ADAMS2020虛擬樣機技術(shù)從入門到精通

第1章  ADAMS 2020簡介 1
1.1  ADAMS 2020新功能 1
1.2  ADAMS多體系統(tǒng)動力學(xué)的建模、
分析和計算方法 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)動力學(xué)數(shù)值求解 6
1.2.5  計算多剛體系統(tǒng)動力學(xué)自動建模 9
1.2.6  多體系統(tǒng)動力學(xué)中的剛性問題 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運動學(xué)分析 14
1.4.1  ADAMS運動學(xué)方程 14
1.4.2  ADAMS運動學(xué)方程的求解算法 15
1.5   ADAMS動力學(xué)分析 15
1.5.1  ADAMS動力學(xué)方程 15
1.5.2  初始條件分析 19
1.5.3  ADAMS動力學(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)值算法簡介 22
1.7.2  動力學(xué)求解算法介紹 23
1.7.3  坐標(biāo)縮減的微分方程
求解過程算法 24
1.7.4  動力學(xué)求解算法特性比較 24
1.7.5  求解器的特點比較 25
1.7.6  剛性問題求解算法選擇 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 33
2.4  ADAMS的約束庫 36
2.5  ADAMS的設(shè)計流程 40
2.6  創(chuàng)建物體 40
2.7  創(chuàng)建約束副 52
2.8  施加力 60
2.9  仿真和動畫 63
2.10  輸出測量曲線 64
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  在運動副上添加摩擦力 70
3.4  實例 72
3.4.1  實例一：齒輪接觸分析 72
3.4.2  實例二：小車越障柔性連接 74
3.4.3  實例三：射擊 77
3.5  本章小結(jié) 82
第4章  計算求解與結(jié)果后處理 83
4.1  計算求解 83
4.1.1  計算類型 83
4.1.2  驗證模型 84
4.1.3  仿真控制 84
4.1.4  傳感器 87
4.2  實例一：仿真類型與傳感器 88
4.2.1  設(shè)計要求  88
4.2.2  建模 88
4.2.3  模型運動初步仿真 92
4.2.4  存儲數(shù)據(jù)文件 92
4.2.5  生成地塊及添加約束 93
4.2.6  測量 94
4.2.7  生成傳感器 94
4.2.8  模型仿真 95
4.3   ADAMS后處理簡介 95
4.3.1  ADAMS/PostProcessor的用途 96
4.3.2  ADAMS/PostProcessor的啟動
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
的頁面管理 101
4.5  ADAMS/PostProcessor
輸出仿真結(jié)果的動畫 102
4.5.1  動畫類型 102
4.5.2  加載動畫 103
4.5.3  動畫演示 103
4.5.4  時域動畫的控制 103
4.5.5  頻域動畫的控制 104
4.5.6  記錄動畫 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  快速傅里葉變換 110
4.7.3  生成伯德圖 111
4.8  實例二：跳板振動分析 111
4.8.1  動力學(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
對曲線圖進行操作 114
4.9  實例三：加緊機構(gòu)仿真后處理 115
4.9.1  細(xì)化模型 115
4.9.2  深化設(shè)計 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 132
5.5.1  在車輪與車體之間
施加轉(zhuǎn)動驅(qū)動 132
5.5.2  在平移副上施加移動驅(qū)動 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  實例一：吊車起吊過程分析 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 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  實例二：轉(zhuǎn)盤機構(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 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  實例三：偏轉(zhuǎn)摩天輪多剛體動力學(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  渲染模型和布爾運算 152
5.11.5  施加約束 153
5.11.6  施加驅(qū)動 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  實例二：鐵錘敲擊墻壁剛?cè)崤鲎?br />動力學(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  仿真計算 170
6.4.8  柔性體的替換與編輯 171
6.4.9  仿真計算 172
6.4.10  后處理 172
6.5  實例三：鐘擺機構(gòu)剛體離散及
動力學(xué)分析 173
6.5.1  創(chuàng)建模型 174
6.5.2  施加約束和驅(qū)動 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 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)動力學(xué)的突出問題 184
7.3  實例一：連桿機構(gòu)柔體動力學(xué)
仿真分析 185
7.3.1  創(chuàng)建模型 185
7.3.2  柔性化連桿機構(gòu) 187
7.3.3  施加約束和驅(qū)動 189
7.3.4  仿真 189
7.3.5  后處理 190
7.4  實例二：風(fēng)力發(fā)電機建模及
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 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  機電一體聯(lián)合仿真 198
8.1  機電一體化系統(tǒng)仿真分析簡介 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  檢驗控制模塊的連接關(guān)系 201
8.3  實例一：雷達機構(gòu)的機電聯(lián)合仿真 201
8.3.1  ADAMS/Controls求解
基本步驟 201
8.3.2  啟動ADAMS/Controls模塊 202
8.3.3  構(gòu)造ADAMS機械系統(tǒng)
樣機模型 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  機電系統(tǒng)聯(lián)合仿真分析 213
8.4  實例二：滾動球體機電聯(lián)合仿真分析 215
8.4.1  打開以及瀏覽模型 215
8.4.2  創(chuàng)建控制系統(tǒng) 215
8.4.3  創(chuàng)建傳感器信號 217
8.4.4  創(chuàng)建激勵信號 218
8.4.5  編輯控制系統(tǒng) 219
8.4.6  用信號管理器連接信號 219
8.4.7  輸出面板 221
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 233
10.1  ADAMS參數(shù)化建模簡介 233
10.2  實例一：參數(shù)化建模應(yīng)用 234
10.2.1  雙擺臂獨立前懸架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 234
10.2.2  系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置 234
10.2.3  雙擺臂獨立前懸架
參數(shù)化建模 235
10.3  實例二：前懸架機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析 240
10.3.1  參數(shù)化分析的準(zhǔn)備 240
10.3.2  設(shè)計研究 243
10.3.3  試驗設(shè)計 248
10.3.4  結(jié)果分析 255
10.4  本章小結(jié) 256
第11章  ADAMS振動分析 257
11.1   振動分析模塊簡介 257
11.2   實例一：剛性體衛(wèi)星振動分析 257
11.2.1  建立模型 258
11.2.2  仿真模型 258
11.2.3  建立輸入通道 259
11.2.4  建立運動學(xué)輸入通道和
激振器 262
11.2.5  建立輸出通道 263
11.2.6  測試模型 264
11.2.7  驗證模型 265
11.2.8  精化模型 268
11.2.9  優(yōu)化模型 271
11.3   實例二：柔性體衛(wèi)星振動分析 273
11.3.1  建立模型 273
11.3.2  仿真模型 274
11.3.3  建立輸入通道 275
11.3.4  建立運動學(xué)輸入通道和
激振器 277
11.3.5  建立輸出通道 278
11.3.6  測試模型 279
11.3.7  驗證模型 280
11.3.8  精化模型 283
11.3.9  優(yōu)化模型 286
11.4   實例三：火車轉(zhuǎn)向架振動分析 288
11.4.1  建立模型 288
11.4.2  仿真模型 288
11.4.3  定義設(shè)計變量 289
11.4.4  建立輸入通道 290
11.4.5  建立輸出通道 290
11.4.6  測試模型 291
11.4.7  后處理 292
11.5   本章小結(jié) 294
第12章  耐久性分析 295
12.1   耐久性簡介 295
12.2   實例一：氣缸-曲軸系統(tǒng)
耐久性分析 295
12.2.1  導(dǎo)入并熟悉模型 296
12.2.2  約束 296
12.2.3  驅(qū)動 296
12.2.4  加載耐久性模塊 297
12.2.5  仿真 297
12.2.6  后處理 298
12.3   實例二：斜面拉伸耐久性分析 303
12.3.1  導(dǎo)入并熟悉模型 303
12.3.2  傾斜 304
12.3.3  建立約束 305
12.3.4  創(chuàng)建載荷 305
12.3.5  加載耐久性模塊 306
12.3.6  仿真 306
12.3.7  后處理 307
12.4  實例三：懸臂梁耐久性分析 309
12.4.1  創(chuàng)建模型 309
12.4.2  查看模型信息 310
12.4.3  施加約束 311
12.4.4  施加載荷 312
12.4.5  加載耐久性模塊 313
12.4.6  仿真 313
12.4.7  重新單向力定義函數(shù) 314
12.4.8  重新仿真 314
12.4.9  后處理 314
12.5  本章小結(jié) 321
第13章  ADAMS二次開發(fā) 322
13.1  定制用戶界面 322
13.1.1  定制菜單 323
13.1.2  定制對話框 329
13.2  宏命令的使用 333
13.2.1  創(chuàng)建宏命令 333
13.2.2  在宏命令中使用參數(shù) 335
13.3  循環(huán)命令和條件命令 338
13.3.1  循環(huán)命令 338
13.3.2  條件命令 340
13.4  本章小結(jié) 342
第14章  ADAMS模型語言及
仿真控制語言 343
14.1  ADAMS的主要文件介紹 343
14.2  ADAMS/Solver模型語言 344
14.2.1  ADAMS/Solver模型
語言分類及其語法介紹 344
14.2.2  模型文件的開頭與結(jié)尾 346
14.2.3  慣性單元 346
14.2.4  幾何單元 347
14.2.5  約束單元 350
14.2.6  力元 352
14.2.7  系統(tǒng)模型單元 354
14.2.8  輪胎單元 355
14.2.9  數(shù)據(jù)單元 357
14.2.10  分析參數(shù)單元 359
14.2.11  輸出單元 360
14.3  ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 362
14.3.1  ADAMS/Solver命令結(jié)構(gòu)
及分類 362
14.3.2  創(chuàng)建ADAMS/Solver
仿真控制文件 368
14.4  本章小結(jié) 369
第15章  ADAMS用戶子程序 370
15.1  ADAMS用戶子程序簡介 370
15.1.1  用戶子程序的種類 370
15.1.2  子程序的使用 372
15.2  常用ADAMS用戶子程序簡介 374
15.2.1  使用GFOSUB用戶
子程序?qū)嵗?374
15.2.2  常用用戶定義子程序及實例 376
15.3  功能子程序 383
15.3.1  功能子程序概述 383
15.3.2  功能子程序SYSARY和
SYSFNC 384
15.4  本章小結(jié) 387
第16章  車輛仿真與設(shè)計 388
16.1  創(chuàng)建懸吊系統(tǒng) 388
16.1.1  創(chuàng)建懸吊和轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 389
16.1.2  定義車輛參數(shù) 390
16.1.3  后處理 391
16.1.4  推力分析 392
16.1.5  仿真結(jié)果繪圖 393
16.1.6  懸吊系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的修改 395
16.1.7  修改后的系統(tǒng)模型分析 395
16.1.8  分析結(jié)果 396
16.2  彈性體對懸吊和整車裝配的影響 397
16.2.1  創(chuàng)建懸吊裝配 397
16.2.2  創(chuàng)建彈性體 398
16.3  包含彈性體的整車裝配 399
16.4  本章小結(jié) 402
第17章  ADAMS/View及
ADAMS/Solver函數(shù) 403
17.1  函數(shù)類型及建立 403
17.1.1  建立表達式模式下的函數(shù) 403
17.1.2  建立運行模式下的函數(shù) 403
 
17.2  ADAMS/View設(shè)計函數(shù) 404
17.2.1  數(shù)學(xué)函數(shù) 404
17.2.2  位置/方向函數(shù) 405
17.2.3  建模函數(shù) 406
17.2.4  矩陣/數(shù)組函數(shù) 406
17.2.5  字符串函數(shù) 408
17.2.6  數(shù)據(jù)庫函數(shù) 409
17.2.7  GUI函數(shù)組 409
17.2.8  系統(tǒng)函數(shù)組 410
17.3  ADAMS/View運行函數(shù)及
ADAMS/Solver函數(shù) 410
17.3.1  位移函數(shù) 410
17.3.2  速度函數(shù) 411
17.3.3  加速度函數(shù) 411
17.3.4  接觸函數(shù) 412
17.3.5  樣條差值函數(shù) 412
17.3.6  約束力函數(shù) 412
17.3.7  合力函數(shù) 412
17.3.8  數(shù)學(xué)函數(shù) 413
17.3.9  數(shù)據(jù)單元 413
17.4  函數(shù)應(yīng)用實例 413
17.4.1  定義不同形式的驅(qū)動約束 413
17.4.2  定義和調(diào)用系統(tǒng)狀態(tài)變量 415
17.4.3  測量或請求的定義和調(diào)用 416
17.5  本章小結(jié) 416
附錄  ADAMS的使用技巧 417
參考文獻 423