ADAMS的简单教程(上)

1、ADAMS 简单教程 高阶机械系统动态分析软件Multi-body Simulation System ADAMS Basic Training,教材编号：ADAMS-20060420-1,R2005,ADAMS简单教程,2,第1章 软件介绍第2章 基本知识 第3章 环境介绍第4章 文档介绍 第5章 几何建模第6章 施加约束 第7章 施加载荷 第8章 施加驱动 第9章 运动仿真 第10章 后处理 第11章 参数化模型 第12章 最优设计 第13章 实例讲解,教程目录,0: 教程目录,ADAMS简单教程,3,ADAMS是英文Automatic Dynamic Analysis of Mechan

2、ical Systems的缩写，是由美国MDI公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的机械系统动力学自动分析软件。,1: 软件介绍,1.2 ADAMS介绍,在当今动力学分析软件市场上ADAMS独占鳌头，拥有70%的市场份额，ADAMS拥有windows版和unix两个版本，目前最高版本为ADAMS 2010。,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

3、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。,ADAMS简单教程,4,ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。,另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。,ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。,1: 软件介绍,1.2 ADAMS介绍(cont.),ADAMS简单教程,5,1.4 ADAMS基本模块,重要,1: 软件介绍,ADAMS简单教程,6,1

4、.5 用户界面模块ADAMS/View,ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、XY曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。 ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作。采用Parasolid内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力/力矩库，并且支持布尔运算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函数。除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数、接触函数、样条函数、1力/力矩函数、合力/力矩函数、数据元函数

5、、若干用户子程序函数以及常量和变量等。,1: 软件介绍,ADAMS简单教程,7,1: 软件介绍,1.5 用户界面模块ADAMS/View(cont.),ADAMS简单教程,8,1: 软件介绍,1.5 用户界面模块ADAMS/View(cont.),ADAMS简单教程,9,1.6 求解模块ADAMS/Solver,ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一，是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。 ADAMS/Solv

6、er可以对刚体和弹性体进行仿真研究。为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。用户可以通过运动副、运动激励，高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。 具有丰富的约束摩擦特性功能，在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等约束中可定义各种摩擦特性。,1: 软件介绍,ADAMS简单教程,10,1.7 后处理模块ADAMS/PostProcessor,MDI公司开发的后处理模

7、块ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。既可以在ADAMS/View环境中运行，也可脱离该环境独立运行。,1: 软件介绍,为用户观察模型的运动提供了所需的环境，用户可以向前、向后播放动画，随时中断播放动画，而且可以选择最佳观察视角，从而使用户更容易地完成模型排错任务； 为了验证ADAMS仿真分析结果数据的有效性，可以输入测试数据，并测试数据与仿真结果数据进行绘图比较，还可对数据结果进行数学运算、对输出进行统计分析； 用户可以对多个模拟结果进行图解比较，选择合理的设计方案； 可以帮助用户再现ADAMS中的仿真分析结果数据，以提高设计报告的质量； 可以改变图

8、表的形式，也可以添加标题和注释； 可以载入实体动画，从而加强仿真分析结果数据的表达效果； 还可以实现在播放三维动画的同时，显示曲线的数据位置，从而可以观察运动与参数变化的对应关系。,ADAMS/PostProcessor的主要功能,ADAMS简单教程,11,2.1 机械系统的组成,2: 基本知识,机械系统的组成,零件,静联接,构件,运动副,机构,零件,零件,零件,零件,零件,构件,静联接,机构,机器,ADAMS简单教程,12,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。,2: 基本知识,2.2 自由度,A

9、DAMS中自由度（DOF）计算公式为,其中,n系统的部件数目（包括地面）； ni系统内各约束所限制的自由度数目。,ADAMS简单教程,13,Cartesian（直角）,Cylindrical（圆柱）,Spherical（球）,ADAMS/View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。,2: 基本知识,2.3 坐标系,ADAMS简单教程,14,全局坐标系 也就是绝对坐标系，固定在地面（Ground Part）上，是ADAMS中所有零件的位置、方向、速度的度量基准坐标系。 零件的局部坐标系 也称零件坐标系。在建立

10、零件的同时产生，随零件一起运动，它在全局坐标系中的位置和方向决定了零件在全局坐标系中的位置和方向。 标记坐标系 可以把标记分为固定标记和浮动标记两类。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。,2: 基本知识,2.3 坐标系(cont.),ADAMS在坐标系的运用上总共有三种形式,ADAMS简单教程,15,2.4 坐标轴旋转 ( Euler Angles),以 Euler角 系统定义部件的旋转方式，同时区分为Body-fixed, Space-fixed ADAMS/View缺省值为Body

11、3,1,3 1 - X axis 2 - Y axis 3 - Z axis,2: 基本知识,ADAMS简单教程,16,3.1 模型建立环境, 设定坐标系统,ADAMS/View 使用直角坐标系 可设定为圆柱坐标系或球坐标, 设定单位,欲设定单位 使用 主菜单 Settings | Units,欲定义模型建立环境.,欲设定坐标系统 使用 主菜单 Settings | Coordinate System,工作目录,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,17,3.2 ADAMS/View 视窗布置,ADAMS/View,主工具箱,建模与仿真,控制工具箱,单击鼠标右键可打开其它工具,显示功能的变更决定

12、于你在主工具箱中所选取的指令而具有不同的画面,坐标系,状态栏,坐标视窗,标题,工作栅格,下拉菜单,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,18,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,几何建模,测量,恢复/重做,驱动,运动副,颜色,移动,动态浏览,建构力元素,前后视图,动态旋转,上下视图,左右视图,背景颜色,视窗布局,其他,2005版,3.3 ADAMS/View 2005 主工具箱,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,19,你可以设定工作网格的显示状态,你可以设定工作网格的位置与设

13、定坐标平面,设定位置. 绝对原点 现有的坐标系统 设定坐标平面. 绝对坐标轴向 Pre-defined axes, edges, or face normals Locations of existing CSs or vertices,工作网格可以 设定工作网格以便于建立部件 自动捕捉网格以便绘制、移动、改变尺寸、改变几何形状,3.4 工作栅格,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,20,3.5 变换工作平面(WP),练习：从P1之WP变换至P2之WP(使用右手定则) 1. 选Pick设定 2. 选择位置(location) 3. 定义 X轴的方向 4. 定义 Y轴的方向, WP变换后的坐标值

14、储存问题,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,21,坐标视窗提供 1. 坐标值 （X, Y,X） 2. 长度值（dx, dy, dz） 按鼠标左键从A点拖动到B点，坐标视窗会自动标出相对 X, Y, Z 方向的长度。 Mag是合成长度。 启动方式： the Main Toolbox tool: the menu bar: View|Coordinates Window Hotkey: F4,3.6 坐标视窗,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,22,3.7 重要菜单(menu)_1,File | Open Database : 打开格式为*.bin的文件 File | Import ：*.cm

15、d, *.adm, *.IGS等 CAD model, *.gra/req/res数据文件 File | Export ：*.cmd, *.adm, *.IGS等 CAD model,FEA loads File | Print：打印功能，可输出 PS 格式,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,23,Edit | Appearance ： 提供部件透明度、隐藏、颜色等设定 Edit | Activate：Determines whether or not an object is included in a simulation.,3.7 重要菜单(menu)_2,3: 环境介绍,ADAMS简

16、单教程,24,Build | Function：建立各种函数关系式 Build | Data elements：有Spline, matrix, curve, array Build | System elements：State variable, differential/transfer/linear/general equation,Build | Model：可建立另一个model、删除、更名、切换等 Build | Flexible bodies：分 ADAMS/Flex, Discrete Flexible link，ADAMS/Flex提供mnf文档的输入，Flexible L

17、ink提供各式截面特性的杆件 Build | Materials：新增材质 Build | Design Variable ：建立设计变量，供DOE, DS, OPT使用 Build | Measure：建立各种测量关系,3.7 重要菜单(menu)_3,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,25,3: 环境介绍,3.7 重要菜单(menu)_4,ADAMS简单教程,26,3.7 重要菜单(menu)_5,Review | Create an AVI movie file Review | Create Trace Spline：对某一点(marker)绘制出仿真过程的轨迹线,3: 环境介绍,A

18、DAMS简单教程,27,3.7 重要菜单(menu)_6,Settings | Force Graphics：设定Force, Torque的比例及属性 Settings | Solver：求解过程中的详细设定设定，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 ：字体设定,3: 环境介绍,ADAMS简单教程,28,3: 环境介绍,3.7 重要菜单(menu)_7,ADAMS简单教程,29,3: 环境介绍,3.7 重要菜单(menu)_8,ADAMS简单教程,30,4.1 ADAMS Model 结构,仿真资料的输出,资料库Database,分析模型,图表,客户化设计,测量设定,运动副设计,力元素,分析结果,曲线,部件,标记（Marker）,点 （Points）,几何特征, GUI：,4: 文档介绍,ADAMS简单教程,31,ADAMS/View Database files (.bin) 包括完整的 models, 仿真结果, 图表, 等. 文档较大, 为2进制文档(不可阅读) 可包含多个 model !, ADAMS/View Command files (.