多体系统运动模拟-ADAMS

多体系统运动模拟

（MSC/ADAMS教程）

孙文春第一章ADAMS软件概述1.1ADAMS软件介绍ADAMS（AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems）软件是由美国MDI公司（MechanicalDynamicsInc.）开发的机械系统动力学自动分析软件，现已经被MSC公司收购。在当今动力学分析软件市场上ADAMS约拥有70%的市场份额，ADAMS拥有windows版和unix版，目前最高版本为ADAMS2012。ADAMS软件介绍（续）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。1.2ADAMS模块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，如下表所示。ADAMS软件模块1.3ADAMS基本模块ADAMS基本模块ADAMS/Solver基本环境求解器后处理ADAMS/ViewADAMS/Postprocessor1.可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。首先建立运动部件（或者从CAD软件中导入）、用约束将它们连接、通过装配成为系统、利用外力或运动将他们驱动。2.ADAMS/View支持参数化建模，以便能很容易地修改模型并用于实验研究。3.用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后，都可以观察主要的数据变化以及模型的运动。这些就像做实际的物理试验一样。1.一个自动建立并解算用于机械系统运动仿真方程的，快速、稳定的数值分析工具。2.提供一种用于解算复杂机械系统复杂运动的数值方法。3.可以对以机械部件、控制系统和柔性部件组成的多域问题进行分析。4支持多种分析类型，其中包括运动学、静力学、准静力学、线性或非线性动力学分析。5.使用稳定的建模方法可以对巨大的模型进行分析。

1.显示ADAMS仿真结果的可视化图形界面。2.提供了一个统一化的界面，以不同的方式回放仿真的结果。页面设置以及数据曲线格式都能保存以便重复使用，既有利于节省时间也有利于整理标准化的报告格式。3.可以方便地同时显示多次仿真的结果以便比较。/Driver

/Hydraulics/Driveline/Control

/Flex/Linear/Tire

/Exchange/Rail/Car

/AnimationMechanism/ProADAMS基本模块

1.4ADAMS基本概念1自由度机械系统的自由度是指机械系统中各零件相对于地面所具有的独立运动的数量。欲使机构具有确定的运动，则其原动件的数目必须等于该机构的自由度。ADAMS中自由度(DOF)的计算方法其中：n—系统部件数目（包括地面）

ni—系统内部各约束所限制的自由度数注意以下几点复合铰链－m个构件形成复合铰，则转动副为m-1局部自由度－与所需分析的构件运动无关的自由度。计算系统自由度可删除虚约束－重复限制作用的约束。计算方程要排除虚约束，会随机确定多余约束作为虚约束删除，从而可能结果与实际有出入，并多解。如门铰链。2坐标系全局坐标系－Globalcoordinatesystem(GCS)绝对坐标系，固定在地面（GroundPart）上，是ADAMS中所有零件的位置、方向、速度的度量基准坐标系（0，0，0）。ADAMS允许Cartesian（直角）、Cylindrical（圆柱）、Spherical（球）三种坐标系，默认情况下为直角坐标系。Cartesian（直角）Cylindrical（圆柱）Spherical（球）

局部坐标系－Localcoordinatesystems(LCS)部件坐标系Partcoordinatesystems(PCS)在建立部件的同时产生，随部件一起运动，它在全局坐标系中的位置和方向决定了部件在全局坐标系中的位置和方向。每个部件只有一个部件坐标系部件坐标系的位置和方向通过相对于GCS的位置和方向来定义。标记(marker)固定标记。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。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。3坐标系位置和方位的确定

以Euler角系统定义物体的旋转方式，同时区分为Body-fixed,Space-fixed,ADAMS/View內定值为Body[3,1,3]1--Xaxis2--Yaxis3--Zaxis4单位系统约束：对系统中某构件的运动或构件之间的相对运动所施加的限制称为约束。约束分为运动学约束和驱动约束，运动学约束一般是系统中运动副约束的代数形式，而驱动约束则是施加于构件上或构件之间的附加驱动运动条件。铰：也称为运动副，在多体系统中将物体间的运动学约束定义为铰。铰约束是运动学约束的一种物理形式。力元：在多体系统中物体间的相互作用定义为力元，也称为内力。力元是对系统中弹簧、阻尼器、致动器的抽象，理想的力元可抽象为统一形式的移动弹簧-阻尼器-致动器（TSDA），或扭转弹簧-阻尼器-致动器（RSDA）。外力（偶）：多体系统外的物体对系统中物体的作用定义为外力（偶）。机构：装配在一起并允许作相对运动的若干个刚体的组合第二章ADAMS/View虚拟样机流程建立虚拟样机模型:部件；载荷；接触、碰撞；约束；驱动测试虚拟样机模型：定义测试；仿真；动画；曲线验证虚拟样机模型：输入实测数据；将仿真数据与之比较细化虚拟样机模型：摩擦；函数；部件弹性；控制系统对设计参数进行迭代计算：参数化；设计变量改进设计：DOEs；；优化自动化设计过程：个性化菜单；宏；个性化对话窗§2.1ADAMS软件界面介绍2.1ADAMS软件启动界面建立新模型打开已经存在的模型导入文件如：dxf,shl,cmd等等ADAMS要启动的模型名称直接退出设置的工作环境重力场设置的工作环境单位系统ADAMS启动初始路径，可更改。模型名称工作网格ADAMS/View启动后工作界面菜单栏主工具箱工具工具窗口输入区域坐标架状态栏小三角为扩展工具包File|OpenDatabase:打开格式为*.binFile|Import:*.cmd,*.adm,*.IGS等CADmodel,*.gra/req/res仿真数据。File|Export:*.cmd,*.adm,CADmodel文件(STEP,IGES,DXF,DWG,Wavefront,Stereolithography),FEAloadsFile|Print：打印功能，可输出PS格式。Edit|Appearance：提供物件透明度、隐藏、颜色等设定。Build|Model：可建立另一個model、刪除、更名、切换等。Build|Flexiblebodies：分ADAMS/Flex,DiscreteFlexiblelink，ADAMS/Flex提供mnf档的输入，FlexibleLink提供各式断面的杆。Build|Materials：新增材质。Build|DesignVariable：建立设计变量，供DOE,DS,OPT使用。Build|Measure：建立各种测量关系。几个主要的菜单－1几个主要的菜单－2Build|Function：构建各种函数关系式。Build|Dataelements：有Spline,matrix,curve,arrayBuild|Systemelements：有StateVariable,Differential/Transfer/LinearState/GeneralStateEquationReview|CreateanAVImoviefileReview|CreateTraceSpline：针对某一点(marker)绘制出模拟过程中的轨迹线Settings|ForceGraphics：设定Force,Torque的比例及属性Settings|Solver：设定求解过程中的细节，如：求解器的种类、公差、精度、除错、输出等设定。Settings|icons：设定Icons大小、颜色、显示/隐藏等属性。Settings|Fonts：自行设定。§2.2ADAMS部件及其与外形的关系2.2ADAMS/View部件及其与外形的关系部件——定义可以相对于其它的物体运动的可动物体（刚性体或弹性体），该对象包含以下特性：质量转动惯量初始的位置和方向(PCS)初始的速度几何外形——为了可视化的效果加在可动部件上，比如：长度；半径；宽度对于大多数的仿真分析来说，几何外形是不需要的。（除非基于外形的接触碰撞问题）部件的质量和转动惯量性质ADAMS/View只对三维的刚性体自动地计算其质量和转动惯量性质ADAMS/View依据该部件的几何体积和密度或材料计算该部件的总质量和转动惯量可以手工改变部件的这些性质ADAMS/View相对于一个代表部件质心的标记点(cm)来定义部件的质量和转动惯量，该标记点的三个坐标轴代表该部件转动惯量的三个主惯性轴，因此定义转动惯量Ixx,Iyy,Izz可以修改该坐标系的位置和方向。ADAMS/View部件的类型部件类型分为四种刚性体(Rigidbody)可以运动，具有六个自由度具有质量和转动惯量等力学性质.不能变形弹性体(Flexiblebody)可以运动具有质量和转动惯量等力学性质受到外力时会产生变形点质量(Pointmass)可以运动，但只有三个自由度具有质量，但不考虑几何外延大地(Groundpart)每个模型中必须存在，且在进入ADAMS/View后系统会自动生成定义绝对坐标系(GCS)及坐标原点，并且在仿真过程中始终静止不动在计算速度和加速度时起着惯性参考坐标系的作用§2.3建立ADAMS仿真样机模型复摆仿真演示启动license管理器，使ADAMS.license启动，然后运行ADAMS，出现前述界面。建立复摆模型点工具箱图标建立第一个link，然后以link1的末端为起点做第二个link。点工具箱图标建立约束。菜单simulate→interactivecontrols，运行简单仿真运行结果:\\Doublependulum.avi2.3.1打开、存储几何模型ADAMS/View模型最常用的方式的两种格式：ADAMS/View数据库文件(.bin)包含整个数据库，其中存储模型、仿真结果、输出曲线、用户化界面等等。通常文件比较大。除了MSC.ADAMS11.0

外，都是与仿真平台相关，即不同的操作系统所存储的文件不能互相读取。可以包含多个model。ADAMS/View命令文件(.cmd)只包含一个模型对象及其特征，如质量、惯量、质心、约束、驱动等，相对来说，比较小，并且可以编辑的文本格式文件。与仿真平台无关。输出文档ADAMS/Solver输入文件(.adm)几何模型交换文档(STEP,IGES,DXF,DWG,Wavefront,stereolithography,Parasolid,etc)仿真结果文档(.msg,.req,.out,.gra,.res).2.3.2建立几何模型使用

主工具箱使用菜单几何模型命令－Build>Model…使用Parasolid

核心建立实体具有布林运算、特征建构、及编辑能力如：挤出、倒（圆）角、薄壳化等对于已建立的CAD模型，以IGES、Parasoild、STEP及STL等输入。在已有模型上新增零件时，有三选项：

NewPart,AddtoPart,OntheGround

建立几何模型→几何图形TypeToolGraphicParametersSpecifiedPointsCSMsPolylineArcsSplinesAttachNear/Don’tAttachLocation,ParentPartOrientation,Location,ParentPartOneLine/MultipleLines,Open/Closed,Length,VertexPointsAngle,ParentPartOpen/Closed,KnotPoints,AnchorCSM,ParentPartRadius,StartandEndAngle,AnchorCSM,ParentPart建立几何模型→几何实体TypeToolGraphicParametersBoxesCylindersSpheres/EllipsoidsFrustumsTorusLength(x),Height(y),Depth(z),AnchorCSM,ParentPartLength(z),Radius,AnchorCSM,ParentPart3-Diameters,AnchorCSM,ParentPartRadiusofRing(xyplane),RadiusofCircularCross-section(toxyplane),AnchorCSM,ParentPartLength(z),BottomandTopRadii,AnchorCSM,ParentPart建立几何模型→几何实体TypeToolGraphicParametersLinksPlatesExtrusionsRevolutionsWidth,Depth,2AnchorCSM(Length),ParentPartThickness,Radius,VertexLocations,AnchorCSM,ParentPartOpen/ClosedProfile,Depth,AnchorCSM,ParentPartOpen/ClosedProfile,SweepAngle,AnchorCSM,ParentPart完整模型构造工具在commandnavigator>geometry如：挤出(Extrusion)和旋转(Revoluation)挤出命令（Extrusion）例：对于一个轮廓，向Z方向挤出200。也可指定路径(path)。旋转命令(Revolution)工具列仅提供polyline外型做回转建模。对于SPLINE或CHAIN或LINE的组合，使用命令浏览器內的revolution就可以完成。注意：ReferenceMarker.part_1.mar_2为Part_1的成员。.model_1.part_1.line_1.model_1.part_1.spline_1z旋转轴为Z方向例：对于一个轮廓，绕Z方向旋转成形。转轴线不能穿过轮廓辅助工具：对位、插入及旋转工具物件对x,y,z轴旋转、平移平面对位旋转对位平移对位直角坐标系参数化极坐标参数化布林运算修改模型外形模型外形建立好后，可以使用热点(Hotpoint)/对话框进行修改。热点显示控制点

2.修改外形鼠标点选控制点后，按住鼠标左直到修改的位置。热点（Hotpoints）对话框适合几何尺寸需精确的要求－点击右键选Modify，出现对话框，根据提示修改几何外形数据即可。修改几何形体---利用对话框鼠标右键→弹出式菜单→几何体→Modify命令修改几何形体--编辑位置表修改直线、多义线、拔出形体、回转体的形状在弹出式对话框中，选择More快捷键修改编辑样机模型使用表格编辑器编辑对象:Tools菜单，选择TableEditor命令操作命令列标题行标题对象类型选择输入栏修改构件特性----特性修改对话框鼠标右键→弹出式菜单→构件→Modify命令设置惯性和惯性矩设置初始速度设置初始位置设置材料（右键）测量移动和旋转注释修改编辑→资料库浏览器（DatabaseNavigator）资料库浏览器提供直觉式的编辑和浏览。对于复杂模型非常有帮助。Tools|DatabaseNavigator建立几何模型→修饰、细化模型模型建立、修改后，进行细节化修饰倒方角（Chamfer）提供不等半径設定倒圓角（Fillet）提供不等半径設定挖洞(Hole)提供半径、深度设定凸狀（Boss）提供半径、高度设定薄壳（Shell）提供內（外）薄壳化建立几何模型→与CAD系统的整合ADAMS与CAD系统整合，实际上并不是使用CAD的原有文档，因为对于ADAMS并不强调所导入的几何是否为「实体」，与FEA软件不同，因此，对于机构分析来说，只需要物理性质资料即可：「质量」、「惯性矩」、「质心位置」及「密度」。若要导入其他CAD文档（除了SHELL），必須有ADAMS/Exchange的配合。目前可导入的格式有IGES、STEP、Parasolid、STL、DWG、DXF、Wavefront、Render。注意：导入CAD文档后，需自行输入，「质量」、「惯性矩」、「质心位置」及「密度」资料。可由CAD软件得知。练习1.曲柄滑块机构图示为某机构的曲柄滑块机构，圆盘1以n=60r/min的转速逆时针旋转，在滑块的端部作用载荷F,F的方向与滑块的方向相反。已知：圆盘1的半径R=350mm，厚度100mm，材料的密度7.8×10-3kg/cm3；连杆2长度L=1100mm，铰接点B、C距离1000mm，宽度w=150mm，厚度δ=50mm，质量Q=65kg，惯性矩Ixx=0.132kg·m2，Iyy=6.80kg·m2，Izz=6.91kg·m2；滑块3的长度L=400mm,高度h=300mm,厚度δ=300mm,材料为黄铜。进行以下分析：1.确定滑块的位置、速度和加速度.2.载荷F=100kN时，确定所需的圆盘的驱动力矩.3.设置驱动力矩，测量滑块的位置和速度.4.对曲柄滑块机构进行参数化建模.5.对曲柄滑块机构进行设计研究，考虑不同圆盘半径R以及B点的位置，分别取B点到A点的距离为200、250、300、350、400mm，圆盘半径R比B点到圆心A点的距离大50mm，确定所需的圆盘驱动力矩、滑块的位置和速度。练习1的目标：

1.熟悉ADAMS界面

2.了解工具箱的使用

3.基本建模方法

4.多角度观察模型

5.初步设置简单约束

6.设置简单作用力

7.运行简单仿真2ω1AB3CF3002501000建立机构模型建立圆盘模型确定四个重要的设计点A、B、C及D的位置

以A为圆心作圆柱，再修改方位及位置，使圆盘对称于栅格改变圆盘的名称，设置圆盘的材料属性建立连杆模型以A、B两点为连杆的起止位置确定连杆的名称、设置连杆的物理属性建立滑块模型以C点为起点做长方体；移动位置；更改名称；设置材料。施加约束添加铰接副对圆盘和大地加铰链副对圆盘和连杆加铰链副对连杆和滑块加铰接副简单模拟选择仿真工具设置仿真时长、步数，仿真类型为Dynamic，开始仿真仿真回放。观察出现的信息。保存模型修改模型的名称后通过菜单栏save…Database2.3.3添加约束有

5大类的约束….1.理想约束2.原始约束3.动作发生器4.接触约束5.Add-on(复杂)约束RotationalDOFRemovedTranslationalDOFRemoved01230123RigidBodySphericalConstant-VelHooke/UniversalRevoluteFixedTranslationalCylindricalPlanar1.理想约束Add-on(Complex)idealizedjointsareaddonconstraintsthat connectpartsdirectlyandindirectly.Theseinclude...

ScrewJoints

Couplers

GearsScrewJoints

ScrewJointscouplethetranslational androtationalmovementofonepart withrespecttoanother

Thus,screwjointsremove1DOF

Modelingofscrewjointsrequiresthefollowing...

2parts

1scalarpitchfactor

1axisItisrecommendedtoalsospecify1joint(combination),ensuringtranslationalmovementalongandrotationalmovementaboutthesameaxis2.1附加式约束·螺纹（Screw）Couplers

Couplersconnectmultiplepartsindirectlyby coupling2or3joints

Thus,couplersremove1DOF,basedonthefollowing equation...

Modelingofcouplersrequiresthefollowing:

2or3joints

2or3scalarmultipliersConstraintEquation:S1q1+S2q2+S3q3=0Where... S1,S2,S2-scalarmultipliers q1,q2,q3-allowableDOFinjoint2.2附加式约束·Couplers

Gears

Gearsconstrain2partsindirectlybycoupling2jointstogether

Thus,gearsremove1DOF,basedonthefollowingequation...

Modelingofgearsrequiresthefollowing:

2joints

1point(atinterfacebetweengearedparts)

1axis(indirectionofcommonmotionatinterfacepoint)ConstraintEquation:RAA-RBB=0Rev.Joint1: 1stPartA 2ndPartCRev.Joint2: 1stPartB 2ndPartCCommonCarrierPart:

PartCCommonVelocityMarker(CV):

belongstoPartC2.3附加式约束·齿轮（Gears）RotationalDOFRemovedTranslationalDOFRemoved01230123RigidBodiesSphericalConstant-VelHooke/UniversalRevoluteFixedTranslationalCylindricalPlanarInPlaneJoint,PointMotion(tra.)InLinePerpendicularJoint,PointMotion(rot.)OrientationParallel_Axes3.动作发生器ADAMS/View提供了两种类型的运动:连接运动：定义铰接副、棱柱副和圆柱副中的移动和转动，每一个连接运动约束一个自由度；点运动：定义两点之间的运动。定义时需指明运动的方向；应用于任何典型的运动副；可以构造复杂的运动。运动可以是与时间有关的位移、速度和加速度。自定义运动值的有3种方法：输入移动或旋转的速度值；使用函数表达式；输入自编子程序的传递函数。定义运动的注意事项：对于任何已经定义运动的运动副，不要设置所定义的运动方向的初始条件；可以定义运动值为零，此时等价于将两个构件固定起来；如果定义的运动导致非零的初始加速度，ADAMS/Solver在动力学仿真的最初2-3步积分分析中，可能会产生不可靠的速度和加速度，ADAMS/Solver在输出时，会自动纠正这些错误。但是如果用户设置了同初始加速度有关联的加速度或力传感器，则可能会发生错误，此时应该修改初始条件，使初始加速度为零。如果使用速度和加速度来定义运动，则在动力学仿真分析时，不能使用AKAM法积分。RotationalDOFRemovedTranslationalDOFRemoved01230123RigidBodiesSphericalConstant-VelHooke/UniversalRevoluteFixedTranslationalCylindricalPlanarInPlaneJoint,Point

Motion(tra.)InLinePin-in-slotCamCurve-on-curveCamPerpendicularJoint,Point

Motion

(rot.)OrientationParallel_Axes4.接触约束4.1接触约束（Pin-In-SlotCams）接触约束包含：

Pin-in-slotCams

Curve-on-curveCams

移除两个DOF 构成单元：

两个物件

第一个物件–接触点

第二个物件–曲线

一个接触点

一条曲线

一般应用于点对边缘接触或销对槽的凸轮设计 （point-edgedcam-followersystemandpin-in-slot

system)

Becarefulwithopencurves!!Ifpointgoesoffeitherend,simulationwillfail.Itisbettertouseclosedcurveswherepossible

Pin-in-slotCams构件的接触碰撞固定于曲线之间，因此，碰撞点不会离开曲线。

移除两个DOF构成单元

两个构件

两条曲线一般应用于凸轮对凸轮的系統4.2接触约束（Curve-On-CurveCams）Curve-on-curveCams 5.原始约束(cont…)特别注意先、后关系!DescriptionDOFremovedInLine一个点只能沿着直线移动2TranslationalInPlane一个点只能沿着指定平面移动1TranslationalOrientation一个坐标系不能旋转ParallelAxis一个坐标系可以对一个轴旋转3Rotational2RotationalGraphicFirstpartSecondpartFirstpartSecondpartFirstpartSecondpartFirstpartSecondpartPerpendicular一个坐标系可以对两个坐标轴旋转1RotationalSecondpartFirstpartij常用的运动副约束常用的运动副约束约束施加的几种方法在连接工具集或者在连接对话框，选择连接工具图标。在设置栏选择连接构件的方法，有以下3种：1个位置（1location)：选择一个连接的位置，由ADANMS/View确定连接的构件。2个构件1个位置（2Bodies-1Location)：选择需连接的两个构件和一个连接位置。连接件固定在构件1（先选择的构件）上，构件1相对构件2而运动。2个构件2个位置（2Bodies-2Location）：选择需连接的两个构件，以及这两个构件的连接点。约束施加的几种方法选择连接方向，有两种：栅格方向（NormaltoGrid)：当显示工作栅格时，连接方向垂直于栅格平面，否则，连接方向垂直于屏幕。选取方向（PickFeature）：通过一个在栅格或屏幕平面内的方向矢量确定连接方向。根据屏幕底部状态栏的提示，以此选择相互连接的构件1、构件2、连接位置和方向等。利用弹出式菜单，选择运动副，再选Modify命令，显示修改连接对话框。在Edit菜单，选择Modify命令，显示数据库浏览器，然后选择有关运动副。修改连接对话框如图所示。6.修改约束属性对约束设定摩擦力设定基本特性设定动作设定初始条件可以修改和设置已建立的运动副的有关参数包括：运动副名称、连接的构件1和构件2、连接类型、仿真分析时是否显示连接力；设置初始条件：构件1的连接点相对于构件2的初始位移和初始速度；指定连接的运动：强行指定运动副中可以活动的轴的运动规律；对铰接副、棱柱副、圆柱副、万向副和球形副，可以施加动态和静态摩擦力以及预紧力，方法如下：在修改连接对话框选择摩擦力图标，显示摩擦力对话框；根据要求输入有关参数。对约束添加摩擦力所有约束默认是沒有摩擦力

在ModifyJoint对话框中,按下Friction按钮就会开启JointFriction对话框6.1添加约束摩擦力摩擦力图示6.2正确使用约束正确使用约束的技巧：建模时逐步地对构件施加各种约束，经常对施加的约束进行试验，检查是否有约束错误；设置约束时正确选择对象；注意约束的方向是否正确；检查约束类型是否正确；尽量使用一个运动副来完成所需的约束；定期检查样机系统的自由度；在没有作用力的状态下，通过运行系统的运动学分析来检验样机去除多余的约束；已经设置了运动的运动副不要设置初始条件；可以定义一个不随时间变化的零值速度；如果系统的自由度为零，而且含有用速度和加速度表达式定义的速度，则系统不能进行运动学分析只能进行动力学分析。2.3.4添加载荷4种类型的力：作用力柔性连接力特殊力（例如：重力等）接触力直接输入数值力或力矩值刚度系数K和阻尼系数C柔性连接系数输入ADAMS/View提供的函数位移、速度和加速度函数-----力和运动之间的函数关系力函数------正压力、摩擦力等数学运算函数样条函数输入子程序的传递参数允许用FORTRAN、C或C++语言编写子程序，描述力和力矩建立作用力在

ADAMS中建立作用力…

1

使用主功能表中的

ForceModeling

工具

2

使用

CreateForces工具箱

使用主功能表中的

ForceModeling

右

下角的可展开按钮

使用下拉式功能表中:

Build|ForcesForceElementToolComponentsPartsPointForcePointTorqueVectorForceVectorTorqueGeneralForce1translationalcomponent1rotationalcomponent3translationalcomponents3rotationalcomponents3translationalcomponents3rotationalcomponents1translationalcomponent2partsaffected2partsaffectedor1partaffected2partsaffected2partsaffected2partsaffectedor1partaffectedSingle-ComponentForcesMulti-ComponentForces定义作用力的各分量在建立作用力时，必须指定

1

Parts

作用力施加点与方向：

沿坐标标记、沿两点连线

2

Characteristics,定义作用力的大小

定义每一個分量的大小时,有三种选择：

固定力

指定一实常数值

Bushing-或springdamper类

指定一translational

and/orrotational

stiffness(K)与

damping(C)系数

ADAMS依据CSMs

To与From的距离,

计算距离与距离的变化率

用户自定义 运行自定义方程表达式或用户子程序修改作用力弹簧阻尼力DataRelatingSpringForcetoSpringDeflectionForce非线性弹簧阻尼元件在spring-damperforce对话框中的Stiffness/DamperCoefficient不接受function/variable/statecoefficient，因此只能用F=f(defo)/F=f(velo)构建非线性的K/C值。针对力与变形的关系建立Spline曲线，如右图示。右击弹簧选modify…，在刚度项引入刚建的Spline,即可。阻尼同理。位移弹力弹力F=f(位移)=>KF（N）也可以直接定义两点之间的作用力SFORCE创建弹簧阻尼力，有更大的弹性空间，尤其适合非线性弹簧阻尼特性。STORQUE,VFORCE,VTORQUE,GFORCE也都可以类似创建。线性弹簧阻尼元件c粘滞阻尼系数；k为弹簧刚性系数；（k和c为线性弹簧阻尼器最重要的两个参数）(q-q0)

为弹簧两端的相对位移；为弹簧两端的相对速度；q0

为弹簧两端的初始相对位移；F0弹簧的预作用力。样条插值函数样条曲线SPLINE可以通过1.Tabulareditor编辑生成2.导入test数据文本生成，如非线性的柔性联结(力与速度的关系)。力矩与电机或发动机的转速关系曲线(力矩与角速度的关系)。加速度计数据(加速度与时间的关系)。轮胎的侧向力与正压力(normalforce)和滑动角(slipangle)之间的关系曲线。3.通过一些已知数据曲线生成定义一个驱动(motion)或载荷(force)时可以参考引用样条数据。有几种可以使用的插值方法(使用下列函数):

Cubic-fittingmethod(CUBSPL)

Akima-fittingmethod(AKISPL)

B-splinemethod(CURVE)AKISPL函数的语法AKISPL(x,z,spline,iord)x–独立变量，指定沿着X方向的值。z–可选项，第二个独立变量，指定插值曲面沿着Z方向的值。spline–样条曲线（面）的名称，在独立变量(x或z)值上相应的变量Y的值。iord–一个整型变量，指定在插值点处插值的求导阶数(通常为0，但可以为1或2，表示是1阶或2阶导数插值)。其它两种函数(CUBSPL、CURVE)语法、用法同上。AKISPL函数的例子AKISPL(DM(I,J),0,spline_1,0)第一个x变量第二个z变量引用的样条曲线名插值阶数0、1、2练习2弹簧阻尼器线性弹簧阻尼建立如图模型保证原长400mm.利用设计点，或测量保证保证物块的绝对Y方向加移动约束施加弹簧阻尼元件运行静平衡分析，验证弹簧力为物块重力仿真并生成弹簧长度测量在仿真完成未复原的状态下计算线性模态观察固有频率比较解析解,注意单位练习2弹簧阻尼器非线性弹簧力删除先前的弹簧阻尼器，代以Sforce,设置为twobody；K、C定义如题示生成弹簧力的测量，仿真绘制弹簧力-弹簧长度的曲线保存仿真结果为linear_force修改Sforce为非线性弹簧阻尼形式建立Spline曲线如右图,右击视图中Sforce-modify…设置力值为-AKISPL(DM(marker_7,marker_8)-400,0,spline_1,0)仿真，并保存结果为non_linear_force叠加两次结果，并观察分析§2.4样机模拟计算初始条件初始条件初始位置和方向模型中所有的部件（其部件坐标系）的设计位置定义它们的初始的位置和方向。可以使一个部件的位置和方向固定，这样的话，在装配分析过程中其位置和方向保持不变初始速度在MSC.ADAMS中，一个部件的初始运动(在t=0时刻)按照下面的程序框图确定:2.4.1仿真分析与输出各种对象的有关分量信息运动副、原动机、载荷和弹性连接等产生的力和力矩（默认）构件的各种运动状态:位移、方向角、速度、角速度、加速度、角加速（默认质心位置）测量手段和指定输出方式自定义一些特殊的输出使用测量功能------用户自定义的测量在访真分析过程中跟踪绘制感兴趣的变量在结束仿真后绘制有关变量的变化曲线图在建模时用于定义其他的对象，例：定义弹簧力、阻尼力。在设计研究、试验设计和优化分析中定义对象。产生用户自定义表达式设置输出要求获得位移、速度、加速度和力等4种类型的仿真结果定义其他的输出量:压力、功、能、动量可以使用三种方法定义感兴趣的输出选择ADAMS/Solver已经定义的位移、速度、加速度和力的输出组，并指定参考坐标系使用用户自定义的若干函数表达式定义所需的输出使用用户自定义的子程序REQSUB来定义非标准的输出ADAMS/View的测试命令（measure）什么时候用measure？要在仿真过程中关注的一些量，比如：某部件上一点的位移、速度、加速度；约束反力；两个物体之间的夹角；其它使用用户函数定义的数据结果,ADAMS/View提供多种形式的测量输出.在仿真过程中捕捉不同时刻点的测试值数据怎么用或建立measure？对于模型中的部件、载荷和约束可以直接建立一些测试，如：在ADAMS中建立Measures使用下拉式功能表Build|Measure可用于所有的

Measures

使用主功能表中

Measure

工具可用于

point-to-point

与

includedanglemeasures

使用鼠标右键弹出式菜单并选择Measure可用于object

与

pointmeasuresMeasure的种类MEASURE用途：观测对象作为DS/DOE/OPT目标函数、限制函数统计分析Build|Measure…注意Computed与Function的区别Computed格式用在仿真之前或之后输出，不参与求解方程(DesignFunction)Function格式用在仿真过程中，参与方程的求解，影响仿真速度，但可以做一些比较复杂的测量输出（Run-TimeFunction）

Measures--ComputedandFunction设定在AVIEW中建立SensorsSensors是用于侦测模拟过程中设定的特定值,当仿真达到此值,就执行特定的动作。IF... 设定值+/-误差值THEN… 执行指定的动作下拉式菜单选择Simulate→Sensor→New…设定值的方法1.real-time表示式2.自定义子程序例如…监测joint的反作用力,当超过设定值时，即停止动作。

监测两物体之间得距离,当接近时则缩小stepsize，可避免发散问题。IFTHENAVIEW模型参数化模型参数化四种方法表达式参数化模型对象一般为常数或表达式。其中表达式即为最基本的参数化方式。在指定对话框或文本框中右击，选择parameterize…建立参数表达式；或unparameterize…删除表达式。运动参数化f(x)位置函数—创建设计点或marker的位置约束Maintain选项：创建对象和当前点或marker的约束关系，对象随点或marker移动。Collapse选项：创建对象和当前点或marker的约束关系，对象原位置解除后移动至点或marker。f(θ)方向函数—创建marker、力或运动副等对象与某marker约束关系两个选项与位置函数用法相同。设计变量参数化对象定义为包含设计变量的表达式。通过设计变量可以参数化改变模型对象，并为参数化分析提供支持创建设计变量的两种方法对话框创建由build---designvariable---new创建新变量，然后对象引用关联右击建立在文本框中右击菜单中选parameterize---createdesignvariable设计点参数化创建设计点，编辑设计点，查看设计点坐标，右击坐标输入栏创建设计变量2.4.2检验样机模型1.利用模型自检工具，检查不恰当的连接和约束、没有约束的构件、无质量构件、样机的自由度等。Tools菜单→ModelVerify命令→启动模型自检,程序显示自检结果表.2.进行装配分析，检查所有的约束是否被破坏或者被错误定义，通过装配分析有助于纠正错误的约束3.在进行动力学分析之前，先进行静态分析，以排除系统在启动状态下的一些瞬态响应。2.4.3样机仿真分析和试验ADAMS/View自动地调用ADAMS/Solver求解程序，再由ADAMS/Solver完成以下4种类型的仿真分析：动力学分析----Dynamic运动学分析----Kinematic静态分析----Static装配分析----Assemble仿真分析和试验工具仿真分析设置仿真工具仿真分析设置仿真分析和试验---交互式选择仿真类型Default默认、Dynamics动力学、Kinematics运动学、Static静态选择仿真分析时间的定义方法，输入仿真分析时间EndTime----定义停止的绝对时间Duration----定义时间间隔设置仿真过程中输出仿真结果的频率StepSize----输出的时间步长Steps----总共输出的步数开始仿真分析中途停止分析重现仿真过程注意问题如果中途停止分析，然后再按快捷键开始分析，则ADAMS/View将从上一次停止的位置接下去分析如果希望从头开始分析，应该按快捷键，使仿真指针返回到初始位置如果希