ADAMS与常用CAD软件之间的接口

技 术 创 新 您的论文得到两院院士关注 中文核心期刊 微计算机信息( 管控一体化) 2 0 0 5年第 2 1卷第 1 0 -3期 中国自控网:h t t p : / / w w w . a u t o c o n t r o l . c o m. c n 3 6 0元/年 邮局订阅号:8 2 - 9 4 6 ! 电话:0 1 0 - 6 2 1 3 2 4 3 6,6 2 1 9 2 6 1 6( T / F) P L C技术应用 2 0 0例 A D A MS 与常用 C A D软件之间的接口 I n t e r f a c eb e t we e nA D A MSa n dC A Ds o f t wa r e ( 青岛中国海洋大学)丁寿滨常宗瑜武雅洁谭登山朱春涛 D i n g,S h o u b i n C h a n g,Z o n g y u Wu,Y a j i e T a n , D e n g s h a n Z h u , C h u n t a o 摘要:A D A M S是一种对复杂机械系统进行计算机仿真的工 程软件, 但是这种软件的实体建模能力不够强大。因此, 人 们常用P r o / E、U G和S o l i d w o r k等C A D软件进行建模, 然后采 用A D A M S进行机械系统的模拟。因此, 二者之间的接口问 题引起人们的关注。本文介绍了将C A D中精确的样机模型 导入A D A M S环境中的方法。并给出了一些实例。 关键词:A D A MS;C A D软件;接口 中图分类号: T P 3 9 1文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 8 - 0 5 7 0 ( 2 0 0 5 ) 1 0 -3- 0 2 0 2 - 0 3 A b s t r a c t :A D A M S(A u t o m a t i cD y n a m i cA n a l y s i so fM e c h a n i c a l S y s t e m)i sas o f t w a r eu s e df o rd y n a m i cs i m u l a t i o no fc o m p l e x m e c h a n i c a l s y s t e m . H o w e v e r , i t i sn o t ap o w e r f u l t o o l t ob u i l d s o l i dm o d e l . T h e r e f o r e , s o m eC A Ds o f t w a r e s , s u c ha sP r o / E , U G a n dS o l i d w o r k , a r ea p p l i e dt om o d e l t h ec o m p o n e n t so f s y s t e m . T h e nd y n a m i cs i m u l a t i o na n da n a l y s i so fs y s t e m a r ec a r r i e do u t i nA D A M Se n v i r o n m e n t . T h e r e f o r et h ei n t e r f a c eb e t w e e nA D A M S a n dC A Ds o f t w a r ec a u s e st h ec o n c e r n .I nt h i sp a p e r ,t h em e t h - o d sa r ei n t r o d u c e di m p o r t i n gC A D m o d e l sf r o m C A D e n v i r o n - m e n t t oA D A M Se n v i r o n m e n t . S o m ee x a m p l e sa r ea l s og i v e ni n t h i sp a p e r . K e y w o r d s :A D A MS;C A Ds o f t w a r e;I n t e r f a c e 1引言 A D A M S(A u t o m a t i cD y n a m i cA n a l y s i s o f M e c h a n i - c a l S y s t e m) 软件是目前应用最为广泛的机械系统动力 学仿真软件,其核心模块是A D A M S / V i e w和A D A M S / S o l v e r, 另外还包括其他2 0多个扩展模块, 现在的版本 已经发展到A D A M S2 0 0 5, 功能也日益完善。但是, 一 个不容忽视的问题就是A D A M S自身的造型能力比较 薄弱,要对复杂的机械系统进行精确的动力学仿真, 目前流行的解决办法是先在专业的C A D造型软件中 建立精确的模型, 然后传递到专业的动力学仿真软件 下进行仿真分析。要实现这一方法, 就要充分了解软 件之间的接口问题,本文以A D A M S1 2 . 0为例,谈谈 A D A M S与 专 业 的C A D造 型 软 件 如 :P r o / E、S o l i d - Wo r k s、U G、S o l i dE d g e、C A T I AV 5之间的接口问题。 2A D A MS与P r o / E之间的无缝接口 P r o / E是美国P T C公司的标志性软件,它的内容 涵盖了产品从概念设计、 工业造型设计、 三维模型设 计、 分析计算、 动态模拟与仿真、 工程图的输出、 生产 加工成产品的全过程, 广泛应用于航空航天、 汽车、 机 械、N C加工、 电子等诸多行业。其参数化造型能力与 其他C A D软件相比有明显优势, 是中国应用最广泛的 C A D高端产品。 P r o / E与A D A M S之间的无缝接口是通过M E C H - A N I S M / P r o来实现的, 虽然这一模块是M S C公司推出 的P r o / E与A D A M S之间专用接口模块, 但是两者间在 接口上还存在一些问题。 (1)版本间的匹配问题 A D A M S与P r o / E正确的版本匹配情况如下表所 示: (2)M E C H A N I S M / P r o模块安装问题 目前很多用户无法顺利实现P r o / E与A D A M S之 间接口,除了版本的匹配问题外,很大程度上因为 M E C H A N I S M / P r o模块安装的方法不对,笔者也是反 复试验了多次才成功, 正确的安装步骤在M S C公司的 官方网站上都有介绍,我们需要注意的是A D A M S的 补丁文件一定要安装( 特别是1 9 9号补丁) , 另外有时 候还需要用新的P r o / E的超时补丁n m s d . e x e替换原来 的文件才可以, 安装成功后, 当进入P r o / E的装配界面 时候, 会出现如图1所示的下拉菜单。 图1P r o / E中的M E C H / P r o图2从P r o / E导入A D A M S的C P U 风扇模型 (3) 设置问题 丁寿滨: 硕士研究生 山东省优秀青年科学家科研奖励基金, 编号:0 2 B S 0 0 2 2 0 2 - 中国自控网:h t t p : / / w w w . a u t o c o n t r o l . c n 邮局订阅号:8 2 - 9 4 63 6 0元/年 技 术 创 新 您的论文得到相关企业家品评 C A D / C A M 电话:0 1 0 - 6 2 1 3 2 4 3 6,6 2 1 9 2 6 1 6( T / F) 嵌入式系统应用精选 2 0 0例 中国自控网 当M E C H A N I S M / P r o安装成功后, 通过在P r o / E中 创建装配体, 定义刚度, 创建约束副, 添加驱动等步骤 就 可 以 将P r o / E中 建 立 的 装 配 体 的 模 型 传 送 到 A D A M S / S o l v e r中 进 行 求 解 , 也 可 以 将 模 型 导 入 A D A M S / V i e w中添加更复杂的约束副和驱动后再求 解, , 但是应该注意的一点是P r o / E中模型的单位设置 跟A D A M S环境中的单位要一致 ( 零件跟装配体的单 位都要一致) , 否则会提示导入错误。 按照以上步骤, 就可以顺利实现A D A M S与P r o / E 间的接口, 轻松将P r o / E中的模型导入A D A M S中, 如 图2所示,另外传递过程中难免会出现一些问题, 如 曲线丢失, 颜色丢失等, 解决办法在文献中有所介绍。 3A D A MS与S o l i d Wo r k s之间接口 S o l i d Wo r k s是中端C A D产品中的首选, 目前在世 界各地拥有3 0多万用户,它支持多种数据标准, 如 I G E S,D X F,D WG,S A T,S T E P,S T L,V R M L等,可以很 容易地将目前市场中几乎所有的机械C A D软件所生 成的文件读到S o l i d Wo r k s中。 M S C公司推出了A D A M S与S o l i d Wo r k s的接口模 块:M S C . D y n a m i cD e s i g n e r f o r S o l i d Wo r k s 用来实现两 者间的连接, 这里不做过多介绍, 对于没有安装这个 模块的用户来说,可参考文献介绍的几种S o l i d Wo r k s 与A D A M S进行交互格式。 因为S o l i d Wo r k s与A D A M S 均采用P a r a s o l i d核心实体造型技术,所以采用P a r a - s o l i d格式导入A D A M S的相对效果最好,零件保留了 其属性颜色, 特征颜色以及面颜色都丢失了, 表面质 量稍有下降, 但没有大的问题, 与实物效果较接近, 基 本上可以满足虚拟样机的需要。 图3从S o l i d Wo r k s中导入A D A M S的轴承模型 用户在导入过程中应该注意以下问题:首先将 S o l i d Wo r k s中的模型另存为P a r a s o l i d(* . x _ t) 格式, 在 “ 选 项 ” 中 设 置 输 出 版 本 为1 2 . 0以 下( 对 于 A D A M S 2 0 0 3以 上 版 本 的 用 户 可 以 不 用 设 置S o l i d - Wo r k s输出版本) 。其次, 要将保存的文件的扩展名改 为x m t _ t x t, 在A D A M S / V i e w中选择i m p o r t就可以将文 件导入, 注意在导入时的路径不能出现中文。最后, 导 入的文件我们经常会发现模型的每个零件都缺少质 量属性, 对于这种情况, 需要我们手动添加。另外, 我 们可以在A D A M S / V i e w环境中进一步对模型进行修 改,以满足我们的要求。图3是从S o l i d Wo r k s导入 A D A M S中的轴承模型。 图4从U G中导入A D A M S的双排链模型 4A D A MS与U G、S o l i dE d g e之间的 接口 U G(U n i g r a p h i c s) 是E D S公司推出的集计算机辅 助设计、 分析和制造软件为一体的三维参数化设计软 件之一, 软件中各种先进的技术解决方案逐渐成为业 界所公认的领先技术, 牢牢地占领了高端产品设计应 用领域的大部分市场。 A D A M S与U G共同支持的 格式有S T E P,I G E S, P a r a s o l i d几种格式,将U G的模型导入到A D A M S中 有两种方法,一种是先在U G中添加约束条件后导入 A D A M S,另外一种是直接将模型导出为P a r a s o l i d格 式。对于第一种方法, 以U GN X 3 . 0为例, 具体实现过 程如下:首先在M o t i o n里将模型定义l i n k和约束, 然 后输出:E x p o r t - A d a m s, 在“G e o m e t o r y F o r m a t e” 处选择 “P a r a s o l i d” , 建议采用默认的文件名, 输出完成之后, 在文件夹下会生成五个文件,他们都是同名文件, 文 件后缀名分别是a n l、c m d、r e s、s i m和m x t _ t x t。将其中 的a n l文件的后缀改为a d m,先在A D A M S / V i e w环境 中导入a d m文件, 然后再导入实体文件m x t _ t x t文件, 注意放在同一个m o d e l里面。这样就可以将U G中的 模型成功导入A D A M S中进行仿真分析了。 因为U G也是采用P a r a s o l i d核心实体造型技术, 所以可采用第二种方法即直接将模型输出为P a r a s o l i d 格式的方法, 将模型导入A D A M S环境中。首先在U G 环境中建立模型, 另存为P a r a s o l i d格式的文件, 此处 注意选择版本, 对于A D A M S1 2 . 0的用户来说, 应该选 择 的P a r a s o l i d版 本 在1 2 . 0 - U G 1 7 . 0之 间 。 导 入 A D A M S以后, 我们需要给各个零件添加质量, 约束, 力, 力矩和初始条件等然后就可以进行运动学和动力 学仿真了。 S o l i dE d g e是E D S公司的中档C A D系统, 它以其 卓越的性能、 优异的造型功能、 众口皆碑的易用性和 专业化的设计环境赢得了业界广泛的赞誉,S o l i dE d g e 2 0 3 - - 技 术 创 新 您的论文得到两院院士关注 中文核心期刊 微计算机信息( 管控一体化) 2 0 0 5年第 2 1卷第 1 0 -3期 中国自控网:h t t p : / / w w w . a u t o c o n t r o l . c o m. c n 3 6 0元/年 邮局订阅号:8 2 - 9 4 6 ! 电话:0 1 0 - 6 2 1 3 2 4 3 6,6 2 1 9 2 6 1 6( T / F) P L C技术应用 2 0 0例 采用P a r a s o l i d作为软件核心,将中端C A D系统与世 界上最具领先地位的实体造型引擎结合在一起, 功能 强大, 是从事三维设计的优秀C A D软件。 M S C公司推出了A D A M S与S o l i dE d g e之间的专 用接口:M S C . D y n a m i c D e s i g n e r f o r S o l i dE d g e (D D M模 块) ,通过该接口可以很容易实现两者之间的模型传 递,当用户将模型建立好之后,就可以马上切换到 D D M模块下进行设定约束及运动条件,即可传递到 A D A M S环境中做进一步的分析了。 对于没有安装D D M模块的用户,可以采用与 S o l i d Wo r k s完全相同的方法将模型转换到A D A M S环 境中进行仿真分析。 5A D A MS与C A T I AV 5之间的接口 C A T I AV 5是I B M和达索系统公司长期以来在为 数字化企业服务过程中不断探索的结晶。凭借着其方 便的操作和强大的曲面造型能力, 已经成为当今最流 行的C A D软件之一。到2 0 0 3年9月发布的C A T I A V 5 R 1 2,模块总数出最初的1 2个增加到了1 5 0多个, 被很多C A D / C A M领域的资深咨询专家评价为第四代 C A D / C A M软件, 代表了C A D / C A M未来发展的方向。 为了使A D A M S更方便地与C A T I A进行数据交 换,M S C公司为C A T I A开发了 S i m D e s i g n e r( t m ) f o r C A T I AV 5p r o d u c t s产品系列,包括S i m D e s i g n e r( t m ) G e n e r a t i v eP r o d u c t s,V e r t i c a lA p p l i c a t i o n s,S i m D e s i g n e r ( t m )G a t e w a y P r o d u c t s三个系列的产品,通过这些产 品,可以在C A T I AV 5环境下利用A D A M S强大的分 析 功 能 , 实 现 了 与C A T I AV 5环 境 的 无 缝 集 成 。 S i m D e s i g n e r ( t m ) G e n e r a t i v eP r o d u c t s不仅仅是个接口 的功能,运用该模块可以直接在C A T I AV 5的环境下 面进行热力学、 运动学、 动力学等方面的仿真研究;也 可以将 模型输 出A D A M S所 需 的c m d格 式 , 并 在 A D A M S环境下面导入。 对于没有安装S i m D e s i g n e r( t m ) f o r C A T I AV 5 p r o d u c t s接口的用户,可以通过将C A T I A中建立好的 模型存为A D A M S能够识别的格式导入,通常采用 I G S格式和S T L格式, 在这两种格式中, 通过比较,S T L 格式模型信息丢失的少,但是,S T L格式不支持装配 体, 如果用户的电脑上安装了与P a r a s o l i d内核相关的 软件,C A T I A就可以另存为x _ t 格式的文件, 注意保存 路径中不要出现中文,单位设置要跟A D A M S中的单 位一致, 象其他P a r a s o l i d格式一样, 将文件后缀名该 为x m t _ t x t, 就可以导入A D A M S环境中了。 6结论 本文介绍了A D A M S与常用C A D软件之间接的 口问题, 实践中我们可以利用强大的C A D软件进行建 模, 然后通过接口导入A D A M S中。 当然在模型转换的 时候难免有些数据会丢失, 越是复杂高级特征在转 换 的过程越容易丢失, 我们通过不断的实践, 寻找最合 适的一种图形格式导入使模型信息丢失最少。另外 A D A M S毕竟是个仿真软件, 模型要一切从简( 在保证 数据的前提下) , 为了仿真的模型更加的逼真, 建议在 导入后在A D A M S里加上一些象倒角之类的辅助特 征, 这样也可以提高计算机的仿真计算的速度, 达到 我们仿真分析的目的, 进而节约大量的时间和精力。 参考文献: 1 杜中华, 王兴贵P r o / E和A D A M S传递过程中曲线丢失问题的处 理方法 J .机械工程师. 2 0 0 1 . 1 1 作者简介: 丁寿滨, 男,1 9 7 8年1 2月, 山东招远, 中国 海洋大学工程学院机电工程系0 2级硕士研究生, 主 要 从 事C A D / C A M方 面 的 研 究 。e - m a i l:s h o u b i n d - i n g y a h o o . c o m . c n (2 6 6 0 7 1山东 青岛中国海洋大学工程学院)丁寿滨 常宗瑜 武雅洁 谭登山 朱春涛 ( E n g i n e e r i n gC o l l e g e , O c e a nU n i v e r s i t yo fC h i n a , Q i n g d a o 2 6 6 0 7 1 , C h i n a )D i n g,S h o u b i n C h a n g, Z o n g y u Wu,Y a j i e T a n , D e n g s h a n Z h u , C h u n t a o 联系方式: (2 6 6 0 7 1山东青岛中国海洋大学浮山校区工程学院 机电工程系0 2级研) 丁寿滨 (投稿日期: 2 0 0 5 . 3 . 2 8 ) (修稿日期: 2 0 0 5 . 4 . 2 ) ( 接 9 1页) 心多边形可以作为立体赤足迹同一认定的 依据之一。这些特征的提取是不够的, 我们接下来还 需要在不断扩充的实验样本中继续提取对人体身 份识别有益的特征, 并且进一步研究立体足迹识别 算法。 参考文献 1 K a z u k i N a k a j i m a F o o t p r i n t - B a s e dP e r s o n a l R e c o g n i t i o n I E E ET r a n s . B i o m e d i c a l E n g i n e e r i n g , v o l . 4 7,p p . 1 5 3 4 - 1 5 3 7,N o v . 2 0 0 0 作者简介: 苗良( 1 9 8 0 . 1 1 - ) , 男 (汉), 硕士研究生, 主要研 究 方 向 为 图 像 处 理 与 模 式 识 别 。e - m a i l : s c o r p i - o m i a o y a h o o . c o m . c n ;平