本書全面講解虛擬樣機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)以及ADAMS 2014的實(shí)現(xiàn)方法, 包括多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、ADAMS基本操作、創(chuàng)建約束、施加載荷、建模與仿真實(shí)例、計(jì)算結(jié)果后處理、參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì), 并在此基礎(chǔ)上介紹了工程開發(fā)中最常用的幾個(gè)專業(yè)模塊, 即ADAMS/Vibration振動(dòng)模塊、ADAMS/Controls控制模塊ADAMS/Car車輛模塊、ADAMS/Engine發(fā)動(dòng)機(jī)等模塊。這些技術(shù)均代表了當(dāng)今社會(huì)虛擬樣機(jī)技術(shù)發(fā)展的最新應(yīng)用成果。
第1章 ADAMS 2016簡介 1
1.1 ADAMS 2016新功能 1
1.2 ADAMS多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模、分析和計(jì)算方法 2
1.2.1 廣義坐標(biāo)的選擇 2
1.2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究狀況 2
1.2.3 多體系統(tǒng)建模理論 5
1.2.4 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值求解 7
1.2.5 計(jì)算多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)建模 10
1.2.6 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的剛性問題 10
1.3 ADAMS建模基礎(chǔ) 13
1.3.1 參考標(biāo)架 14
1.3.2 坐標(biāo)系的選擇 14
1.4 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 15
1.4.1 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 15
1.4.2 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的求解算法 16
1.5 ADAMS動(dòng)力學(xué)分析 16
1.5.1 ADAMS動(dòng)力學(xué)方程 16
1.5.2 初始條件分析 20
1.5.3 ADAMS動(dòng)力學(xué)方程的求解 21
1.6 ADAMS靜力學(xué)及線性化分析 23
1.6.1 靜力學(xué)分析 23
1.6.2 線性化分析 23
1.7 ADAMS求解器算法介紹 23
1.7.1 ADAMS數(shù)值算法簡介 23
1.7.2 動(dòng)力學(xué)求解算法介紹 24
1.7.3 坐標(biāo)縮減的微分方程求解過程算法 25
1.7.4 動(dòng)力學(xué)求解算法特性比較 25
1.7.5 求解器的特點(diǎn)比較 26
1.7.6 剛性問題求解算法選擇 27
1.8 本章小結(jié) 27
第2章 ADAMS應(yīng)用基礎(chǔ) 28
2.1 設(shè)置工作環(huán)境 28
2.2 ADAMS的界面 33
2.3 ADAMS的零件庫 35
2.4 ADAMS的約束庫 37
2.5 ADAMS的設(shè)計(jì)流程 41
2.6 創(chuàng)建物體 42
2.7 創(chuàng)建約束副 53
2.8 施加力 62
2.9 仿真和動(dòng)畫 65
2.10 輸出測量曲線 67
2.11 本章小結(jié) 67
第3章 施加載荷 68
3.1 外部載荷的定義 68
3.2 柔性連接 70
3.3 在運(yùn)動(dòng)副上添加摩擦力 73
3.4 實(shí)例 75
3.4.1 實(shí)例一：齒輪接觸分析 75
3.4.2 實(shí)例二：小車越障柔性連接 77
3.4.3 實(shí)例三：射擊 80
3.5 本章小結(jié) 85
第4章 計(jì)算求解與結(jié)果后處理 86
4.1 計(jì)算求解 86
4.1.1 計(jì)算類型 86
4.1.2 驗(yàn)證模型 87
4.1.3 仿真控制 87
4.1.4 傳感器 90
4.2 實(shí)例一：仿真類型與傳感器 91
4.2.1 設(shè)計(jì)要求 91
4.2.2 建模 91
4.2.3 模型運(yùn)動(dòng)初步仿真 96
4.2.4 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件 96
4.2.5 生成地塊及添加約束 96
4.2.6 測量 97
4.2.7 生成傳感器 98
4.2.8 模型仿真 99
4.3 ADAMS后處理簡介 99
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 99
4.3.2 ADAMS/PostProcessor 的啟動(dòng)與退出 100
4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介紹 100
4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 101
4.4.1 創(chuàng)建任務(wù)和添加數(shù)據(jù) 101
4.4.2 工具欄的使用 102
4.4.3 窗口模式的設(shè)置 104
4.4.4 ADAMS/PostProcessor的頁面管理 105
4.5 ADAMS/PostProcessor輸出仿真結(jié)果的動(dòng)畫 105
4.5.1 動(dòng)畫類型 105
4.5.2 加載動(dòng)畫 106
4.5.3 動(dòng)畫演示 106
4.5.4 時(shí)域動(dòng)畫的控制 107
4.5.5 頻域動(dòng)畫的控制 108
4.5.6 記錄動(dòng)畫 109
4.6 ADAMS/PostProcessor繪制仿真結(jié)果的曲線圖 109
4.6.1 由仿真結(jié)果繪制曲線圖的類型 109
4.6.2 曲線圖的建立 110
4.6.3 曲線圖上的數(shù)學(xué)計(jì)算 111
4.7 曲線圖的處理 113
4.7.1 曲線數(shù)據(jù)濾波 113
4.7.2 快速傅立葉變換 114
4.7.3 生成伯德圖 114
4.8 實(shí)例二：跳板振動(dòng)分析 115
4.8.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立和仿真分析 115
4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和設(shè)置曲線圖 116
4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor對(duì)曲線圖進(jìn)行操作 118
4.9 實(shí)例三：加緊機(jī)構(gòu)仿真后處理 119
4.9.1 細(xì)化模型 119
4.9.2 深化設(shè)計(jì) 125
4.10 本章小結(jié) 128
第5章 剛性體建模及仿真分析 129
5.1 建立模型 129
5.2 定義材料屬性 130
5.3 重命名部件 131
5.4 施加約束 131
5.4.1 創(chuàng)建固定副 131
5.4.2 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 132
5.4.3 創(chuàng)建滑移副 133
5.4.4 柔性約束力 134
5.4.5 施加接觸 135
5.5 施加驅(qū)動(dòng) 136
5.5.1 在車輪與車體之間施加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 136
5.5.2 在滑移副上施加平移驅(qū)動(dòng) 137
5.6 求解器設(shè)置 138
5.7 仿真 139
5.8 后處理分析 139
5.9 實(shí)例一：吊車起吊過程分析 141
5.9.1 創(chuàng)建模型 141
5.9.2 定義材料屬性 142
5.9.3 重命名部件 142
5.9.4 施加約束 143
5.9.5 施加驅(qū)動(dòng) 145
5.9.6 設(shè)置求解器 147
5.9.7 仿真 147
5.9.8 后處理分析 148
5.10 實(shí)例二：轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)剛體建模及仿真分析 149
5.10.1 創(chuàng)建模型 149
5.10.2 查看約束 149
5.10.3 施加驅(qū)動(dòng) 150
5.10.4 設(shè)置求解器 150
5.10.5 仿真 151
5.10.6 后處理分析 151
5.11 實(shí)例三：偏轉(zhuǎn)摩天輪多剛體動(dòng)力學(xué)仿真分析 152
5.11.1 導(dǎo)入模型 152
5.11.2 定義材料屬性 154
5.11.3 重命名部件 155
5.11.4 渲染模型和布爾運(yùn)算 155
5.11.5 施加約束 156
5.11.6 施加驅(qū)動(dòng) 158
5.11.7 設(shè)置求解器 158
5.11.8 仿真 158
5.11.9 后處理分析 159
5.12 本章小結(jié) 160
第6章 剛-柔混合建模 161
6.1 離散柔性連接件 161
6.2 利用有限元程序建立柔性體 162
6.2.1 模態(tài)的概念 163
6.2.2 柔性體與剛性體之間的連接 163
6.2.3 柔性體替換剛性體 163
6.3 實(shí)例一：模態(tài)中性文件的生成及編輯 164
6.3.1 在ADAMS中導(dǎo)入MNF文件 165
6.3.2 編輯柔性體 165
6.4 實(shí)例二：鐵錘敲擊墻壁剛?cè)崤鲎矂?dòng)力學(xué)分析 168
6.4.1 建立模型 168
6.4.2 定義材料屬性 169
6.4.3 渲染模型 170
6.4.4 施加約束 171
6.4.5 施加載荷 172
6.4.6 檢查模型 173
6.4.7 仿真計(jì)算 173
6.4.8 柔性體的替換與編輯 173
6.4.9 仿真計(jì)算 174
6.4.10 后處理 175
6.5 實(shí)例三：鐘擺機(jī)構(gòu)剛體離散及動(dòng)力學(xué)分析 176
6.5.1 創(chuàng)建模型 176
6.5.2 施加約束和驅(qū)動(dòng) 177
6.5.3 仿真 178
6.5.4 創(chuàng)建柔性離散連桿 179
6.5.5 創(chuàng)建剛-柔體間的約束和驅(qū)動(dòng) 179
6.5.6 仿真 181
6.5.7 后處理 181
6.6 本章小結(jié) 183
第7章 多柔體動(dòng)力學(xué)仿真 184
7.1 多柔體系統(tǒng)及工程背景 184
7.2 多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的突出問題 185
7.3 實(shí)例一：連桿機(jī)構(gòu)柔體動(dòng)力學(xué)仿真分析 186
7.3.1 創(chuàng)建模型 186
7.3.2 柔性化連桿機(jī)構(gòu) 188
7.3.3 施加約束和驅(qū)動(dòng) 191
7.3.4 仿真 191
7.3.5 后處理 191
7.4 實(shí)例二：風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模及風(fēng)載仿真分析 193
7.4.1 導(dǎo)入并編輯模型 193
7.4.2 驅(qū)動(dòng) 195
7.4.3 仿真 195
7.4.4 后處理 196
7.5 本章小結(jié) 198
第8章 機(jī)電一體聯(lián)合仿真 199
8.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真分析簡介 199
8.2 ADAMS/View控制工具欄 200
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 200
8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具欄 200
8.2.3 控制模塊類型 201
8.2.4 產(chǎn)生控制模塊 202
8.2.5 檢驗(yàn)控制模塊的連接關(guān)系 202
8.3 實(shí)例一：雷達(dá)機(jī)構(gòu)的機(jī)電聯(lián)合仿真 202
8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步驟 203
8.3.2 啟動(dòng)ADAMS/Controls模塊 203
8.3.3 構(gòu)造ADAMS機(jī)械系統(tǒng)樣機(jī)模型 204
8.3.4 確定ADAMS的輸入和輸出 207
8.3.5 控制系統(tǒng)建模 210
8.3.6 機(jī)電系統(tǒng)聯(lián)合仿真分祈 215
8.4 實(shí)例二：滾動(dòng)球體機(jī)電聯(lián)合仿真分析 216
8.4.1 打開以及瀏覽模型 216
8.4.2 創(chuàng)建控制系統(tǒng) 217
8.4.3 創(chuàng)建傳感器信號(hào) 219
8.4.4 創(chuàng)建激勵(lì)信號(hào) 219
8.4.5 編輯控制系統(tǒng) 220
8.4.6 用信號(hào)管理器連接信號(hào) 220
8.4.7 輸出面板 222
8.4.8 創(chuàng)建MATLAB控制系統(tǒng) 222
8.5 本章小結(jié) 224
第9章 ADAMS與其他軟件接口 225
9.1 三維建模軟件與ADAMS 225
9.1.1 Pro/E與ADAMS之間的數(shù)據(jù)傳遞 225
9.1.2 Solidworks與ADAMS之間的數(shù)據(jù)傳遞 226
9.2 UG與ADAMS之間的數(shù)據(jù)交換 226
9.2.1 UG與ADAMS共同支持的數(shù)據(jù)格式 226
9.2.2 實(shí)例：UG與ADAMS雙向數(shù)據(jù)交換 227
9.3 本章小結(jié) 233
第10章 ADAMS參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì) 234
10.1 ADAMS參數(shù)化建模簡介 234
10.2 實(shí)例一：參數(shù)化建模應(yīng)用 235
10.2.1 雙擺臂獨(dú)立前懸架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 235
10.2.2 系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置 235
10.2.3 雙擺臂獨(dú)立前懸架參數(shù)化建模 236
10.3 實(shí)例二：前懸架機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 241
10.3.1 參數(shù)化分析的準(zhǔn)備 241
10.3.2 設(shè)計(jì)研究 244
10.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 249
10.3.4 結(jié)果分析 256
10.4 本章小結(jié) 257
第11章 ADAMS振動(dòng)分析 258
11.1 振動(dòng)分析模塊簡介 258
11.2 實(shí)例一：剛性體衛(wèi)星振動(dòng)分析 258
11.2.1 建立模型 258
11.2.2 仿真模型 259
11.2.3 建立輸入通道 260
11.2.4 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)輸入通道和激振器 263
11.2.5 建立輸出通道 264
11.2.6 測試模型 265
11.2.7 驗(yàn)證模型 266
11.2.8 精化模型 270
11.2.9 優(yōu)化模型 272
11.3 實(shí)例二：柔性體衛(wèi)星振動(dòng)分析 274
11.3.1 建立模型 274
11.3.2 仿真模型 275
11.3.3 建立輸入通道 276
11.3.4 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)輸入通道和激振器 278
11.3.5 建立輸出通道 280
11.3.6 測試模型 280
11.3.7 驗(yàn)證模型 281
11.3.8 精化模型 285
11.3.9 優(yōu)化模型 287
11.4 實(shí)例三：火車轉(zhuǎn)向架振動(dòng)分析 289
11.4.1 建立模型 289
11.4.2 仿真模型 290
11.4.3 定義設(shè)計(jì)變量 291
11.4.4 建立輸入通道 292
11.4.5 建立輸出通道 293
11.4.6 測試模型 293
11.4.7 后處理 293
11.5 本章小結(jié) 296
第12章 耐久性分析 297
12.1 耐久性簡介 297
12.2 實(shí)例一：氣缸?曲軸系統(tǒng)耐久性分析 297
12.2.1 導(dǎo)入并熟悉模型 298
12.2.2 約束 298
12.2.3 驅(qū)動(dòng) 298
12.2.4 加載耐久性模塊 299
12.2.5 仿真 299
12.2.6 后處理 300
12.3 實(shí)例二：斜面拉伸耐久性分析 305
12.3.1 導(dǎo)入并熟悉模型 305
12.3.2 傾斜 306
12.3.3 建立約束 307
12.3.4 創(chuàng)建載荷 307
12.3.5 加載耐久性模塊 308
12.3.6 仿真 308
12.3.7 后處理 309
12.4 實(shí)例三：懸臂梁耐久性分析 311
12.4.1 創(chuàng)建模型 311
12.4.2 查看模型信息 312
12.4.3 施加約束 313
12.4.4 施加載荷 314
12.4.5 加載耐久性模塊 314
12.4.6 仿真 315
12.4.7 重新單向力定義函數(shù) 315
12.4.8 重新仿真 316
12.4.9 后處理 316
12.5 本章小結(jié) 323
第13章 ADAMS二次開發(fā) 324
13.1 定制用戶界面 324
13.1.1 定制菜單 326
13.1.2 定制對(duì)話框 331
13.2 宏命令的使用 335
13.2.1 創(chuàng)建宏命令 335
13.2.2 在宏命令中使用參數(shù) 337
13.3 循環(huán)命令和條件命令 340
13.3.1 循環(huán)命令 340
13.3.2 條件命令 342
13.4 本章小結(jié) 344
第14章 ADAMS模型語言及仿真控制語言 345
14.1 ADAMS的主要文件介紹 345
14.2 ADAMS/Solver模型語言 346
14.2.1 ADAMS/Solver模型語言分類及其語法介紹 346
14.2.2 模型文件的開頭與結(jié)尾 348
14.2.3 慣性單元 348
14.2.4 幾何單元 349
14.2.5 約束單元 352
14.2.6 力元 354
14.2.7 系統(tǒng)模型單元 357
14.2.8 輪胎單元 358
14.2.9 數(shù)據(jù)單元 360
14.2.10 分析參數(shù)單元 361
14.2.11 輸出單元 363
14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 364
14.3.1 ADAMS/Solver命令結(jié)構(gòu)及分類 364
14.3.2 創(chuàng)建ADAMS/Solver仿真控制文件 371
14.4 本章小結(jié) 372
第15章 ADAMS用戶子程序 373
15.1 ADAMS用戶子程序簡介 373
15.1.1 用戶子程序的種類 373
15.1.2 子程序的使用 375
15.2 常用ADAMS用戶子程序簡介 377
15.2.1 使用GFOSUB用戶子程序?qū)嵗?377
15.2.2 常用用戶定義子程序及實(shí)例 379
15.3 功能子程序 386
15.3.1 功能子程序概述 386
15.3.2 功能子程序SYSARY和SYSFNC 387
15.4 本章小結(jié) 390
第16章 車輛仿真與設(shè)計(jì) 391
16.1 創(chuàng)建懸吊系統(tǒng) 391
16.1.1 創(chuàng)建懸吊和轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 392
16.1.2 定義車輛參數(shù) 393
16.1.3 后處理 394
16.1.4 推力分析 395
16.1.5 仿真結(jié)果繪圖 396
16.1.6 懸吊系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的修改 398
16.1.7 修改后的系統(tǒng)模型分析 398
16.1.8 分析結(jié)果 399
16.2 彈性體對(duì)懸吊和整車裝配的影響 400
16.2.1 創(chuàng)建懸吊裝配 400
16.2.2 創(chuàng)建彈性體 401
16.3 包含彈性體的整車裝配 402
16.4 本章小結(jié) 405
第17章 ADAMS/VIEW及ADAMS/SOLVER函數(shù) 406
17.1 函數(shù)類型及建立 406
17.1.1 建立表達(dá)式模式下的函數(shù) 406
17.1.2 建立運(yùn)行模式下的函數(shù) 406
17.2 ADAMS/View設(shè)計(jì)函數(shù) 407
17.2.1 數(shù)學(xué)函數(shù) 407
17.2.2 位置/方向函數(shù) 408
17.2.3 建模函數(shù) 409
17.2.4 矩陣/數(shù)組函數(shù) 410
17.2.5 字符串函數(shù) 412
17.2.6 數(shù)據(jù)庫函數(shù) 412
17.2.7 GUI函數(shù)組 413
17.2.8 系統(tǒng)函數(shù)組 413
17.3 ADAMS/View運(yùn)行函數(shù)及ADAMS/Solver函數(shù) 413
17.3.1 位移函數(shù) 414
17.3.2 速度函數(shù) 414
17.3.3 加速度函數(shù) 415
17.3.4 接觸函數(shù) 415
17.3.5 樣條差值函數(shù) 415
17.3.6 約束力函數(shù) 415
17.3.7 合力函數(shù) 416
17.3.8 數(shù)學(xué)函數(shù) 416
17.3.9 數(shù)據(jù)單元 416
17.4 函數(shù)應(yīng)用實(shí)例 416
17.4.1 定義不同形式的驅(qū)動(dòng)約束 417
17.4.2 定義和調(diào)用系統(tǒng)狀態(tài)變量 418
17.4.3 度量或請(qǐng)求的定義和調(diào)用 419
17.5 本章小結(jié) 419
附錄 ADAMS的使用技巧 420
參考文獻(xiàn) 426
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