ADAMS2020虚拟样机技术从入门到精通

第1章  ADAMS 2020简介 1
1.1  ADAMS 2020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 5
1.2.4  多体系统动力学数值求解 6
1.2.5  计算多刚体系统动力学自动建模 9
1.2.6  多体系统动力学中的刚性问题 9
1.3   ADAMS建模基础 12
1.3.1  参考标记 13
1.3.2  坐标系的选择 13
1.4   ADAMS运动学分析 14
1.4.1  ADAMS运动学方程 14
1.4.2  ADAMS运动学方程的求解算法 15
1.5   ADAMS动力学分析 15
1.5.1  ADAMS动力学方程 15
1.5.2  初始条件分析 19
1.5.3  ADAMS动力学方程的求解 20
1.6   ADAMS静力学及线性化分析 21
1.6.1  静力学分析 21
1.6.2  线性化分析 22
1.7   ADAMS求解器算法介绍 22
1.7.1  ADAMS数值算法简介 22
1.7.2  动力学求解算法介绍 23
1.7.3  坐标缩减的微分方程
求解过程算法 24
1.7.4  动力学求解算法特性比较 24
1.7.5  求解器的特点比较 25
1.7.6  刚性问题求解算法选择 25
1.8   本章小结 26
第2章  ADAMS应用基础 27
2.1  设置工作环境 27
2.2  ADAMS的界面 32
2.3  ADAMS的零件库 33
2.4  ADAMS的约束库 36
2.5  ADAMS的设计流程 40
2.6  创建物体 40
2.7  创建约束副 52
2.8  施加力 60
2.9  仿真和动画 63
2.10  输出测量曲线 64
2.11  本章小结 65
第3章  施加载荷 66
3.1  外部载荷的定义 66
3.2  柔性连接 68
3.3  在运动副上添加摩擦力 70
3.4  实例 72
3.4.1  实例一：齿轮接触分析 72
3.4.2  实例二：小车越障柔性连接 74
3.4.3  实例三：射击 77
3.5  本章小结 82
第4章  计算求解与结果后处理 83
4.1  计算求解 83
4.1.1  计算类型 83
4.1.2  验证模型 84
4.1.3  仿真控制 84
4.1.4  传感器 87
4.2  实例一：仿真类型与传感器 88
4.2.1  设计要求  88
4.2.2  建模 88
4.2.3  模型运动初步仿真 92
4.2.4  存储数据文件 92
4.2.5  生成地块及添加约束 93
4.2.6  测量 94
4.2.7  生成传感器 94
4.2.8  模型仿真 95
4.3   ADAMS后处理简介 95
4.3.1  ADAMS/PostProcessor的用途 96
4.3.2  ADAMS/PostProcessor的启动
与退出 96
4.3.3  ADAMS/PostProcessor
窗口介绍 97
4.4  ADAMS/PostProcessor使用技巧 97
4.4.1  创建任务和添加数据 98
4.4.2  工具栏的使用 99
4.4.3  窗口模式的设置 101
4.4.4  ADAMS/PostProcessor
的页面管理 101
4.5  ADAMS/PostProcessor
输出仿真结果的动画 102
4.5.1  动画类型 102
4.5.2  加载动画 103
4.5.3  动画演示 103
4.5.4  时域动画的控制 103
4.5.5  频域动画的控制 104
4.5.6  记录动画 105
4.6  ADAMS/PostProcessor
绘制仿真结果的曲线图 106
4.6.1  由仿真结果绘制曲线图的类型 106
4.6.2  曲线图的建立 106
4.6.3  曲线图上的数学计算 108
4.7  曲线图的处理 109
4.7.1  曲线数据滤波 109
4.7.2  快速傅里叶变换 110
4.7.3  生成伯德图 111
4.8  实例二：跳板振动分析 111
4.8.1  动力学模型的建立和仿真分析 111
4.8.2  采用ADAMS/PostProcessor
建立和设置曲线图 112
4.8.3  采用ADAMS/PostProcessor
对曲线图进行操作 114
4.9  实例三：加紧机构仿真后处理 115
4.9.1  细化模型 115
4.9.2  深化设计 121
4.10  本章小结 124
第5章  刚性体建模及仿真分析 125
5.1  建立模型 125
5.2  定义材料属性 126
5.3  重命名部件 127
5.4  施加约束 127
5.4.1  创建固定副 127
5.4.2  创建旋转副 128
5.4.3  创建平移副 129
5.4.4  柔性约束力 130
5.4.5  施加接触 131
5.5  施加驱动 132
5.5.1  在车轮与车体之间
施加转动驱动 132
5.5.2  在平移副上施加移动驱动 133
5.6  求解器设置 134
5.7  仿真 135
5.8  后处理分析 136
5.9  实例一：吊车起吊过程分析 137
5.9.1  创建模型 138
5.9.2  定义材料属性 138
5.9.3  重命名部件 139
5.9.4  施加约束 140
5.9.5  施加驱动 142
5.9.6  设置求解器 144
5.9.7  仿真 145
5.9.8  后处理分析 145
5.10  实例二：转盘机构刚体建模及
仿真分析 146
5.10.1  创建模型 146
5.10.2  查看约束 147
5.10.3  施加驱动 147
5.10.4  设置求解器 148
5.10.5  仿真 148
5.10.6  后处理分析 149
5.11  实例三：偏转摩天轮多刚体动力学
仿真分析 149
5.11.1  导入模型 149
5.11.2  定义材料属性 151
5.11.3  重命名部件 152
5.11.4  渲染模型和布尔运算 152
5.11.5  施加约束 153
5.11.6  施加驱动 155
5.11.7  设置求解器 155
5.11.8  仿真 155
5.11.9  后处理分析 156
5.12  本章小结 158
第6章  刚-柔混合建模 159
6.1  离散柔性连接件 159
6.2  利用有限元程序建立柔性体 160
6.2.1  模态的概念 161
6.2.2  柔性体与刚性体之间的连接 161
6.2.3  柔性体替换刚性体 161
6.3  实例一：模态中性文件的生成及编辑 162
6.3.1  在ADAMS中导入MNF文件 162
6.3.2  编辑柔性体 163
6.4  实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞
动力学分析 166
6.4.1  建立模型 166
6.4.2  定义材料属性 167
6.4.3  渲染模型 168
6.4.4  施加约束 169
6.4.5  施加载荷 170
6.4.6  检查模型 170
6.4.7  仿真计算 170
6.4.8  柔性体的替换与编辑 171
6.4.9  仿真计算 172
6.4.10  后处理 172
6.5  实例三：钟摆机构刚体离散及
动力学分析 173
6.5.1  创建模型 174
6.5.2  施加约束和驱动 175
6.5.3  仿真 176
6.5.4  创建柔性离散连杆 177
6.5.5  创建刚-柔体间的约束和驱动 177
6.5.6  仿真 179
6.5.7  后处理 179
6.6  本章小结 182
第7章  多柔体动力学仿真 183
7.1   多柔体系统及工程背景 183
7.2  多柔体系统动力学的突出问题 184
7.3  实例一：连杆机构柔体动力学
仿真分析 185
7.3.1  创建模型 185
7.3.2  柔性化连杆机构 187
7.3.3  施加约束和驱动 189
7.3.4  仿真 189
7.3.5  后处理 190
7.4  实例二：风力发电机建模及
风载仿真分析 192
7.4.1  导入并编辑模型 192
7.4.2  驱动 194
7.4.3  仿真 194
7.4.4  后处理 194
7.5  本章小结 197
第8章  机电一体联合仿真 198
8.1  机电一体化系统仿真分析简介 198
8.2  ADAMS/View控制工具栏 199
8.2.1  ADAMS中建立控制器的方法 199
8.2.2  使用ADAMS/View中的
控制工具栏 199
8.2.3  控制模块类型 200
8.2.4  产生控制模块 201
8.2.5  检验控制模块的连接关系 201
8.3  实例一：雷达机构的机电联合仿真 201
8.3.1  ADAMS/Controls求解
基本步骤 201
8.3.2  启动ADAMS/Controls模块 202
8.3.3  构造ADAMS机械系统
样机模型 202
8.3.4  确定ADAMS的输入和输出 205
8.3.5  控制系统建模 209
8.3.6  机电系统联合仿真分析 213
8.4  实例二：滚动球体机电联合仿真分析 215
8.4.1  打开以及浏览模型 215
8.4.2  创建控制系统 215
8.4.3  创建传感器信号 217
8.4.4  创建激励信号 218
8.4.5  编辑控制系统 219
8.4.6  用信号管理器连接信号 219
8.4.7  输出面板 221
8.4.8  创建MATLAB控制系统 221
8.5  本章小结 223
第9章  ADAMS与其他软件接口 224
9.1  三维建模软件与ADAMS 224
9.1.1  Pro/E与ADAMS
之间的数据传递 224
9.1.2  Solidworks与ADAMS
之间的数据传递 225
9.2  UG与ADAMS之间的数据交换 226
9.2.1  UG与ADAMS共同
支持的数据格式 226
9.2.2  实例：UG与ADAMS
双向数据交换 226
9.3  本章小结 232
第10章  ADAMS参数化建模及
优化设计 233
10.1  ADAMS参数化建模简介 233
10.2  实例一：参数化建模应用 234
10.2.1  双摆臂独立前悬架拓扑结构 234
10.2.2  系统环境设置 234
10.2.3  双摆臂独立前悬架
参数化建模 235
10.3  实例二：前悬架机构优化设计分析 240
10.3.1  参数化分析的准备 240
10.3.2  设计研究 243
10.3.3  试验设计 248
10.3.4  结果分析 255
10.4  本章小结 256
第11章  ADAMS振动分析 257
11.1   振动分析模块简介 257
11.2   实例一：刚性体卫星振动分析 257
11.2.1  建立模型 258
11.2.2  仿真模型 258
11.2.3  建立输入通道 259
11.2.4  建立运动学输入通道和
激振器 262
11.2.5  建立输出通道 263
11.2.6  测试模型 264
11.2.7  验证模型 265
11.2.8  精化模型 268
11.2.9  优化模型 271
11.3   实例二：柔性体卫星振动分析 273
11.3.1  建立模型 273
11.3.2  仿真模型 274
11.3.3  建立输入通道 275
11.3.4  建立运动学输入通道和
激振器 277
11.3.5  建立输出通道 278
11.3.6  测试模型 279
11.3.7  验证模型 280
11.3.8  精化模型 283
11.3.9  优化模型 286
11.4   实例三：火车转向架振动分析 288
11.4.1  建立模型 288
11.4.2  仿真模型 288
11.4.3  定义设计变量 289
11.4.4  建立输入通道 290
11.4.5  建立输出通道 290
11.4.6  测试模型 291
11.4.7  后处理 292
11.5   本章小结 294
第12章  耐久性分析 295
12.1   耐久性简介 295
12.2   实例一：气缸-曲轴系统
耐久性分析 295
12.2.1  导入并熟悉模型 296
12.2.2  约束 296
12.2.3  驱动 296
12.2.4  加载耐久性模块 297
12.2.5  仿真 297
12.2.6  后处理 298
12.3   实例二：斜面拉伸耐久性分析 303
12.3.1  导入并熟悉模型 303
12.3.2  倾斜 304
12.3.3  建立约束 305
12.3.4  创建载荷 305
12.3.5  加载耐久性模块 306
12.3.6  仿真 306
12.3.7  后处理 307
12.4  实例三：悬臂梁耐久性分析 309
12.4.1  创建模型 309
12.4.2  查看模型信息 310
12.4.3  施加约束 311
12.4.4  施加载荷 312
12.4.5  加载耐久性模块 313
12.4.6  仿真 313
12.4.7  重新单向力定义函数 314
12.4.8  重新仿真 314
12.4.9  后处理 314
12.5  本章小结 321
第13章  ADAMS二次开发 322
13.1  定制用户界面 322
13.1.1  定制菜单 323
13.1.2  定制对话框 329
13.2  宏命令的使用 333
13.2.1  创建宏命令 333
13.2.2  在宏命令中使用参数 335
13.3  循环命令和条件命令 338
13.3.1  循环命令 338
13.3.2  条件命令 340
13.4  本章小结 342
第14章  ADAMS模型语言及
仿真控制语言 343
14.1  ADAMS的主要文件介绍 343
14.2  ADAMS/Solver模型语言 344
14.2.1  ADAMS/Solver模型
语言分类及其语法介绍 344
14.2.2  模型文件的开头与结尾 346
14.2.3  惯性单元 346
14.2.4  几何单元 347
14.2.5  约束单元 350
14.2.6  力元 352
14.2.7  系统模型单元 354
14.2.8  轮胎单元 355
14.2.9  数据单元 357
14.2.10  分析参数单元 359
14.2.11  输出单元 360
14.3  ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 362
14.3.1  ADAMS/Solver命令结构
及分类 362
14.3.2  创建ADAMS/Solver
仿真控制文件 368
14.4  本章小结 369
第15章  ADAMS用户子程序 370
15.1  ADAMS用户子程序简介 370
15.1.1  用户子程序的种类 370
15.1.2  子程序的使用 372
15.2  常用ADAMS用户子程序简介 374
15.2.1  使用GFOSUB用户
子程序实例 374
15.2.2  常用用户定义子程序及实例 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  本章小结 387
第16章  车辆仿真与设计 388
16.1  创建悬吊系统 388
16.1.1  创建悬吊和转向系统 389
16.1.2  定义车辆参数 390
16.1.3  后处理 391
16.1.4  推力分析 392
16.1.5  仿真结果绘图 393
16.1.6  悬吊系统与转向系统的修改 395
16.1.7  修改后的系统模型分析 395
16.1.8  分析结果 396
16.2  弹性体对悬吊和整车装配的影响 397
16.2.1  创建悬吊装配 397
16.2.2  创建弹性体 398
16.3  包含弹性体的整车装配 399
16.4  本章小结 402
第17章  ADAMS/View及
ADAMS/Solver函数 403
17.1  函数类型及建立 403
17.1.1  建立表达式模式下的函数 403
17.1.2  建立运行模式下的函数 403
 
17.2  ADAMS/View设计函数 404
17.2.1  数学函数 404
17.2.2  位置/方向函数 405
17.2.3  建模函数 406
17.2.4  矩阵/数组函数 406
17.2.5  字符串函数 408
17.2.6  数据库函数 409
17.2.7  GUI函数组 409
17.2.8  系统函数组 410
17.3  ADAMS/View运行函数及
ADAMS/Solver函数 410
17.3.1  位移函数 410
17.3.2  速度函数 411
17.3.3  加速度函数 411
17.3.4  接触函数 412
17.3.5  样条差值函数 412
17.3.6  约束力函数 412
17.3.7  合力函数 412
17.3.8  数学函数 413
17.3.9  数据单元 413
17.4  函数应用实例 413
17.4.1  定义不同形式的驱动约束 413
17.4.2  定义和调用系统状态变量 415
17.4.3  测量或请求的定义和调用 416
17.5  本章小结 416
附录  ADAMS的使用技巧 417
参考文献 423