多体动力学仿真高级技巧

多体动力学仿真高级技巧第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五

ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)软件，是由美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)（现已经被美国MSC公司收购）开发的机械系统动力学分析软件，是世界上应用最广泛且最具有权威性的机械系统动力学分析软件。工程师、设计人员利用ADAMS软件能够建立和测试虚拟样机，实现在计算机上仿真分析复杂机械系统的运动学和动力学性能。MSCADAMS简介第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五MSCADAMS简介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、ADAMS/Solver、ADAMS/Postprocessor。ADAMS采用Parasolid作为实体建模的内核，并且支持布尔运算。版本：2005、2007、2012（32/64位）第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五MSCADAMS核心算法广义坐标系（地面坐标系）局部坐标系标架坐标系位置：构件质心坐标（局部相对广义坐标系）方位：构件质心的方向余弦矩阵基于位置参数和方位矩阵参数求动力学方程。第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS接口程序Mechanism/Pro（Mech/Pro）是MSC公司针对PTC系列软件与ADAMS软件进行联合仿真而设计的一款专用程序接口。Mech/Pro2005Adams2005/2007Pro/EWF3.0第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五Mech/Pro2005简介Mech/Pro是以插件的形式，挂接在Pro/E的菜单管理器上，如右图所示。装配体环境简单、快捷、精确等特点。注意：与Ansys12.0同时安装使用时，会出现冲突。实例第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五一般流程:

PRO/E+ADAMS联合仿真Pro/E建模及装配；利用Mech/Pro生成刚体并添加运动副；定义刚体、添加标记；添加运动副；向Adams转换模型；利用Adams/View进行虚拟样机的仿真以及结果的后处理；仿真模型检验和修正。第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真Pro/E环境Adams环境单向数据流第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真实例:舞蹈机器人运动仿真根据装配体模型分析界定刚体个数；根据需要添加标记点；分析设定刚体之间的运动副关系。W-00第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真动作解析1（10s240Step）：W10第一步：0-2s底盘旋转450°，即转一圈半，然后停止动作；第二步：2-4s腰部推杆做俯仰动作，行程80mm；第三步：4-7S大臂转动150°，正反转；第四步：7-10S腕部转动150度，正反转。Motion1step(time,0,0,2,450d)Motion4step(time,2,0,3,80)+step(time,3,0,4,-60)Motion2step(time,4,0,5.5,160d)+step(time,5.5,0,7,-60d)Motion3step(time,7,0,8.5,60d)+step(time,8.5,0,10,-120d)第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真动作解析2（15S320Step）：W11第一步：0-2s底盘旋转450°，即转一圈半，然后停止动作；10-15s反向转动450°；第二步：2-4s腰部推杆做俯仰动作，行程20mm；10-15s重复执行上次动作；第三步：4-7S大臂转动100°，正反转；10-15s重复执行上次动作；第四步：7-10S腕部转动150度，正反转；10-15s重复执行上次动作。Motion1step(time,0,0,2,450d)+step(time,10,0,15,-450d)Motion4step(time,2,0,3,80)+step(time,3,0,4,-60)+step(time,10,0,12.5,80)+step(time,12.5,0,15,-60)Motion2step(time,4,0,5.5,160d)+step(time,5.5,0,7,-60d)+step(time,10,0,12.5,160d)+step(time,12.5,0,15,-60d)Motion3step(time,7,0,8.5,60d)+step(time,8.5,0,10,-120d)+step(time,10,0,13,60d)+step(time,13,0,15,-120d)第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五PRO/E+ADAMS联合仿真结果分析：W11旋转电机转矩特性曲线图推杆推力特性曲线图第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五ADAMS独立仿真考虑XB50结构复杂、零部件数量繁多，存在质量分布不均，转动惯量无法确定等问题，故难以采用联合仿真的方法。采用Adams独立仿真的方法，将XB50模型简化，忽略部分零部件，对相关联零部件进行布尔加运算，并将其实际质量和转动惯量添加到虚拟样机模型中。难点在于模型构建过程要推算其质心坐标值。3d_flat.rdf第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五ADAMS独立仿真路面谱及轮胎文件的建立3d_flat.rdf路面谱：路面谱的位置处于轮胎的下方；路面谱向上的方向指向轮胎所处的一侧；路面谱的大小根据仿真的需要确定。C:\MSC.Software\MSC.ADAMS\2005r2\solver\atire\roads.tbl路面谱节点（node）数量、坐标；路面谱单元（elements）节点分布、摩擦系数；履带模型通用模块ATV不开放第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五ADAMS独立仿真UAT_XB5.tir轮胎文件：Adams提供了5中轮胎模型，一般选用UA模型。C:\MSC.Software\MSC.ADAMS\2005r2\solver\atire\tires.tbl第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五ADAMS独立仿真实例：A1：两轮简易模型；A2：四轮简易模型（10S200Steps）；直线运动（轨迹）原地转动（轨迹）A3：直接导入模型（乱动）；A2.binA3.binA1.bin第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五ADAMS独立仿真实例：A4-C：四轮+机械臂；A4-B：四轮+机械臂（联动）；A6：四轮+机械臂（一体）（5S100Steps）A4-B.bin10S200StepsA6.bin5S100StepsA4-C.bin15S300Steps第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五补充内容第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五CreoSimulate静力学分析：结构在承受稳定载荷作用下的受力特性分析（应力、应变、位移等）；作用：找出应力集中、变形最大的地方，也就是薄弱或者危险部位。模态分析：结构在动态载荷的作用下，确定结构的振动特性（固有频率和振型）。作用：避免构件与其它已知部件产生共振。自由模态和约束模态第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五CreoSimulate悬臂梁为例集成模式：所有CreoSimulate功能都在CreoParametric内执行。实现模型与有限元分析模型参数全相关；独立模式：打开在CreoParametric或其他CAE工具中创建的零件，并且可以独立于CreoParametric运行模拟研究。定义材质添加边界条件施加载荷分析结果第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五Creo2.0Top-Down设计布局文件区别于以前版本，Cero将其改为记事本文件，不是比例精确的绘图，并且未与实际的三维几何关联。通过将装配、子装配和零件声明到记事本中来向它们传递设计信息。骨架模型捕捉并定义设计目的和产品结构。骨架可以使设计者们将必要的设计信息从一个子系统或装配传递至另一个。对骨架所做的任何更改也会更改其元件。第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五Creo2.0Top-Down设计发布几何包含独立的局部几何参考，是多个可复制到其它模型的局部参考的综合体。在创建复制几何时，只需进行一次选择即可将模型几何的局部集合作为单个图元复制到其它模型。复制几何将任何类型的几何参考信息和用户定义的参数传递到或传递出零件、