adams运动副简介
ADAMS运动副之简介
主要包括五部分:一般运动副、虚约束、运动发生器、高副、一般函数约束
其中比较常用的是一般运动副:旋转副、万向节副(虎克铰)、固定副、移动副、恒速度副、槽副、圆柱副、耦合副、曲线-曲线凸轮副、球副、螺旋副、平面副、齿轮副。
对于任何机构而言,都是通过不同的运动副将许多构件连接在一起组成的。
对于相同的构件组采用不同的运动副,那么实现的功能也就不同;同样的对于同一个运动副,它所连接的构件不同,其设计结果也是不同的。
运动副在机构中占有重要的地位,通过设计构件、以及其连接方式(运动副),便可得到预定的功能要求,因而在以后将陆续对上述运动副的使用进行比较详细的讲解。
ADAMS 2023动力学分析与仿真从入门到精通
ADAMS 2023动力学分析与仿真从入门到精通简介ADAMS(Advanced Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于进行动力学分析和仿真的强大工具。
它可以帮助工程师和设计师在产品开发过程中预测和优化机械系统的性能。
无论是汽车、飞机还是机械设备,ADAMS都可以用来模拟其在不同工况下的动态行为。
本文档将介绍ADAMS 2023的基本概念和操作指南,从入门到精通,帮助读者快速上手并掌握ADAMS的使用方法。
1. ADAMS简介1.1 ADAMS的定义ADAMS是一种基于多体动力学理论的仿真软件,它能够对复杂的机械系统进行动力学分析和仿真,并提供详细的结果和可视化的模拟效果。
它主要用于评估系统的运动性能、力学特性和振动响应,是工程师进行设计优化和故障排查的重要工具。
1.2 ADAMS的应用领域ADAMS广泛应用于汽车、航空航天、机械设备等领域,用于模拟和分析复杂机械系统的动态行为。
例如,汽车制造商可以使用ADAMS来评估车辆的悬挂系统、转向动力学和车身振动特性;航空航天公司可以使用ADAMS来模拟飞机的飞行动力学和振动响应。
2. ADAMS基本概念2.1 多体系统ADAMS将机械系统建模为多个刚体之间的约束系统。
每个刚体包含了几何特征、质量和惯性属性。
通过在刚体之间添加约束和运动条件,可以建立复杂的多体系统模型。
2.2 约束约束用于描述刚体之间的相对运动关系。
ADAMS提供了各种类型的约束,如平面、关节、铰链等。
通过正确定义约束条件,可以模拟系统的运动和力学特性。
2.3 运动条件运动条件用于描述系统的运动。
ADAMS提供了多种运动模式,如位移、速度、加速度和力矩等。
通过在刚体上施加运动条件,可以模拟系统的各种运动情况。
3. ADAMS操作指南3.1 ADAMS界面ADAMS的用户界面由多个工具栏、菜单和窗口组成。
主要包括模型浏览器、属性编辑器、运动学模块、仿真控制和结果查看器等。
ADAMS简介
虚拟样机技术的基本概念虚拟样机技术是在技术及多体系统动力学基础上发展起来的系统级的产品建模、仿真与分析技术,近些年综合了取得突破性进展的多领域物理系统建模与仿真技术,形成了功能化虚拟样机技术。
这项技术自产生后迅猛发展,并得到多方面的应用。
虚拟样机技术在产品设计开发中,将分散的零部件设计和分析技术融合在一起,在计算机上建造出产品的整体模型,并且针对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析,预测产品的整体性能,进而改进产品设计,提高产品性能。
虚拟样机技术是面向系统设计的、应用于基于仿真设计过程的技术,包含数字化物理样机、功能化虚拟样机和虚拟工厂仿真三方面内容。
数字化物理样机对于产品的装配过程,用于快速评估组成产品的全部三维实体模型装配件的形态特性和装配性能;功能化虚拟样机对应于产品分析过程,用于评价已装配系统整体上的功能和操作性能;虚拟工厂仿真对于产品制造过程,用于评价产品的制造性能。
这三者在产品数据管理系统或产品全生命周期管理系统的基础上实现集成,提供了有效的方法,实现从实体物理样机向软件物理样机的转化,从而有效地支持了虚拟产品开发。
功能化虚拟样机技术是在传统CAD/CAM/CAE技术基础上发展起来的,CAD/CAM/CAE 技术重点是针对零部件的优化设计,而零部件的最优并不代表产品性能的最优。
功能化虚拟样机技术是对整个产品性能进行优化设计,是基于系统的优化设计,能通过虚拟试验精确、快捷地预测产品整机性能。
基于多柔体系统理论,解决产品的动力学、变形、强度、寿命等问题;基于多领域物理系统理论,解决复杂产品机、电、液、控、等多领域能量流和信号流的传递与控制问题。
虚拟样机技术可使产品设计人员在各种虚拟环境中真实模拟产品整体的运动及受力情况,快速分析多种设计方案,进行对物理样机而言难以进行或者无法进行的试验。
直到获得系统的最佳设计方案为止。
虚拟样机技术的应用贯穿于整个设计过程中,它可用在概念设计和方案论证中,设计者将自己的经验与想象结合在虚拟样机里,让想象力和创造力得到充分发挥,用虚拟样机代替物理样机验证设计时,不但可以缩短开发周期,而且设计效率也得到了提高。
ADAMS简介PPT课件
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6.1 概述
1 ADAMS软件的特点
☆ 利用交互式图形环境和零件库、约束库、力库建立机械系统三维参数 化模型。
☆ 分析类型包括运动学、静力学和准静力学分析以及线性和非线性动力 学分析,包含刚体和柔性体分析。
☆ 具有先进的数值分析技术和强有力的求解器,使求解快速、准确。 ☆ 具有组装、分析和动态显示不同模型或同一个模型在某一个过程变化
6 机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介
6.1 概述
机械系统运动/动力学软件分析流程
建模
求解
几何模型
物理模型
数学模型
分析结果
物理建模
数学建模
数值分析
求解器
初始计算条件
方程自动组集
分析迭代
1
6.1 概述
ADAMS ( Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件是世界上使用范围最广的虚拟样机仿真软件。用户使用 ADAMS软件,可以建立包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的 多体动力学虚拟样机模型,能为用户提供从产品概念设计、方案论证 、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断等各阶 段、全方位、高精度的仿真计算分析结果。
☆ ADAMS/Durability——耐久性分析模块,是按工业标准的耐久性文 件格式的时间历程数据接口。
8
6.2 ADAMS软件的模块
※ 接口模块
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍ADAMS是美国学者蔡斯(Chace)等人利用多刚体动力学理论,选取系统每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的为广义坐标编制的计算程序。
其中应用了吉尔(Gear)等解决刚性积分问题的算法,并采用了稀疏矩阵技术来提高计算效率。
该软件因其强大的功能而在汽车航天等领域得到了广泛的应用。
1 ADAMS软件简介在研究汽车各种性能时,研究对象的建模、分析与求解始终是关键。
多体系统动力学软件为汽车动力学研究提供了强大的数学分析工具。
ADAMS软件就是其中的佼佼者。
ADAMS(Auto matic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件,是由美国机械动力公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的最优秀的机械系统动态仿真软件,是世界上最具权威性的,使用范围最广的机械系统动力学分析软件。
用户使用ADAMS软件,可以自动生成包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型,能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果,从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。
由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能,方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力,所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。
ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面,又是机械系统仿真分析开发工具,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机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。
在产品开发过程中,工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果:*分析时间由数月减少为数日*降低工程制造和测试费用*在产品制造出之前,就可以发现并更正设计错误,完善设计方案*在产品开发过程中,减少所需的物理样机数量*当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时,可利用虚拟样机进行分析和仿真*缩短产品的开发周期使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。
ADAMS简介
☆ ADAMS/View——是ADAMS的核心模块之一,是以用户为中心的交
互式图形环境,将图标操作、菜单操作与交互式图形建模、仿真计算、 优化设计、动画显示、图形输出等功能集成在一起。
☆ ADAMS/Solver——是ADAMS的另一核心模块,也是软件仿真的
“发动机”,它自动形成机械系统的动力学方程,提供静力学、运动学 和动力学的解算结果。
6 机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介
6.1 概述
机械系统运动/动力学软件分析流程
建 模 求 解
几何模型
物理建模
物理模型
数学建模
数学模型
数值分析
分析结果
求
初始计算条件
解
方程自动组集
器
分 析 迭 代
6.1 概述
ADAMS ( Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件是世界上使用范围最广的虚拟样机仿真软件。用户使用 ADAMS软件,可以建立包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的 多体动力学虚拟样机模型,能为用户提供从产品概念设计、方案论证、 详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断等各阶段、
6.3 ADAMS/View仿真基础
5 仿真
☆ ☆ ☆
静平衡分析 运动学分析 动力学分析
6 查看仿真结果
☆ ☆ ☆
动画演示 输出曲线 验证仿真结果
6.4 实例演示
【例】建立如 图所示的夹紧 机构的模型并 进行仿真。
1.2 ADAMS软件仿真的基本步骤
机 系 建 械 统 模 ☆几何建模 ☆施加运动副和运动驱动 ☆施加载荷 仿 分 真 析 ☆设置测量和仿真输出 ☆进行仿真分析
ADAMS软件简介
ADAMS软件简介基于虚拟样机技术的商业软件ADAMS3.1 ADAMS软件概述ADAMS,即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件.目前,ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用.根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元,占据了51%的份额.ADAMS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.ADAMS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.ADAMS软件有两种操作系统的版本:UNIX版和Windows NT/2000版.本书将以Windows 2000版的ADAMS l2.0为蓝本进行介绍.ADAMS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,如表3-1所示.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.表3-1 ADAMS软件模块1.基本模块用户界面模块ADAMS/View求解器模块ADAMS/Solver后处理模块ADAMS/PostProcessor2.扩展模块液压系统模块ADAMS/Hydraulics振动分析模块ADAMS/Vibration线性化分析模块ADAMS/Linear高速动画模块ADAMS/Animation试验设计与分析模块ADAMS/Insight耐久性分析模块ADAMS/Durability数字化装配回放模块ADAMS/DMU Replay3.接口模块柔性分析模块ADAMS/Flex控制模块ADAMS/Controls图形接口模块ADAMS/ExchangeCATIA专业接口模块CAT/ADAMSPro/E接口模块Mechanical/Pro4.专业领域模块轿车模块ADAMS/Car悬架设计软件包Suspension Design概念化悬架模块CSM驾驶员模块ADAMS/Driver动力传动系统模块ADAMS/Driveline轮胎模块ADAMS/Tire柔性环轮胎模块FTire Module柔性体生成器模块ADAMS/FBG经验动力学模型EDM发动机设计模块ADAMS/Engine配气机构模块ADAMS/Engine V alvetrain正时链模块ADAMS/Engine Chain附件驱动模块Accessory Drive Module铁路车辆模块ADAMS/RailFORD汽车公司专用汽车模块ADAMS/Pre(现改名为Chassis)5.工具箱软件开发工具包ADAMS/SDK虚拟试验工具箱Virtual Test Lab虚拟试验模态分析工具箱Virtual Experiment Modal Analysis钢板弹簧工具箱Leafspring Toolkit飞机起落架工具箱ADAMS/Landing Gear履带/轮胎式车辆工具箱Tracked/Wheeled Vehicle齿轮传动工具箱ADAMS/Gear Tool3.2 ADAMS软件基本模块3.2.1 用户界面模块(ADAMS/View)ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一,采用以用户为中心的交互式图形环境,将图标操作,菜单操作,鼠标点击操作与交互式图形建模,仿真计算,动画显示,优化设计,X-Y 曲线图处理,结果分析和数据打印等功能集成在一起.ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作.采用Parasolid内核进行实体建模,并提供了丰富的零件几何图形库,约束库和力/力矩库,并且支持布尔运算,支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函数.除此之外,还提供了丰富的位移函数,速度函数,加速度函数,接触函数,样条函数,力/力矩函数,合力/力矩函数,数据元函数,若干用户子程序函数以及常量和变量等. 自9.0版后,ADAMS/View采用用户熟悉的Motif界面(UNIX系统)和Windows界面(NT系统),从而大大提高了快速建模能力.在ADAMS/View中,用户利用TABLE EDITOR,可像用EXCEL 一样方便地编辑模型数据,同时还提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包.DS(设计研究),DOE(实验设计)及OPTIMIZE(优化)功能可使用户方便地进行优化工作.ADAMS/View有自己的高级编程语言,支持命令行输入命令和C++语言,有丰富的宏命令以及快捷方便的图标,菜单和对话框创建和修改工具包,而且具有在线帮助功能.ADAMS/View模块界面如图3-1所示.ADAMS/View新版采用了改进的动画/曲线图窗口,能够在同一窗口内可以同步显示模型的动画和曲线图;具有丰富的二维碰撞副,用户可以对具有摩擦的二维点-曲线,圆-曲线,平面-曲线,以及曲线-曲线,实体-实体等碰撞副自动定义接触力;具有实用的Parasolid输入/输出功能,可以输入CAD中生成的Parasolid文件,也可以把单个构件,或整个模型,或在某一指定的仿真时刻的模型输出到一个Parasolid文件中;具有新型数据库图形显示功能,能够在同一图形窗口内显示模型的拓扑结构,选择某一构件或约束(运动副或力)后显示与此项相关的全部数据;具有快速绘图功能,绘图速度是原版本的20倍以上;采用合理的数据库导向器,可以在一次作业中利用一个名称过滤器修改同一名称中多个对象的属性,便于修改某一个数据库对象的名称及其说明内容;具有精确的几何定位功能,可以在创建模型的过程中输入对象的坐标,精确地控制对象的位置;多种平台上采用统一的用户界面,提供合理的软件文档;支持Windows NT平台的快速图形加速卡,确保ADAMS/View的用户可以利用高性能OpenGL图形卡提高软件的性能;命令行可以自动记录各种操作命令,进行自动检查.3.2.2 求解器模块(ADAMS/Solver)ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一,是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器.该软件自动形成机械系统模型的动力学方程,提供静力学,运动学和动力学的解算结果.ADAMS/Solver有各种建模和求解选项,以便精确有效地解决各种工程应用问题. ADAMS/Solver可以对刚体和弹性体进行仿真研究.为了进行有限元分析和控制系统研究,用户除要求软件输出位移,速度,加速度和力外,还可要求模块输出用户自己定义的数据.用户可以通过运动副,运动激励,高副接触,用户定义的子程序等添加不同的约束.用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力,或施加单点外力.ADAMS/Solver新版中对校正功能进行了改进,使得积分器能够根据模型的复杂程度自动调整参数,仿真计算速度提高了30%;采用新的S12型积分器(Stabilized Index 2 intergrator),能够同时求解运动方程组的位移和速度,显著增强积分器的鲁棒性,提高复杂系统的解算速度;采用适用于柔性单元(梁,衬套,力场,弹簧-阻尼器)的新算法,可提高S12型积分器的求解精度和鲁棒性;可以将样条数据存储成独立文件使之管理更加方便,并且spline语句适用于各种样条数据文件,样条数据文件子程序还支持用户定义的数据格式;具有丰富的约束摩擦特性功能,在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等约束中可定义各种摩擦特性.3.2.3 后处理模块(ADAMS/PostProcessor)MDI公司开发的后处理模块ADAMS/Postprocessor,用来处理仿真结果数据,显示仿真动画等.既可以在ADAMS/View环境中运行,也可脱离该环境独立运行.如图3-2所示.ADAMS/PostProcessor的主要特点是:采用快速高质量的动画显示,便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性;使用树状搜索结构,层次清晰,并可快速检索对象;具有丰富的数据作图,数据处理及文件输出功能;具有灵活多变的窗口风格,支持多窗口画面分割显示及多页面存储;多视窗动画与曲线结果同步显示,并可录制成电影文件;具有完备的曲线数据统计功能:如均值,均方根,极值,斜率等;具有丰富的数据处理功能,能够进行曲线的代数运算,反向,偏置,缩放,编辑和生成波特图等;为光滑消隐的柔体动画提供了更优的内存管理模式;强化了曲线编辑工具栏功能;能支持模态形状动画,模态形状动画可记录的标准图形文件格式有:*.gif,*.jpg,*.bmp,*.xpm,*.avi 等;在日期,分析名称,页数等方面增加了图表动画功能;可进行几何属性的细节的动态演示.ADAMS/PostProcessor的主要功能包括:为用户观察模型的运动提供了所需的环境,用户可以向前,向后播放动画,随时中断播放动画,而且可以选择最佳观察视角,从而使用户更容易地完成模型排错任务;为了验证ADAMS仿真分析结果数据的有效性,可以输入测试数据,并测试数据与仿真结果数据进行绘图比较,还可对数据结果进行数学运算,对输出进行统计分析;用户可以对多个模拟结果进行图解比较,选择合理的设计方案;可以帮助用户再现ADAMS中的仿真分析结果数据,以提高设计报告的质量;可以改变图表的形式,也可以添加标题和注释;可以载入实体动画,从而加强仿真分析结果数据的表达效果;还可以实现在播放三维动画的同时,显示曲线的数据位置,从而可以观察运动与参数变化的对应关系.3.3 ADAMS软件扩展模块3.3.1 液压系统模块(ADAMS/Hydraulics)应用ADAMS/Hydraulics模块,用户能够精确地对由液压元件驱动的复杂机械系统进行动力学仿真分析.这类复杂机械系统包括:工程机械,汽车制动系统,汽车转向系统,飞机起落架等.运用ADAMS/Hydraulics模块可以提高机械工程师建立包括液压回路在内的机械系统动力学模型的能力,工程师利用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls模块相结合,就可以在同一仿真环境中建造,试验和观察包括机-电-液一体化的虚拟样机.ADAMS/Hydraulics是选装模块,使用的前提条件是要具备ADAMS/SoIver和ADAMS/View模块.ADAMS/Hydraulics可以帮助用户将系统性能仿真与液压系统设计无缝集成为一体.用户可以首先在ADAMS/View中建立液压回路框图,然后通过液压油缸将其连接到机械系统模型中,最后选取最适当的,功能最强的积分器仿真分析整个系统的性能.用户同时使用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls,可以提供阀体的反馈控制输入.并且由于液压系统与机械系统之间的相互作用在计算机内被有机地集成为一体,因此可以方便地进行系统的装配和仿真试验.用户应用ADAMS/Hydraulics模块,可以建造机械系统与液压回路之间相互作用的模型,并在计算机中设置系统的运行特性,进行各种静态,模态,瞬态和动态分析.例如:可以进行液压系统峰值压力和运行压力的分析,液压系统滞后特性的分析,液压系统控制的分析,功率消耗的分析,液压元件和管路尺寸的分析等.由于ADAMS/Hydraulics采用了与ADAMS/View相同的参数化功能和函数库,因此用户在液压元件设计中同样可以运用设计研究(DS),试验设计(DOE)以及优化(OPTIMIZE)等技术.3.3.2 振动分析模块(ADAMS/Vibration)ADAMS/Vibration是进行频域分析的工具,可用来检测ADAMS模型的受迫振动(例如;检测汽车虚拟样机在颠簸不平的道路工况下行驶时的动态响应),所有输入输出都将在频域内以振动形式描述,该模块可作为ADAMS运动仿真模型从时域向频域转换的桥梁.通过运用ADAMS/Vibration可以实现各种子系统的装配,并进行线性振动分析,然后利用功能强大的后处理模块ADAMS/PostProcessor进一步作出因果分析与设计目标设置分析.采用ADAMS/Vibration模块,可以在模型的不同的测试点,进行受迫响应的频域分析.频域分析中可以包含液压,控制及用户系统等结果信息;能够快速准确将ADAMS线性化模型转入Vibration模块中;能够为振动分析开辟输入,输出通道,能定义频域输入函数,产生用户定义的力频谱;能求解所关注的频带范围的系统模型,评价频响函数的幅值大小及相位特征;能够动画演示受迫响应及各模态响应;能把系统模型中有关受迫振动响应的信息列表;为进一步分析能把ADAMS模型中的状态矩阵输出到MA TLAB及MATRIX中;运用设计研究,DOE及振动分析结果和参数化的振动输入数指优化系统综合性能.运用ADAMS/Vibration能使工作变得快速简单,运用虚拟检测振动设备方便地替代实际振动研究中复杂的检测过程,从而避免了实际检测只能在设计的后期进行且费用高昂等弊病,缩短设计时间,降低设计成本.ADAMS/Vibration输出的数据还可被用来研究预测汽车,火车,飞机等机动车辆的噪音对驾驶员及乘客的振动冲击,体现了以人为本的现代设计趋势.3.3.3 线性化分析模块(ADAMS/Linear)ADAMS/Linear是ADAMS的一个集成可选模块,可以在进行系统仿真时将系统非线性的运动学或动力学方程进行线性化处理,以便快速计算系统的固有频率(特征值),特征向量和状态空间矩阵,使用户能更快而较全面地了解系统的固有特性.ADAMS/Linear主要功能特点包括:利用该模块可以给工程师带来许多帮助:可以在大位移的时域范围和小位移的频率范围间提供一座"桥梁",方便地考虑系统中零部件的弹性特性;利用它生成的状态空间矩阵可以对带有控制元件的机构进行实时控制仿真;利用求得的特征值和特征向量可以对系统进行稳定性研究.3.3.4 高速动画模块(ADAMS/Animation)ADAMS/Animation是ADAMS的一个集成可选模块,使用户能借助于增强透视,半透明,彩色编辑及背景透视等方法精细加工所形成的动画,增强动力学仿真分析结果动画显示的真实感.用户既可以选择不同的光源,并交互地移动,对准和改变光源强度,还可以将多台摄像机置于不同的位置,角度同时观察仿真过程,从而得到更完善的运动图像.该模块还提供干涉检测工具,可以动态显示仿真过程中运动部件之间的接触干涉,帮助用户观察整个机械系统的干涉情况;同时还可以动态测试所选的两个运动部件在仿真过程中距离的变化.该模块主要功能是:采用基于Motif/Windows的界面,标准下拉式菜单和弹出式对话窗,易学易用;与ADAMS/View模块无缝集成,在ADAMS/View中只需点一下鼠标就可转换到ADAMS/Animation;其使用的前提条件是必须要有ADAMS/View模块和ADAMS/Solver模块.3.3.5 试验设计与分析模块(ADAMS/Insight)ADAMS/Insight是基于网页技术的新模块.利用该模块,工程师可以方便地将仿真试验结果置于Intranet或Extranet网页上,这样,企业不同部门的人员(设计工程师,试验工程师,计划/采购/管理/销售部门人员)都可以共享分析成果,加速决策进程,最大限度地减少决策的风险.应用ADAMS/Insight,工程师可以规划和完成一系列仿真试验,从而精确地预测所设计的复杂机械系统在各种工作条件下的性能,并提供了对试验结果进行各种专业化统计分析的工具.ADAMS/Insight是选装模块,既可以在ADAMS/View,ADAMS/Car, ADAMS/Pre环境中运行,也可脱离ADAMS环境单独运行.工程师在拥有这些工具后,就可以对任何一种仿真进行试验方案设计,精确地预测设计的性能,得到高品质的设计方案.ADAMS/Insight采用的试验设计方法包括全参数法,部分参数法,对角线法,Box-Behnkn 法,Placket-Bruman法和D-Optimal法等.当采用其他软件设计机械系统时,工程师可以直接输入或通过文件输入系统矩阵对设计方案进行试验设计;可以通过扫描识别影响系统性能的灵敏参数或参数组合;可以采用响应面法(Response Surface Methods)通过对试验数据进行数学回归分析,以更好地理解产品的性能和系统内部各个零部件之间的相互作用;试验结果采用工程单位制,可以方便地输入其他试验结果进行工程分析;通过网页技术可以将仿真试验结果通过网页进行交流,便于企业各个部门评价和调整机械系统的性能.另外,ADAMS/Insight能帮助工程师更好地了解产品的性能,能有效地区分关键参数和非关键参数;能根据客户的不同要求提出各种设计方案,可以清晰地观察对产品性能的影响;在产品制造之前,可综合考虑各种制造因素的影响(例如:公差,装配误差,加工精度等),大大地提高产品的实用性;能加深对产品技术要求的理解,强化在企业各个部门之间的合作.应用ADAMS/Insight,工程师可以将许多不同的设计要求有机地集成为一体,提出最佳的设计方案,并保证试验分析结果具有足够的工程精度.3.3.6 耐久性分析模块(ADAMS/Durability)耐久性试验是产品开发的一个关键步骤.耐久性试验能够解答"机构何时报废或零部件何时失效"这个问题,它对产品零部件性能,整机性能都具有重要影响.MDI公司已经与MTS公司及nCode公司合作,共同开发ADAMS/Durability,使之成为耐久性试验的完全解决方案. ADAMS/Durability按工业标准的耐久性文件格式对时间历程数据接口进行了一次全新的扩展.目前,该模块支持两种时间历程文件格式:nSoft和MTS的RPC3.ADAMS/Durability可以把上述文件格式的数据直接输入到ADAMS仿真模块中去,或把ADAMS的仿真分析结果输出到这种文件格式中来.ADAMS/Durability集成了VTL(Virtual Test Lab)技术.VTL工具箱是由MTS与MDI公司设计及创建的标准机械检测系统,通过MTS的RPC图形用户界面可实施检测,并保留检测配置及操作问题,VTL的检测结果将返回工业标准的RPC格式文件中,以便由标准分析应用程序使用,一旦得到实际检测结果,便可以执行预测分析及验证.nCode公司的nSoft耐久性分析软件可以进行应力寿命,局部应变寿命,裂隙扩展状况,多轴向疲劳及热疲劳特征,振动响应,各种焊接机构强度等分析.ADAMS/Durability把以上技术集成在一起,从而使虚拟样机检测系统耐久性成为现实.ADAMS/Durability的主要功能是,可以从nSoft的DAC及RPC3文件中提取时间记载数据,并将其内插入ADAMS仿真模块中进行分析;可以把REQUEST数据存储在DAC及MTS RPC3文件中,把ADAMS仿真结果及测量数据输出到DAC及MTS RPC3文件;可以查看DAC 及MTS RPC3文件的头信息与数据;可以提取DAC及MTS RPC3文件中的数据并绘图,以此与ADAMS仿真结果相对照.3.3.7 数字化装配回放模块(ADAMS/DMU Replay)ADAMS/DMU(Digital Mockup)Replay模块是MDI公司与Dassault Systems合作,针对CA TIA的用户推出的全新模块,是运行在CA TIA V5中的应用程序,可通过CATIA V5的界面访问.该模块是ADAMS与CA TIA之间数据通讯的桥梁.利用它可以把其他ADAMS产品(如CA T/ADAMS)中得到的分析结果导入到CA TIA中进行动画显示.ADAMS/DMU模块的主要功能是:能够把ADAMS的分析结果导入到CATIA V5中;能够调整ADAMS部件名称与CA TIA几何体相一致以便于显示;能够用装配的CATIA几何体动画显示仿真结果;在运动情况下,能产生一般几何体部件的包络线,执行动态干涉检查.3.4 ADAMS软件接口模块3.4.1 柔性分析模块(ADAMS/Flex)ADAMS/Flex是ADAMS软件包中的一个集成可选模块,提供了与ANSYS,MSC/NASTRAN,ABAQUS,I-DEAS等软件的接口,可以方便地考虑零部件的弹性特性,建立多体动力学模型,以提高系统仿真的精度.ADAMS/Flex模块支持有限元软件中的MNF(模态中性文件)格式.结合ADAMS/Linear模块,可以对零部件的模态进行适当的筛选,去除对仿真结果影响极小的模态,并可以人为控制各阶模态的阻尼,进而大大提高仿真的速度.同时,利用ADAMS/Flex模块,还可以方便地向有限元软件输出系统仿真后的载荷谱和位移谱信息,利用有限元软件进行应力,应变以及疲劳寿命的评估分析和研究.3.4.2 控制模块(ADAMS/Controls)ADAMS/Controls是ADAMS软件包中的一个集成可选模块.在ADAMS/Controls中,设计师既可以通过简单的继电器,逻辑与非门,阻尼线圈等建立简单的控制机构,也可利用通用控制系统软件(如:Matlab,MATRIX,EASY5)建立的控制系统框图,建立包括控制系统,液压系统,气动系统和运动机械系统的仿真模型.在仿真计算过程中,ADAMS采取两种工作方式:其一,机械系统采用ADAMS解算器,控制系统采用控制软件解算器,二者之间通过状态方程进行联系;其二,利用控制软件书写描述控制系统的控制框图,然后将该控制框图提交给ADAMS,应用ADAMS解算器进行包括控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机的同步仿真计算.这样的机械-控制系统的联合仿真分析过程可以用于许多领域,例如汽车自动防抱死系统(ABS),主动悬架,飞机起落架助动器,卫星姿态控制等.联合仿真计算可以是线性的,也可以是非线性的.使用ADAMS/Controls的前提是需要ADAMS与控制系统软件同时安装在相同的工作平台上.3.4.3 图形接口模块(ADAMS/Exchange)ADAMS/Exchange是ADAMS/View的一个集成可选模块,其功能是利用IGES,STEP,STL,DWG/DXF等产品数据交换库的标准文件格式完成ADAMS与其他CAD/CAM/CAE软件之间数据的双向传输,从而使ADAMS与CAD/CAM/CAE软件更紧密地集成在一起.ADAMS/Exchange可保证传输精度,节省用户时间,增强仿真能力.当用户将CAD/CAM/CAE软件中建立的模型向ADAMS传输时,ADAMS/Exchange自动将图形文件转换成一组包含外形,标志和曲线的图形要素,通过控制传输时的精度,可获得较为精确的几何形状,并获得质量,质心和转动惯量等重要信息.用户可在其上添加约束,力和运动等,这样就减少了在ADAMS中重建零件几何外形的要求,节省建模时间,增强了用户观察虚拟样机仿真模型的能力.3.4.4 CATIA专业接口模块(CA T/ADAMS)为了使ADAMS更方便地与CATIA进行数据交换,Dassault Systems公司与美国MDI公司在著名汽车公司BMW,Chrysler和Peugeot等的大力支持下开发了CAT/ADAMS.应用CA T/ADAMS可将ADAMS虚拟样机技术有机地融入CA TIA之中,即同时将CATIA的运动学模型,几何图形和其他实体信息方便地传递至ADAMS;可以对整个产品进行动力学分析,并将分析结果反馈给CATIA;可以进行碰撞检测和间隙影响研究.采用这样的接口可以改进仿真精度,提高工程分析的速度和效率,从而快速评价多种设计方案.3.4.5 Pro/E接口模块(Mechanical/Pro)Mechanical/Pro是连接Pro/E与ADAMS之间的桥梁.二者采用无缝连接的方式,使Pro/E 用户不必退出其应用环境,就可以将装配的总成根据其运动关系定义为机构系统,进行系统的运动学仿真,并进行干涉检查,确定运动锁止的位置,计算运动副的作用力.Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具创建的,因此Pro/E用户可以在其熟悉的CAD环境中建立三维机械系统模型,并对其运动性能进行仿真分析.通过一个按键操作,可将数据传送到ADAMS中,进行全面的动力学分析.3.5 ADAMS软件专用领域模块3.5.1 轿车模块(ADAMS/Car)ADAMS/Car是MDI公司与Audi,BMW,Renault和Volvo等公司合作开发的整车设计软件包,集成了他们在汽车设计,开发方面的专家经验,能够帮助工程师快速建造高精度的整车虚拟样机,其中包括车身,悬架,传动系统,发动机,转向机构,制动系统等,工程师可以通过高速动画直观地再现在各种试验工况下(例如:天气,道路状况,驾驶员经验)整车的动力学响应,并输出标志操纵稳定性,制动性,乘坐舒适性和安全性的特征参数,从而减少对物理样机的依赖,而仿真时间只是进行物理样机试验的几分之一.ADAMS/Car采用的用户化界面是根据汽车工程师的习惯而专门设计的.工程师不必经过任何专业培训,就可以应用该软件开展卓有成效的开发工作.ADAMS/Car中包括整车动力学模块(Vehicle Dynamics)和悬架设计模块(Suspension Design),其仿真工况包括:方问盘角阶跃,斜坡和脉冲输入,蛇行穿越试验,漂移试验,加速试验,制动试验和稳态转向试验等,同时还可以设定试验过程中的节气门开度,变速器档位等.3.5.2 悬架设计软件包(Suspension Design)Suspension Design中包括以特征参数(前束,定位参数,速度)表示的概念式悬架模型.通过这些特征参数,设计师可以快速确定在任意载荷和轮胎条件下的轮心位置和方向.在此基础上,快速建立包括橡胶衬套等在内的柔体悬架模型.应用Suspension Design,设计师可以得到与物理样机试验完全相同的仿真试验结。
adams简介
ADAMS是Automatic Dynamics Analysis of Mechanical System缩写,为原MDI 公司开发的著名虚拟样机软件。
1973年Mr. Michael E. Korybalski取得密西根大学爱娜堡分校(Univers ity of Michigan,Ann Arbor)机械工程硕士学历后,受雇于福特汽车担任产品工程师,四年后(1977)与其它等人于美国密执安州爱娜堡镇创立MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)。
密西根大学对ADAMS发展具有密不可分的关系,在ADAMS未成熟前,MDI与密西根大学研究学者开发出2D机构分析软件DRAMS,直到1980年第一套3D机构运动分析系统商品化软件,称为ADAMS。
2002年3月18日MSC.Software公司并购MDI公司,自此ADAMS并入MSC产品线名称为MSC.ADAMS (本文仍简称ADAMS)。
ADMAS软件由若干模块组成,分为核心模块、功能扩展模块、专业模块、接口模块、工具箱5类,其中核心模块为ADAMS / View——用户界面模块、ADAMS / Solver——求解器和ADAMS/Postprocessor——专用后处理模块。
ADAMS / View是以用户为中心的交互式图形环境,采用PARASOLID作为实体建模的内核,给用户提供了丰富的零件几何图形库,并且支持布尔运算。
同时模块还提供了完整的约束库和力/力矩库,建模工作快速。
函数编辑器支持FORTRAN/77、FORTRAN/90中所有函数及ADAMS独有的240余种各类函数。
使用ADAMS / View能方便的编辑模型数据,并将模型参数化;用户能方便地进行灵敏度分析和优化设计。
ADAMS / View有自己的高级编程语言,具有强大的二次开发功能,用户可实现操作界面的定制。
ADMAS/Solver是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真“发动机”,能自动形成机械系统模型地动力学方程,提供静力学、运动学和动力学的解算结果。
ADAMS悬架分析
ADAMS悬架分析简介ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于多领域动力学仿真分析的软件工具,常被用于悬架系统的分析和优化。
在本文档中,我们将使用ADAMS来进行悬架系统的分析,并探讨如何通过ADAMS优化悬架系统的性能。
悬架系统简介悬架系统是将车身与车轮连接的重要部件,它能够提供优秀的悬挂性能,保证车辆在行驶过程中的舒适性和稳定性。
一个典型的悬架系统通常由几个关键组件构成,包括弹簧、减震器、控制臂等。
这些组件共同协作,通过控制车轮的运动来吸收和减轻由路面不平所带来的冲击力,使车辆能够在不稳定和恶劣的路况下保持稳定。
ADAMS悬架分析步骤1.建立模型:首先,我们需要使用ADAMS建立悬架系统的模型。
在ADAMS中,模型的建立可以通过绘制曲线、选择组件等方式进行。
2.定义初始条件:在分析之前,我们需要设置一些初始条件,包括车辆的质量、减震器的刚度和阻尼等。
这些初始条件将对悬架系统的性能产生影响。
3.进行仿真:接下来,我们可以通过ADAMS进行悬架系统的仿真。
在仿真过程中,ADAMS将根据模型和初始条件计算车辆在不同路况下的运动,并输出相应的结果。
4.分析结果:在仿真结束后,我们可以对仿真结果进行分析。
通过分析结果,我们可以了解悬架系统在不同路况下的性能表现,如悬挂行程、车轮的运动轨迹等。
5.优化悬架系统:根据分析结果,我们可以对悬架系统进行优化。
优化的目标可以是提高悬挂行程、减少车身的倾斜、降低车轮的压力等。
通过ADAMS的优化工具,我们可以调整悬架系统的参数,以达到优化的目标。
ADAMS优化工具ADAMS提供了一系列强大的优化工具,可以帮助用户对悬架系统进行参数优化。
其中最常用的优化工具包括参数扫描、响应曲面优化和遗传算法优化。
•参数扫描:参数扫描工具可以帮助用户对悬架系统的参数进行扫描,找到最佳的参数组合。
用户可以设置扫描的范围和步长,ADAMS将自动计算不同参数组合下的性能指标,并输出最佳的参数组合。
第三章ADAMS仿真
3 双振动体惯性往复近共振筛的ADAMS动力学仿真分析3.1 多刚体动力学仿真分析软件ADAMS简介ADAMS是由美国MDI研发的对机械系统的运动学及动力学有强大分析功能的虚拟样机分析软件,它采用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,建立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朗日方程方法,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。
ADAMS软件由基本模块、扩展模块、借口模块、专业领域模块及工具箱组成。
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对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模和仿真分析。
其中基本模块主要包括以下几种:(1)用户界面模块(ADAMS/view)ADAMS/view是ADAMS系列产品的核心模块之一,提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力/力矩库及图形快捷键和菜单快捷键,采用Parasolid作为实体建模的核,并且支持布尔运算,具有界面友好、操作方便的特点。
在建模过程中,ADAMS自动将相邻的实体赋予不同的颜色,以便区分,色彩渲染效果逼真。
模型的缺省材料为钢,而且各部分实体重心缺省位置在其形心,实体转动惯量由ADAMS根据实体尺寸以钢为缺省材料算出,上述属性均可由用户根据实际情况修改,用户甚至可以改变重力加速度的大小和方向(2)求解器模块(ADAMS/Solve)ADAMS/Solve可以对刚体和弹性体进行仿真分析。
为了进行有限元分析和控制系统研究,用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外,还可要求模块输出用户自己定义的数据。
用户可以通过运动副、运动激励、高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。
用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力,或施加单点外力。
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6.1 概述
2 ADAMS软件仿真的基本步骤
机械 系统 建模
☆几何建模 ☆施加运动副和运动驱动 ☆施加载荷
仿真 分析
☆设置测量和仿真输出 ☆进行仿真分析
结果 分析
☆回放仿真结果 ☆绘制仿真结果曲线
6.1 概述
2 ADAMS软件仿真的基本步骤
结果 验证
☆输入实验数据 ☆绘制实验数据曲线
与实验数 据一致?
☆ ADAMS/Driveline ——汽车传动系模块。该模块是“功能化数字车辆”的
一部分,对传动系进行设计和分析的能力使用户很容易在同一个环境下进行操 稳和舒适性研究。由于使用了相同的环境和数据库,传动系模块使得传动系的 虚拟样机可以被共享并用于舒适性、操稳、耐久性、振动和控制的多目标优化。
☆ ADAMS/Driver ——汽车驾驶员模块。应用MSC.ADAMS/Driver模块,用
☆ ADAMS/Durability——耐久性分析模块,是按工业标准的耐久性文 件格式的时间历程数据接口。
6.2 ADAMS软件的模块
※ 接口模块
☆ ADAMS/Flex——柔性分析模块,可以实现与有限元软件如:
MSC.NASTRAN、Ansys、Ideas、Abaqus、MSC.Marc的接口,可以将部件 在受到外载荷作用下的变形按照模态综合法进行分析。
ADAMS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 理论中的拉格朗日方程方法,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。
☆ ADAMS/Solver——是ADAMS的另一核心模块,也是软件仿真的 “发动机”,它自动形成机械系统的动力学方程,提供静力学、运动学 和动力学的解算结果。
☆ ADAMS/PostProcessor——后处理模块,用来处理仿真结果数据, 显示仿真结果等。
6.2 ADAMS软件的模块
※ 扩展模块
☆ ADAMS/Hydraulics——液压系统模块,能够对由液压元件驱动的 复杂机械系统进行动力学分析。 ☆ ADAMS/Vabration——振动分析模块,是进行频域分析的工具,可 用来检测ADAMS模型的受迫振动。该模块可作为ADAMS仿真模型从 时域向频域转换的桥梁。
☆ ADAMS/Linear——线性化分析模块,可以在进行系统仿真时将系统 的非线性运动学或动力学方程进行线性化处理,以便快速计算系统的固 有频率、特征向量和状态空间矩阵。
☆ Mechnical/Pro——是连接Pro/E和ADAMS之间的桥梁。二者采用无缝连
接方式,使Pro/E用户无需退出其应用环境,就可以将装配总成定义为机构,进 行运动学仿真。
☆ CAT/Exchange——使ADAMS可以利用数据交换标准文件与其它CAD软件
进行双向数据传递。
6.2 ADAMS软件的模块
☆ 具有一个强大的函数库供用户自定义力和运动发生器。
6.1 概述
1 ADAMS软件的特点
☆ 具有开放式结构,允许用户集成自己的子程序。
☆ 自动输出位移速度、加速度和反作用力曲线,仿真结果显示为动画和 曲线图形。
☆ 可预测机械系统性能、运动范围、碰撞、包装、峰值载荷以及计算有 限元的输入载荷。
☆ 支持同大多数CAD、FEA和控制设计软件包之间的双向通讯。
6 机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介
6.1 概述
机械系统运动/动力学软件分析流程
建模
求解
几何模型
物理模型
数学模型
分析结果
物理建模
数学建模
数值分析
求解器
初始计算条件
方程自动组集
分析迭代
6.1 概述
ADAMS ( Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件是世界上使用范围最广的虚拟样机仿真软件。用户使用 ADAMS软件,可以建立包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的 多体动力学虚拟样机模型,能为用户提供从产品概念设计、方案论证、 详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断等各阶段、 全方位、高精度的仿真计算分析结果。
※ 专业模块
☆ ADAMS/Car——整车动力学模块可以进行整车的各种性能仿真。用户可以
将前后悬架总成装配为整车的模型,并进行各种标准的仿真试验工况,如双移 线试验、直线制动、转弯等。还有其他嵌入模块(例如:MSC.ADAMS/Driver、 MSC.ADAMS/Tire Handling和MSC.ADAMS/3D Road)可以为整车性能分析 提供更丰富的仿真试验工况,并通过动画和曲线等观察分析结果。
Y 重复 分析
改进 N 系统
模型
☆设置可变参数 ☆定义设计变量
☆增加摩擦力,改进载荷系数 ☆定义柔性物体和连接 ☆定义控制
优化 分析
☆研究主要设计影响因素 ☆最优化设计
6.2 ADAMS软件的模块
※ 基本模块
☆ ADAMS/View——是ADAMS的核心模块之一,是以用户为中心的交 互式图形环境,将图标操作、菜单操作与交互式图形建模、仿真计算、 优化设计、动画显示、图形输出等功能集成在一起。
6.1 概述
1 ADAMS软件的ຫໍສະໝຸດ 点☆ 利用交互式图形环境和零件库、约束库、力库建立机械系统三维参数 化模型。
☆ 分析类型包括运动学、静力学和准静力学分析以及线性和非线性动力 学分析,包含刚体和柔性体分析。
☆ 具有先进的数值分析技术和强有力的求解器,使求解快速、准确。
☆ 具有组装、分析和动态显示不同模型或同一个模型在某一个过程变化 的能力,提供多种“虚拟样机”方案。
户可以快速地驾驶你设计的汽车进行各种仿真试验,模拟驾驶员的各种动作, 例如:转弯、制动、加速、换档及离合器操纵等。当MSC.ADAMS/Driver与 MSC.ADAMS /Tire同时使用时,工程师就可以同时分析在不平路面和山路等工 况下三维路面的驾驶性能。
☆ ADAMS/Control——控制模块,用户可以建立简单的控制机构,也可以利
用通用控制系统软件(如Matlab, MATRIX, EASY5)建立更完善的控制系统进 行包括控制系统在内的机械系统仿真。
☆ CAT/ADAMS——CATIA专业接口模块,可以将CATIA的运动学模型、几
何模型传递给ADAMS中,进行动力学分析后将结果反馈给CATIA。