ADAMS使用手冊(cè)

1、第一章ADAMS簡(jiǎn)介1一、ADAMS分析流程1二、ADAMS的分析和計(jì)算方法1三、ADAMS特點(diǎn)2四、Adams模塊2第二章ADAMS建模及仿真運(yùn)行5第一節(jié) ADAMS幾何建模5一、基本幾何形狀5二、簡(jiǎn)單幾何體6三、復(fù)雜幾何體9四、修改構(gòu)件屬性11第二節(jié) 添加運(yùn)動(dòng)副12一、運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型12二、定義運(yùn)動(dòng)副的一些技巧14第三節(jié) Adams載荷15一、 添加單向作用力和力矩16二、添加力或力矩16三、添加柔性連接17四、特殊載荷18第四節(jié) 仿真參數(shù)控制及仿真19一、仿真分析輸出設(shè)置19二、 模型檢查22三、模型仿真23第五節(jié) 仿真后處理27一、后處理基本操作27二、仿真過(guò)程回放29三、仿真曲線(xiàn)29第三

2、章 ADAMS應(yīng)用33第一節(jié) 車(chē)蓋及其杠桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)33一、 參數(shù)化建模33二、 設(shè)計(jì)研究33三、 試驗(yàn)設(shè)計(jì)33四、 優(yōu)化分析34五、車(chē)蓋及其杠桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析35第二節(jié) 航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)43一、 工作原理43二、 建立幾何模型44三、掛鎖仿真分析45四、 測(cè)試驗(yàn)證48五、參數(shù)化模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)50第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化5457第一章ADAMS簡(jiǎn)介ADAMS (Automatic Dynamic Analysis Mechanical Systems)軟件是美國(guó)MDI公司(Mechanical Dynamics Inc)開(kāi)發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件，是世界上應(yīng)用最廣泛的機(jī)械系統(tǒng)仿真分析軟件。利

3、用ADAMS ，設(shè)計(jì)人員能夠建立機(jī)械系統(tǒng)虛擬樣機(jī)，在物理樣機(jī)制造之前，分析其工作性能，幫助用戶(hù)更好地理解系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案比較和優(yōu)化等。ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行系統(tǒng)的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線(xiàn)。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。另一方面，Adams提供了集成的環(huán)境，用于包含機(jī)械系統(tǒng)、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)在內(nèi)的復(fù)雜耦合模型的動(dòng)力學(xué)性能分析，驗(yàn)證其產(chǎn)品的性能，計(jì)算零部件受力情況，考慮部件柔性、間隙、碰撞等對(duì)系統(tǒng)性能

4、的影響，研究電機(jī)和作動(dòng)筒的尺寸參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期、定位精度，可以對(duì)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲、耐久性能、操控性能進(jìn)行分析。同時(shí)，ADAMS利用其提供的試驗(yàn)分析功能，用戶(hù)可以快速研究多個(gè)設(shè)計(jì)變量，并將仿真計(jì)算結(jié)果以圖表和曲線(xiàn)形式表達(dá)出來(lái)，也可以通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)觀察這些結(jié)果。Adams開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊類(lèi)理虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。目前，ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。一、ADAMS分析流程ADAMS提供了功能強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，可以建模、仿真并優(yōu)化系統(tǒng)模型，快速分析多個(gè)設(shè)計(jì)變量并得到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。ADAMS分析流程包括以下幾個(gè)方面：（1） 創(chuàng)建仿真

5、模型在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)模型時(shí)，首先要?jiǎng)?chuàng)建具有質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等物理特性的零件（Part），利用Adams/View約束庫(kù)創(chuàng)建兩個(gè)零件之間的約束副(Contrain)，確定零件之間的連接以及兩構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。最后，通過(guò)添加力(Force)和力矩(Torque)，設(shè)置測(cè)量和仿真輸出，進(jìn)行仿真分析，獲得仿真結(jié)果曲線(xiàn)。（2）測(cè)試和驗(yàn)證模型創(chuàng)建完模型后，或者在創(chuàng)建模型的過(guò)程中，可以對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)測(cè)試整個(gè)模型或模型的一部分，以驗(yàn)證模型的正確性。將機(jī)械系統(tǒng)的物理試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ADAMS中， 提供和ADAMS的仿真曲線(xiàn)比較可以驗(yàn)證創(chuàng)建的模型的準(zhǔn)確程度。（3）模型細(xì)化添加摩擦、定義柔性體、施加作用力函數(shù)、

6、定義控制。（4） 參數(shù)化和優(yōu)化分析為了便于比較不同的設(shè)計(jì)方案，可以定義設(shè)計(jì)點(diǎn)和設(shè)計(jì)變量，將模型進(jìn)行參數(shù)化，通過(guò)修改設(shè)計(jì)參數(shù)自動(dòng)地修改仿真模型。通過(guò)改變模型的一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化分析，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。（5） 定制界面將經(jīng)常需要改動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)定制成菜單和便捷的對(duì)話(huà)窗，使用宏命令執(zhí)行復(fù)雜和重復(fù)的模型操作，提高工作速度實(shí)現(xiàn)用戶(hù)化設(shè)計(jì)。二、ADAMS的分析和計(jì)算方法ADAMS采用多體動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，選取系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)剛體質(zhì)心在慣性參考系中的三個(gè)直角坐標(biāo)和確定剛體力位的三個(gè)歐拉角作為笛卡爾廣義坐標(biāo)，用帶乘子的拉格朗日方程處理具有多余坐標(biāo)的完整約束系統(tǒng)或非完整

7、約束系統(tǒng)，導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)方程。Adams的計(jì)算程序應(yīng)用了吉爾(Gear)的剛性積分算法以及稀疏矩陣技術(shù)，大大提高了計(jì)算效率。Adams計(jì)算時(shí)，首先讀取原始的輸入數(shù)據(jù)，檢查正確無(wú)誤后，判斷整個(gè)系統(tǒng)的自由度。如果系統(tǒng)的自由度為零，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。如果系統(tǒng)的自由度不為零，通過(guò)分析初始條件，判定是進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析還是靜力學(xué)分析，然后通過(guò)積分器求解矩陣方程。如果在仿真時(shí)間結(jié)束前，不發(fā)生雅可比矩陣奇異或矩陣結(jié)構(gòu)奇異(如位置鎖死)，則仿真成功，可以進(jìn)入后處理，進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的測(cè)量及繪制曲線(xiàn)。如果在仿真過(guò)程中，出現(xiàn)雅可比矩陣奇異或矩陣結(jié)構(gòu)奇異，則數(shù)值發(fā)散，系統(tǒng)顯示仿真失敗。需要檢查系統(tǒng)模型，或者重新設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)、系統(tǒng)

8、阻尼、數(shù)值積分程序中的控制參數(shù)等，直到得出正確的仿真結(jié)果。三、ADAMS特點(diǎn)（1）利用交互式圖形環(huán)境和零件、約束、力庫(kù)建立系統(tǒng)參數(shù)化模型。（2）分析類(lèi)型包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和準(zhǔn)靜力學(xué)分析，以及線(xiàn)性和非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析，剛體和柔性體分析。（3）具有先進(jìn)的數(shù)值分析和技術(shù)和強(qiáng)有力的求解器，使求解快速、準(zhǔn)確。（4）具有一個(gè)強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)供用戶(hù)自定義力和運(yùn)動(dòng)發(fā)生器。（5）具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，允許用戶(hù)集成自己的子程度。（6）自動(dòng)輸出位移、速度、加速度和反作用力，仿真結(jié)果顯示為動(dòng)畫(huà)和曲線(xiàn)圖形。（7）可預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞、包裝、峰值載荷和計(jì)算有限元的輸入載荷。（8）支持同大多數(shù)CAD、FEA和控制設(shè)計(jì)軟

9、件包之間的雙向通訊。四、Adams模塊Adams模塊包括基本模塊(View、Solver、Postprocessor)、擴(kuò)展模塊(Hydraulics、Vibration、Linear、insight、Durability)、專(zhuān)業(yè)模塊(Car、Engine、Driveline、EDM、EngineChain等)、接口模塊、專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類(lèi)模塊組成，用戶(hù)不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專(zhuān)用模塊針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。1用戶(hù)界面模塊(ADAMSView)ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一，具有強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境

10、，主要用于前處理(建模)。它可以建模、仿真并優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)模型，可快速對(duì)多個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行分析直到獲得最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。ADAMS/View采用Parasolid內(nèi)核進(jìn)行實(shí)體建模，提供了零件幾何圖形庫(kù)、約束庫(kù)和力/力矩庫(kù)，支持布爾運(yùn)算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的函數(shù)庫(kù)，如位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)單元函數(shù)、用戶(hù)子程序函數(shù)等。ADAMS/View有自己的高級(jí)編程語(yǔ)言，支持命令行輸入命令和C+語(yǔ)言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對(duì)話(huà)框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線(xiàn)幫助功能。2求解器模塊 (ADAMS

11、/Solver)ADAMS/Solver是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一。該軟件自動(dòng)形成機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)方程，提供靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的解算結(jié)果。ADAMS/Solver有各種建模和求解選項(xiàng)，以便精確有效地解決各種工程應(yīng)用問(wèn)題。ADAMS/Solver可以對(duì)剛體和彈性體進(jìn)行仿真研究。為了進(jìn)行有限元分析和控制系統(tǒng)研究，用戶(hù)除要求軟件輸出位移、速度、加速度和力外，還可要求模塊輸出用戶(hù)自己定義的數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)激勵(lì)，高副接觸、用戶(hù)定義的子程序等添加不同的約束。用戶(hù)同時(shí)可求解運(yùn)動(dòng)副之間的作用力和反作用力，或施加單點(diǎn)外力。3后處理模塊(ADAMS/Post Processor)AD

12、AMS/Postprocessor用來(lái)處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示仿真動(dòng)畫(huà)等。利用ADAMSPostProessor，用戶(hù)可以更清晰地觀察其他Adams模塊(如ADAMSView，ADAMSCar或ADAMSEngine的仿真結(jié)果，也可將所得到的結(jié)果轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫(huà)、表格或者HTML等的形式，能夠更確切地反映模型的特性、便于用戶(hù)對(duì)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行觀察和分析。既可以在ADAMS/View環(huán)境中運(yùn)行，也可脫離該環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行。ADAMS/Postprocessor功能主要包括：提供用戶(hù)觀察模型運(yùn)動(dòng)所需的環(huán)境，播放動(dòng)畫(huà)，選擇觀察視角。試驗(yàn)驗(yàn)證：為了驗(yàn)證ADAMS仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性，導(dǎo)入測(cè)試數(shù)據(jù)，并與仿真結(jié)

13、果數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)分析。設(shè)計(jì)方案改進(jìn)：對(duì)多個(gè)仿真結(jié)果進(jìn)行比較，從而選擇合理的設(shè)計(jì)方案。仿真分析結(jié)果顯示：編輯數(shù)據(jù)圖表格式，添加標(biāo)題和注釋?zhuān)瑒?dòng)態(tài)顯示仿真曲線(xiàn)數(shù)據(jù)。4動(dòng)畫(huà)模塊(ADAMS/Animation)ADAMS/Animation是ADAMS的一個(gè)集成可選模塊，用戶(hù)能借助于增強(qiáng)透視、半透明、彩色編輯及背景透視等方法精細(xì)加工所形成的動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)動(dòng)力學(xué)仿真分析結(jié)果動(dòng)畫(huà)顯示的真實(shí)感?？梢赃x擇不同的光源，并交互地移動(dòng)、對(duì)準(zhǔn)和改變光源強(qiáng)度，還可以將多臺(tái)攝像機(jī)置于不同的位置、角度同時(shí)觀察仿真過(guò)程，從而得到更完善的運(yùn)動(dòng)圖像。該模塊還提供干涉檢測(cè)工具，可以動(dòng)態(tài)顯示仿真過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件

14、之間的接觸干涉，幫助用戶(hù)觀察整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的干涉情況;同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)測(cè)試所選的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件在仿真過(guò)程中距離的變化。該模塊與ADAMS View模塊實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成。5振動(dòng)分析模塊(ADAMS/Vibration)ADAMS/Vibration是進(jìn)行頻域振動(dòng)分析的工具。運(yùn)用ADAMS/Vibration可以實(shí)現(xiàn)各種子系統(tǒng)的裝配，進(jìn)行線(xiàn)性振動(dòng)分析，在模型的不同的測(cè)試點(diǎn)，進(jìn)行受迫響應(yīng)的頻域分析。頻域分析中可以包含液壓、控制及用戶(hù)系統(tǒng)等結(jié)果信息。能夠快速準(zhǔn)確將ADAMS線(xiàn)性化模型轉(zhuǎn)入Vibration模塊中；能夠?yàn)檎駝?dòng)分析開(kāi)辟輸入、輸出通道，能定義頻域輸入函數(shù)，產(chǎn)生用戶(hù)定義的力頻譜；能求解所關(guān)注的頻帶范圍

15、的系統(tǒng)模型，評(píng)價(jià)頻響函數(shù)的幅值大小及相位特征；能夠動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)態(tài)響應(yīng)及各模態(tài)響應(yīng)；將系統(tǒng)模型中有關(guān)受迫振動(dòng)響應(yīng)的信息列表；將ADAMS模型中的狀態(tài)矩陣輸出到MATLAB及MATRIX中；運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)及振動(dòng)分析結(jié)果和參數(shù)化的振動(dòng)輸入數(shù)指優(yōu)化系統(tǒng)綜合性能。ADAMS/Vibration輸出的數(shù)據(jù)還可被用來(lái)研究預(yù)測(cè)汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)等機(jī)動(dòng)車(chē)輛的噪音對(duì)駕駛員及乘客的振動(dòng)沖擊，體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代設(shè)計(jì)趨勢(shì)。6柔性分析模塊(ADAMS/Flex)ADAMS/Flex提供與ANSYS，NASTRAN，ABAQUS，I-DEAS等分析軟件的雙向數(shù)據(jù)接口。利用ADAMS/Flex模塊，可以導(dǎo)入有限元軟件生成的模態(tài)中

16、性文件 (MNF格式)，建立剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型，提高系統(tǒng)仿真的精度。結(jié)合ADAMS/Linear模塊，對(duì)零部件的模態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，控制模態(tài)的阻尼，去除對(duì)仿真結(jié)果影響小的模態(tài)，提高仿真的速度。同時(shí)，可以輸出系統(tǒng)仿真后的載荷譜和位移譜信息，利用有限元軟件進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變以及疲勞壽命的評(píng)估分析和研究。7控制模塊(ADAMS/Controls)在ADAMS/Controls中，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的繼電器、邏輯與非門(mén)、阻尼線(xiàn)圈等建立簡(jiǎn)單的控制機(jī)構(gòu)，也可利用通用控制系統(tǒng)軟件Matlab，MATRIX，EASY5等建立的控制系統(tǒng)框圖，建立包括控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的聯(lián)合仿真控制模型。聯(lián)合仿

17、真分析過(guò)程可以用于許多領(lǐng)域，例如汽車(chē)自動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)、主動(dòng)懸架、飛機(jī)起落架助動(dòng)器、衛(wèi)星姿態(tài)控制等。8圖形接口模塊(ADAMS/Exchange)ADAMS/Exchange利用IGES、STEP、STL、DWG/DXF等產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)文件格式，導(dǎo)入零件的幾何模型，完成ADAMS與其他CAD/CAM/CAE軟件之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸，實(shí)現(xiàn)ADAMS與CAD/CAM/CAE軟件集成。ADAMS/Exchange自動(dòng)將圖形文件轉(zhuǎn)換成一組包含外形、標(biāo)志和曲線(xiàn)的圖形要素，通過(guò)控制傳輸時(shí)的精度，獲得較為精確的幾何形狀和質(zhì)量、質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等信息，增強(qiáng)ADAMS建立仿真模型的能力。Mechanic

18、al/pro是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁。Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具創(chuàng)建，Pro/E用戶(hù)不需要退出Pro/E環(huán)境，就可以將裝配的總成根據(jù)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系建立運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真分析，并進(jìn)行干涉檢查。9轎車(chē)模塊（ADAMS/Car)ADAMS/Car是MDI公司與Audi、BMW、Renault和Volvo等公司合作開(kāi)發(fā)的整車(chē)設(shè)計(jì)軟件，包括車(chē)身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)等，集成了這些公司在汽車(chē)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，幫助設(shè)計(jì)師快速建造高精度的整車(chē)虛擬樣機(jī)，直觀地再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下整車(chē)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性、

19、制動(dòng)性、乘坐舒適性和安全性的特征參數(shù)，從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴(lài)。ADAMS/Car中包括整車(chē)動(dòng)力學(xué)模塊(Vehicle Dynamics)和懸架設(shè)計(jì)模塊(Suspension Design)，其仿真工況包括：方問(wèn)盤(pán)角階躍、斜坡和脈沖輸入、蛇行穿越試驗(yàn)、漂移試驗(yàn)、加速試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向試驗(yàn)等，同時(shí)還可以設(shè)定試驗(yàn)過(guò)程中的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、變速器檔位等。 10發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模塊(ADAMS/Engine)ADAMS/Engine通過(guò)與ADAMS/Car的有機(jī)結(jié)合，建立一個(gè)集整車(chē)動(dòng)力學(xué)、懸架設(shè)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化的整車(chē)集成仿真環(huán)境。通過(guò)ADAMS/Engine提供的專(zhuān)業(yè)化仿真環(huán)境，汽車(chē)工程師能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的

20、早期，預(yù)測(cè)，修改和優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)的高頻性能。用戶(hù)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的成本、重量、裝配及約束條件，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的零部件載荷，預(yù)測(cè)其使用壽命、可靠性，解決發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。ADAMSView是一個(gè)功能強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，可以建模、仿真并優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)模型，快速分析多個(gè)設(shè)計(jì)變量并得到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。建模和仿真的步驟可以分為下面幾步：（1）建模（Build）：創(chuàng)建零件、約束零件、施加載荷。（2）測(cè)試模型（Test）：設(shè)置測(cè)量和仿真輸出，仿真分析，回放仿真結(jié)果動(dòng)畫(huà)、繪結(jié)果曲線(xiàn)。（3）驗(yàn)證模型（Validate）：輸入試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)、添加試驗(yàn)曲線(xiàn)。如試驗(yàn)曲線(xiàn)與仿真曲線(xiàn)一致則進(jìn)入步驟5，否則進(jìn)入步驟4。（4）

21、模型優(yōu)化（Refine）：添加摩擦、定義柔性體、施加作用力函數(shù)、定義控制。（5）迭代（Iterate）：設(shè)置參變量、定義設(shè)計(jì)變量。（6）優(yōu)化分析（Optimize）：進(jìn)行主要設(shè)計(jì)影響因素研究、進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究、進(jìn)行最優(yōu)化研究。（7）宏操作（Automate）：定制用戶(hù)界面、創(chuàng)建用戶(hù)對(duì)話(huà)框、以宏的形式記錄并重新進(jìn)行模型操作，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)化設(shè)計(jì)。第二章ADAMS建模及仿真運(yùn)行第一節(jié) ADAMS幾何建模與很多的CAD軟件類(lèi)似，ADAMSView提供了豐富的基本幾何建模工具庫(kù)，可以通過(guò)主工具箱上的建模庫(kù)選擇工具按鈕，也可以通過(guò)菜單選擇幾何建模工具命令來(lái)幾何建模。在主工具箱中的幾何建模工具庫(kù)按鈕上右擊，出現(xiàn)

22、如圖2-1所示的界面。圖21 ADAMSView主工具箱按住右鍵不放，將鼠標(biāo)拖至所選的建模工具按鈕，然后松開(kāi)右鍵，選擇有關(guān)建模工具。選擇建模工具后，主工具箱下部將顯示所選建模工具基本參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)欄。選擇不同建模工具，對(duì)話(huà)欄的內(nèi)容將發(fā)生相應(yīng)的變化。單擊按鈕展開(kāi)全部幾何建模工具。也可以通過(guò)命令來(lái)建立幾何模型。選擇菜單BuildBodiesGeometry命令，顯示圖2-1所示建模工具對(duì)話(huà)框。從中選擇繪制幾何形體工具，再選擇輸入建模參數(shù)并繪制模型。一、基本幾何形狀A(yù)DAMSView中的基本幾何形狀為點(diǎn)、直線(xiàn)、曲線(xiàn)和標(biāo)記坐標(biāo)(Marker)等。這些基本幾何形狀沒(méi)有質(zhì)量，主要用于定義其它的幾何形狀和形體

23、。Point和Marker是最常用的幾何建模輔助工具。通過(guò)設(shè)置的若干三維空間點(diǎn)，可以確定不同構(gòu)件Part的連接點(diǎn)和位置。對(duì)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行參數(shù)化處理可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化仿真分析。標(biāo)記坐標(biāo)Marker具有位置和方向，可用于定義力的作用位置，定義Part的幾何形狀和方向、形心的位置，定義Part的約束位置和方向，定義運(yùn)動(dòng)的方向等。例如：連桿有3個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)，如圖22所示，兩個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)定義連桿的兩個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)定義連桿的質(zhì)心。 圖22 連桿 圖23 點(diǎn)參數(shù)設(shè)置 圖24 對(duì)象列表繪制點(diǎn)的過(guò)程：（1）幾何建模庫(kù)中，將光標(biāo)移至按鈕，單擊，出現(xiàn)圖23所示參數(shù)設(shè)置欄。（2）在參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置圖參數(shù)。首先選擇點(diǎn)是放置

24、到Ground上（Add to Ground），或者放置到另一個(gè)構(gòu)件上（Add to Part）。然后選擇是否要將附近的對(duì)象同點(diǎn)關(guān)聯(lián)，Dont Attach選項(xiàng)表示不關(guān)聯(lián)，Attach Near選項(xiàng)表示關(guān)聯(lián)。附注：建模和仿真時(shí)，系統(tǒng)一般將地面作為相對(duì)靜止構(gòu)件。（3）如果將點(diǎn)放置到另一個(gè)構(gòu)件上，狀態(tài)欄顯示Point：Select the point location。根據(jù)狀態(tài)欄提示，選擇繪制點(diǎn)的位置。如果對(duì)象周?chē)性S多其他對(duì)象而難以選擇，可以將鼠標(biāo)置于該對(duì)象上，按右鍵將顯示圖24所示的對(duì)象列表，在列表中選需要放置點(diǎn)的對(duì)象。其它基本幾何形體工具的用途及參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表21·。表21 基本幾何

25、形體工具用 途快捷圖標(biāo)參數(shù)設(shè)置說(shuō) 明定義點(diǎn)Point點(diǎn)加到地面上，還是另一個(gè)構(gòu)件上是否要將附近的對(duì)象同點(diǎn)關(guān)聯(lián)按鼠標(biāo)右鍵，彈出鼠標(biāo)附近所有對(duì)象的列表供選擇關(guān)聯(lián)定義標(biāo)記坐標(biāo)Marker標(biāo)記加到地面上或另一個(gè)構(gòu)件上標(biāo)記坐標(biāo)的方向繪制直線(xiàn)和多義線(xiàn)Polyline產(chǎn)生新構(gòu)件還是添加到構(gòu)件或地面上線(xiàn)型：直線(xiàn)、開(kāi)口多義線(xiàn)、封閉多義線(xiàn)。線(xiàn)段的長(zhǎng)度繪制圓弧和圓Arc產(chǎn)生新構(gòu)件還是添加到構(gòu)件或地面上 圓或圓弧的半徑 選擇圓或圓弧夾角繪制光滑曲線(xiàn)Spline產(chǎn)生新構(gòu)件添加到構(gòu)件或地面上 是開(kāi)口曲線(xiàn)還是封閉曲線(xiàn)二、簡(jiǎn)單幾何體ADAMSView提供了表22所示若干常用基本形體圖庫(kù)，利用這些參數(shù)化圖庫(kù)，可以方便地繪制一些

26、基本形體，簡(jiǎn)單形體幾何建模的步驟如下：（1）在幾何建模庫(kù)中選點(diǎn)三維實(shí)體建模工具圖標(biāo)在參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新構(gòu)件New Part，或是添加幾何體到己有的構(gòu)件Add to Part，還是添加幾何體到地面上On Ground。（2）參數(shù)設(shè)置欄，選擇輸入有關(guān)尺寸參數(shù)。按照屏幕下方狀態(tài)欄的提示，用鼠標(biāo)確定起始繪圖點(diǎn)。通常，起始繪圖點(diǎn)定義了幾何形體的位置，ADAMSView自動(dòng)在起始點(diǎn)設(shè)置一個(gè)Marker，而有關(guān)尺寸參數(shù)均參照起始點(diǎn)標(biāo)記坐標(biāo)定位。（3）在繪圖區(qū)域按住鼠標(biāo)不放，拖動(dòng)鼠標(biāo)，此時(shí)可以看見(jiàn)幾何形體將隨鼠標(biāo)拖動(dòng)按一定比例變化，直至希望繪制的形體尺寸。如果在參數(shù)設(shè)置欄設(shè)置了根據(jù)輸入的尺寸數(shù)值產(chǎn)生形體

27、，則已設(shè)置數(shù)值的尺寸將不隨鼠標(biāo)拖動(dòng)而變化。松開(kāi)鼠標(biāo)鍵，完成簡(jiǎn)單形體建模。表22 ADAMSView基本形體圖庫(kù)名稱(chēng)和快捷鍵圖 形尺寸參數(shù)默認(rèn)值說(shuō) 明長(zhǎng)方體Box長(zhǎng)高起始標(biāo)記點(diǎn) 質(zhì)心標(biāo)記點(diǎn)深長(zhǎng)（Length）高（Height）深（Depth）/2×Min（長(zhǎng)，高）繪圖起始和結(jié)束點(diǎn)為長(zhǎng)方體的兩個(gè)對(duì)角端點(diǎn)。有l(wèi)個(gè)熱點(diǎn)，定義長(zhǎng)、高和深圓柱體Cylinder長(zhǎng)起始標(biāo)記點(diǎn)長(zhǎng) （Length）半徑（Radius）0.25×長(zhǎng)1繪圖起始點(diǎn)為中心點(diǎn)2有2個(gè)亮點(diǎn)可分別用于修改長(zhǎng)度和半徑球體Sphere半徑（Radius）X、Y、Z三個(gè)方向的半徑相等若X、Y、Z三個(gè)方向半徑不相等，生成橢球1繪圖

28、起始點(diǎn)為中心點(diǎn)2有3個(gè)亮點(diǎn)，可分別用于修改X、Y、Z方向的半徑圓臺(tái)Frustum長(zhǎng)(Length)底半徑(Bottom Radius)0.125×長(zhǎng)頂半徑(Top Radius)0.5×底半徑1繪圖起始點(diǎn)為底圓中心標(biāo)記2有3個(gè)熱點(diǎn)，分別控制長(zhǎng)、底半徑、頂半徑圓環(huán)Torus圓環(huán)半徑(Inner Radius）圓管半徑(Outer Radius)0.25圓環(huán)半徑1繪圖起始點(diǎn)為中心標(biāo)記2有2個(gè)熱點(diǎn)，分別控制圓環(huán)的中心線(xiàn)和圓管半徑連桿Link長(zhǎng)寬長(zhǎng)(Length)寬(Width) /0.1×長(zhǎng)深（Depth）/0.05×長(zhǎng)有2個(gè)亮點(diǎn)，一個(gè)控制連桿長(zhǎng)度，另一個(gè)控制

29、連桿的寬度和深度圓角多邊形板Plate半徑（Radius） /1.0厚度(Thickness)/1.01通過(guò)確定圓角位置定義多邊形板，至少定義3個(gè)圓角。2有1個(gè)熱點(diǎn)控制板厚拉伸體Extrusion拉伸端面(Profile)長(zhǎng)(Length)或拉伸路徑拉伸實(shí)體或薄殼(ClosedOpen)拉伸方向：向前、對(duì)中、向后1拉伸端面的頂點(diǎn)均為熱點(diǎn)，修改這些熱點(diǎn)的位置，可以改變端面形狀2另有一個(gè)熱點(diǎn)定義長(zhǎng)度回轉(zhuǎn)形體Revolution回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)面(Profile)回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)實(shí)體或薄殼(ClosedOpen)L回轉(zhuǎn)面的頂點(diǎn)均為熱點(diǎn)，可以通過(guò)修改這些熱點(diǎn)，改變回轉(zhuǎn)面以及回轉(zhuǎn)形體形狀2回轉(zhuǎn)面不能同回轉(zhuǎn)軸相

30、交1長(zhǎng)方體（1）在幾何建模庫(kù)中選點(diǎn)長(zhǎng)方體建模工具按鈕，在主工具箱的下方顯示長(zhǎng)方體建模參數(shù)的輸入對(duì)話(huà)框， 在參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新Part，還是將長(zhǎng)方體添加到現(xiàn)有Part之上，或者是添加到Ground上。（2）若在連桿的長(zhǎng)（Length）、寬（Width）、深（Depth）參數(shù)設(shè)置欄沒(méi)有選擇輸入數(shù)據(jù)，此時(shí)，狀態(tài)欄將提示選擇一項(xiàng)點(diǎn)，并拖動(dòng)鼠標(biāo)繪制長(zhǎng)方體。 （3）若在連桿的長(zhǎng)（Length）、高（Height）、深（Depth）參數(shù)設(shè)置欄輸入數(shù)據(jù)，并確定，狀態(tài)欄只提示選擇一個(gè)頂點(diǎn)，鼠標(biāo)只需在繪圖區(qū)選擇點(diǎn)，便可繪制好所定義的長(zhǎng)方體。 2連桿（1）在幾何建模庫(kù)中選取連桿建模工具按鈕。（2）在在主工具箱

31、的下方顯示連桿建模參數(shù)的輸入對(duì)話(huà)框參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新構(gòu)件（New Part），還是將連桿添加到現(xiàn)有構(gòu)件（Add to Part），或者是要添加到地面(On Ground)。（3）如果在連桿的長(zhǎng)（Length）、寬（Width）、深（Depth）參數(shù)設(shè)置欄沒(méi)有選擇輸入數(shù)據(jù)，則表示按默認(rèn)的比例（例如：寬=0.1×長(zhǎng)，深=0.05×長(zhǎng)）繪制連桿。此時(shí)，狀態(tài)欄將提示選擇繪制連桿的第一點(diǎn)（Pick one end，then draw to the other end）。（4）如果選擇了輸入長(zhǎng)（Length）、寬（Width）、深（Depth）參數(shù)，可以輸入相應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)、寬、深參數(shù)值

32、，可以只輸入一個(gè)，也可以全部輸入。（5）按照屏幕下方狀態(tài)欄的提示：Pick one end，then draw to the other end，用鼠標(biāo)確定起始繪圖點(diǎn)。（6）擇起始繪圖點(diǎn)以后，狀態(tài)欄提示： Pick the second end to the link，拖動(dòng)鼠標(biāo)到連桿的第二個(gè)定位點(diǎn)，此時(shí)可以看見(jiàn)連桿形體隨鼠標(biāo)拖動(dòng)而變化。（7）選擇第二個(gè)定位點(diǎn)，完成連桿的建模。其余簡(jiǎn)單實(shí)體幾何建模步驟類(lèi)似，在此不在一一細(xì)述。三、復(fù)雜幾何體1利用布爾運(yùn)算組合將若干個(gè)基本形體進(jìn)行布爾運(yùn)算可以構(gòu)成形狀復(fù)雜的幾何形體。表23列出了ADAMSView提供的幾種布爾運(yùn)算功能。表23 組合形體快捷圖標(biāo)功 能說(shuō)

33、 明 Union合并兩個(gè)相交的實(shí)體實(shí)體2并入實(shí)體1，然后實(shí)體2被刪除 merge合并兩個(gè)不相交的實(shí)體實(shí)體2并入實(shí)體l，然后實(shí)體2被刪除 Intersect兩個(gè)實(shí)體的相交形體實(shí)體l變成兩實(shí)體相交部分的形狀，實(shí)體2被刪除 Cut用一個(gè)實(shí)體切割另實(shí)體用實(shí)體I切割實(shí)體2，實(shí)體2中同實(shí)體I相交的部分被刪除 Split還原被組合實(shí)體將經(jīng)過(guò)合并、相交和切割等處理形成的組合形體還原為原先的基本形體附注：實(shí)體1為選擇的第一個(gè)實(shí)體，實(shí)體2為選擇的第二個(gè)實(shí)體。2添加細(xì)節(jié)特征常見(jiàn)細(xì)節(jié)特征包括倒角、圓角、孔、凸圓、抽殼等，如表24所示。表24 幾何體特征快捷圖標(biāo)功能參數(shù)設(shè)置說(shuō) 明Chamfer倒角斜面的寬度（Width

34、）Fillet圓角圓角半徑（Radius）末端半徑值（End Radius）要求圓角半徑變化時(shí)，需選擇End Radius項(xiàng)，輸入末端半徑值，此時(shí)圓角半徑為起始半徑Hole開(kāi)孔Hole半徑（Radius）深度（Depth）半徑和深度的設(shè)置，不能使幾何體分成兩塊Boss凸圓半徑（Radius）高度（Height）Hollow抽殼殼體厚度添加細(xì)節(jié)特征的一般步驟如下：（1）選取有關(guān)細(xì)節(jié)特征工具的按鈕。（2）在參數(shù)設(shè)置欄中設(shè)置有關(guān)參數(shù)。（3）根據(jù)選取的特征，做以下相應(yīng)操作：倒角和圓角：選擇需處理的邊或頂角，然后按鼠標(biāo)右鍵；對(duì)開(kāi)孔和凸圓：選擇需處理的幾何體，然后選擇開(kāi)孔或凸圓的圓心位置；對(duì)抽殼：選擇需處

35、理的幾何體，然后選擇開(kāi)孔或產(chǎn)生凸圓的面，再按鼠標(biāo)右鍵。3. 修改幾何體有3種方法修改幾何體：拖動(dòng)熱點(diǎn)、利用對(duì)話(huà)框和編輯位置表。（1）拖動(dòng)熱點(diǎn)：點(diǎn)擊所繪幾何圖形，會(huì)出現(xiàn)若干熱點(diǎn)。用鼠標(biāo)拖動(dòng)這些熱點(diǎn)，就可以修改幾何體的形狀。（2）利用Modify命令：如果需要精確修改幾何體尺寸，可以利用Modify命令彈出式對(duì)話(huà)框輸入尺寸，方法為：在需修改的幾何體對(duì)象右擊選擇需要修改的幾何對(duì)象，在下一層的彈出菜單中，選擇Modify命令，顯示對(duì)象的修改對(duì)話(huà)框。圖25所示為圓柱體的修改對(duì)話(huà)框。根據(jù)修改對(duì)話(huà)框的提示，修改和輸入有關(guān)參數(shù)。例如，對(duì)于圓柱體可以輸入或修改長(zhǎng)方體名稱(chēng)、注釋、長(zhǎng)、半徑等。單擊Ok按鈕。 圖25

36、 圓柱體修改對(duì)話(huà)框（3）編輯位置表：通過(guò)編輯位置表可以非常方便地修改點(diǎn)、直線(xiàn)、多義線(xiàn)、拉伸體、回轉(zhuǎn)體的形狀。左鍵選中需要修改的對(duì)象，在彈出式修改對(duì)話(huà)框中，選擇按鈕，顯示熱點(diǎn)的位置表。在位置表中列出了所有熱點(diǎn)的坐標(biāo)，以及編輯位置表的若干工具。 圖26 位置編輯四、修改構(gòu)件屬性除了幾何形狀，在仿真分析時(shí)還需要的構(gòu)件屬性包括質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和慣性積，初始速度，初始位置和方向等。ADAMSView建立幾何模型時(shí)，會(huì)根據(jù)默認(rèn)值自動(dòng)確定構(gòu)件的有關(guān)特性，如果需要修改構(gòu)件特性，可以通過(guò)構(gòu)件特性修改對(duì)話(huà)框進(jìn)行，如圖2-6所示。有兩種方法進(jìn)入構(gòu)件特性修改對(duì)話(huà)框：（1）在需要修改的構(gòu)件上單擊鼠標(biāo)右鍵，再選擇Modif

37、y。在Category中選擇質(zhì)量特性，Define Mass By中可以選擇修改構(gòu)件的材料，質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積等質(zhì)量屬性會(huì)相應(yīng)當(dāng)自動(dòng)計(jì)算，也可以直接輸入構(gòu)件的質(zhì)量特性或密度。在Category中還可以選擇構(gòu)件的初時(shí)速度條件、初時(shí)位置條件等，作相應(yīng)當(dāng)修改。 圖27 構(gòu)件特性修改（2）Edit菜單中選Modify命令。如在選擇Modify命令前時(shí)已經(jīng)選擇構(gòu)件，將顯示該構(gòu)件特性修改對(duì)話(huà)框。否則，將顯示數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽器，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽器中選取修改對(duì)象。應(yīng)當(dāng)注意構(gòu)件的質(zhì)量不能設(shè)置為零，根據(jù)牛頓定律：a=F/m，零質(zhì)量將使可移動(dòng)構(gòu)件加速度無(wú)窮大，導(dǎo)致分析失敗。所有的構(gòu)件都需要設(shè)置一定的質(zhì)量和慣性矩，

38、可以是一個(gè)很小的值。選擇Show calculated inertia按鈕，可以顯示構(gòu)件質(zhì)量和慣性矩的計(jì)算結(jié)果。第二節(jié) 添加運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副使各個(gè)獨(dú)立的部件聯(lián)系起來(lái)形成一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)。在ADAMSView中，運(yùn)動(dòng)副分為以下4類(lèi)：（1）常用運(yùn)動(dòng)副：如轉(zhuǎn)動(dòng)副、棱柱副、圓柱副等。（2）基本副：如直線(xiàn)副、點(diǎn)在平面、。（3）接觸，定義兩構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生接觸時(shí)的相互約束。（4）運(yùn)動(dòng)約束，例如：規(guī)定構(gòu)件按某個(gè)給定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。一、運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型有兩種啟動(dòng)約束工具的方法，一種是在主工具箱中，右擊選擇約束工具按鈕，或在Build菜單中選擇Joints項(xiàng)，可顯示約束對(duì)話(huà)框。主工具箱的連接和運(yùn)動(dòng)庫(kù)中包含大部分常用的約束，通過(guò)B

39、uild菜單或主工具箱的約束工具庫(kù)中按鈕展開(kāi)全部約束。1常用運(yùn)動(dòng)副常用的運(yùn)動(dòng)副見(jiàn)表2-5。表25常用運(yùn)動(dòng)副工具圖 標(biāo)名 稱(chēng)功 能旋轉(zhuǎn)副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度平移副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2平移約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)平移自由度圓柱副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2即可平移又可旋轉(zhuǎn)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)平移自由度球面副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2可在球面內(nèi)旋轉(zhuǎn)約束3個(gè)平移自由度平面副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2可在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)和1個(gè)平移自由度恒速副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2恒速轉(zhuǎn)動(dòng)約束1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度萬(wàn)向副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)約束1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度螺旋副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2每旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)將上升或下

40、降一個(gè)螺矩提供一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)自由度齒輪副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2定速比嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)提供定比傳動(dòng)關(guān)系關(guān)聯(lián)副提供構(gòu)件1和構(gòu)件2的相對(duì)旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)兩構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸或平移軸可不共面固定副構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2固定約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)平移自由度 在施加運(yùn)動(dòng)副時(shí)過(guò)程中，首先在工具箱中選擇約束類(lèi)型，這時(shí)在工具箱下部將出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)置對(duì)話(huà)框，依次選擇被連接的構(gòu)件1和構(gòu)件2、連接位置以及方向即可。圖210所示的為旋轉(zhuǎn)副（鉸）的設(shè)置對(duì)話(huà)框。圖210 旋轉(zhuǎn)副（鉸）的設(shè)置對(duì)話(huà)框在Construction中選擇欄中，1-Location 表示選擇一個(gè)點(diǎn)來(lái)定義約束的位置，2 Bod-1 Loc 表示選擇兩個(gè)部件一個(gè)點(diǎn)定義約束，2 Bod-2

41、 Loc 表示選擇兩個(gè)部件兩個(gè)點(diǎn)定義約束若方向選擇為Normal to Grid ，表示約束的Z軸為系統(tǒng)工作平面垂直到軸；選擇Pick feature表示Z軸需要操作者選擇一點(diǎn)來(lái)確定。ADAMS View設(shè)定在兩個(gè)被連接的構(gòu)件中，注意是構(gòu)件1連接到構(gòu)件2上。如：用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副將一扇門(mén)連接到門(mén)框上，在選擇被連接的構(gòu)件時(shí)，應(yīng)先選門(mén)，然后選門(mén)框。產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)副時(shí)，ADAMSView自動(dòng)給為運(yùn)動(dòng)副取名為：“JOINT_序號(hào)”，如：JOINT_2。當(dāng)然，可以通過(guò)rename修改約束名稱(chēng)。2基本約束ADAMSView還提供了5種常見(jiàn)到基本約束，靈活使用這些基本約束可以組成不同的約束，或構(gòu)成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)約束。表26

42、 基本約束基本約束名 稱(chēng)功能平行軸約束構(gòu)件1的Z軸始終平行于構(gòu)件2的z軸。構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，約束2個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。垂直軸約束構(gòu)件l的Z軸始終垂直于構(gòu)件2的Z軸。構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的二個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，約束l個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。旋轉(zhuǎn)約束約束兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。點(diǎn)在面約束兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，約束3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。點(diǎn)在線(xiàn)約束構(gòu)件1的連接點(diǎn)，只能沿著構(gòu)件2連接點(diǎn)標(biāo)記的Z軸運(yùn)動(dòng)，約束2個(gè)移動(dòng)自由度。3高副約束ADAMSView提供了高副約束工具和，定義凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪和從動(dòng)件之間的約束。4運(yùn)動(dòng)約束利用按鈕為平移副、圓柱副添加建立移動(dòng)；使用按鈕為旋轉(zhuǎn)副、圓柱副添加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；使用按鈕實(shí)

43、現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件沿一個(gè)軸移動(dòng)，利用按鈕實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件沿一個(gè)軸或3個(gè)軸的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。5約束修改創(chuàng)建約束后可完成下面的約束修改：（1）右鍵單擊待修改的約束，在彈出的快捷菜單中選擇需要修改的約束名和Modify命令，彈出如圖211所示為旋轉(zhuǎn)副的修改對(duì)話(huà)框。（2）可以修改約束名稱(chēng)、被約束的兩個(gè)部件、約束類(lèi)型。（3）Force Display下拉菜單中有None、On First Body、On Second Body 3個(gè)選項(xiàng)，表示是否顯示連接力及顯示在哪個(gè)約束部件上。（4）Impose Motion按鈕表示施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)在這個(gè)鉸上。（5）Initial Conditions表示定義約束的初始條件。（6）表示定

44、義約束的位置，表示給鉸定義一個(gè)測(cè)量，按鈕可以對(duì)類(lèi)型為鉸約束的約束施加靜摩擦力或動(dòng)摩擦力。 圖211 旋轉(zhuǎn)副的修改二、定義運(yùn)動(dòng)副的一些技巧（1）建模時(shí)，應(yīng)逐步地對(duì)構(gòu)件施加運(yùn)動(dòng)副，并檢驗(yàn)添加的運(yùn)動(dòng)副是否有錯(cuò)誤。（2）注意對(duì)象選擇順序， ADAMSView設(shè)定在兩個(gè)被連接的構(gòu)件中，先選取得構(gòu)件1被連接到后選取得構(gòu)件2。（3）注意約束的方向。約束方向定義錯(cuò)誤將使某些自由度沒(méi)有被約束，或約束了不該約束的方向。（4）注意檢查運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型是否正確。（5）盡量使用一個(gè)運(yùn)動(dòng)副來(lái)完成所需的約束，如需要用多個(gè)運(yùn)動(dòng)副來(lái)約束兩個(gè)構(gòu)件，自由度約束可能會(huì)重復(fù)，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法預(yù)料的結(jié)果。（6）定期檢查模型自由度。Tools菜單，選

45、Model Verify命令，可顯示當(dāng)前模型自由度信息。（7）在無(wú)沒(méi)有作用力狀態(tài)下，運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析來(lái)檢驗(yàn)樣機(jī)。在進(jìn)行樣機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析之前，最好先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，以確定添加的約束是否正確。為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的需要，可能還需添加一些臨時(shí)約束。（8）在模型中應(yīng)該將多余的約束去除。（9）設(shè)置了運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，不要設(shè)初始條件。已設(shè)置運(yùn)動(dòng)和初始條件的運(yùn)動(dòng)副，ADAMS在求解時(shí)，將使用設(shè)置的運(yùn)動(dòng)條件，而忽略所設(shè)置的初始條件。（10）若模型系統(tǒng)的自由度為零，并含速度或加速度表達(dá)式定義的速度，則不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，只能進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。第三節(jié) Adams載荷ADAMSView有4種類(lèi)型不同的力，這4類(lèi)力分別為：

46、（1）作用力：定義在部件的外載荷，必須使用常值、函數(shù)表達(dá)式、用戶(hù)編寫(xiě)的參數(shù)化子程序來(lái)定義作用力。（2）柔性連接力：可以抵消驅(qū)動(dòng)的作用。定義柔性連接力需指定常量系數(shù)。彈簧阻尼器、梁、襯套、場(chǎng)力等可產(chǎn)生這類(lèi)力。（3）特殊力：常見(jiàn)的重力和輪胎力等。（4）接觸力：模型運(yùn)動(dòng)時(shí)，部件接觸相互作用力。在定義力時(shí)，要說(shuō)明是力還是力矩、力作用的構(gòu)件、力的作用點(diǎn)、力的大小和方向。另外，添加力不影響模型自由度。有3種方式定義力的大?。海?）輸入數(shù)值對(duì)作用力，可以直接輸入力或者力矩的大?。粚?duì)柔性連接力，如軸套、彈簧力，可直接輸入剛度系數(shù)K、阻尼系數(shù)C、扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)KT、扭轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)CT等。（2）使用函數(shù)表達(dá)式利用位移

47、、速度和加速度函數(shù)，用以建立力和各種運(yùn)動(dòng)之間的函數(shù)關(guān)系。利用力函數(shù)可用以建立不同的力之間的關(guān)系，如正壓力和摩擦力的關(guān)系。利用數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，如正弦、余弦、指數(shù)、多項(xiàng)式等函數(shù)建立。利用樣條函數(shù)，由數(shù)據(jù)表插值獲得力值。（3）輸入子程序的傳遞參數(shù)用FORTRAN、C或C十語(yǔ)言編寫(xiě)子程序，定義力和力矩。輸入子程序的傳遞參數(shù)，通過(guò)傳遞參數(shù)與自編子程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。有兩種方式定義力的方向：（1）沿兩點(diǎn)連線(xiàn)方向定義；（2）沿坐標(biāo)軸定義力的方向。在主工具箱中右鍵單擊按鈕，彈出圖2-13所示力庫(kù)，單擊按鈕展開(kāi)力庫(kù)。也可以在菜單BuildForces，彈出力庫(kù)。 圖213 力庫(kù)在ADAMSView中可以創(chuàng)建單方向的

48、作用力，也可以創(chuàng)建3方向分量，或者是6方向分量（3個(gè)力的分量，3個(gè)力矩的分量）的作用力。力可以定義在一對(duì)構(gòu)件上，構(gòu)成作用力和反作用力，也可以定義作用在構(gòu)件和地面之間，這時(shí)反作用力作用在地面上。一、 添加單向作用力和力矩根據(jù)參照的坐標(biāo)系不同，有3種方式定義單向作用力和力矩：（1）參照地面坐標(biāo)（Space fixed），力的方向不隨構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而變化，反作用力作用在地面。（2）參照構(gòu)件參考坐標(biāo)（Body fixed），力的方向隨作用構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而變化，相對(duì)于指定的構(gòu)件參考坐標(biāo)始終不變化。參照坐標(biāo)系可設(shè)置在力作用的構(gòu)件上（Moving with Body），也可設(shè)置在其它的構(gòu)件上（Moving with

49、 Another Body）。 （3）參照兩構(gòu)件運(yùn)動(dòng)（Two bodies），沿兩個(gè)構(gòu)件的力作用點(diǎn)連線(xiàn)方向，分別作用兩個(gè)大小相同方向相反的力。添加單向作用力和力矩的方法如下：（1）選擇單向作用力工具，或者單向力矩工具。（2）設(shè)置參數(shù)：RunTime Direction：設(shè)置力的作用方式是Space fixed、Body fixed、或Two bodies；選擇采用Space fixed或Body fixed定義力的方向，要在Construction欄，選擇定義力方向的方法：工作柵格平面（Normal to Grid）或用方向矢量定義力的方向（Pick Feature）。Characterist

50、ic：定義力的大小。通過(guò)輸入力值（Constant）、輸入系數(shù)和C（K and C），或自定義（Custom）確定力的大小。Custom選項(xiàng)采用自定義函數(shù)或自定義子程序定義力。（3）根據(jù)狀態(tài)欄提示，選擇力或力矩作用的構(gòu)件，然后選擇作用點(diǎn)。如果選擇了力作用方式為“Two bodies”式，先選擇產(chǎn)生作用力的構(gòu)件，然后選擇產(chǎn)生反作用力的構(gòu)件。（4）如果采用方向矢量方式定義力的方向，環(huán)繞力作用點(diǎn)移動(dòng)鼠標(biāo)，將看到一個(gè)方向矢量隨鼠標(biāo)的移動(dòng)而改變方向，在力的作用方向點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，完成施加力。二、添加力或力矩（1）根據(jù)需要，選擇3分量力按鈕或3分量力矩按鈕，或者6分量力按鈕，在創(chuàng)建力對(duì)話(huà)框下底部出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)

51、置力對(duì)話(huà)框，如圖214所示。（2）Construction定義力的作用方式和方向力的作用方式：1 Location、2 Bodies-Location、或2 Bodies-2 Location；力方向：Normal to Grid、Pick Feature；力的大?。撼Ｖ礐onstant、系數(shù)剛度系和阻尼系C Bushing-like、用戶(hù)定自義的函數(shù)來(lái)表示力大小Custom。（3）根據(jù)狀態(tài)欄提示，在圖形區(qū)用鼠標(biāo)選取對(duì)象添加作用力。圖214 設(shè)置力對(duì)話(huà)框三、添加柔性連接前面在7.2中介紹的約束實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件剛性約束，而柔性連接可以實(shí)現(xiàn)部件柔性連接起來(lái)。在ADAMSView中，柔性連接有線(xiàn)性彈簧阻

52、尼器、扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器、襯套、無(wú)質(zhì)量梁、場(chǎng)力。1線(xiàn)性彈簧阻尼器線(xiàn)性彈簧阻尼器作用在有一定距離的兩個(gè)部件上。施加在兩個(gè)部件上的力分別為作用力和反作用力，兩者大小相等，方向相反?？梢栽O(shè)置線(xiàn)性彈簧阻尼器的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。在添加好的線(xiàn)性彈簧阻尼器上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Modify，彈出圖215所示修改對(duì)話(huà)框，設(shè)置線(xiàn)性彈簧阻尼器作用的構(gòu)件、粘滯阻尼系數(shù)C和彈簧剛性系數(shù)、彈簧阻尼器的預(yù)緊力、是否顯示彈簧和阻尼力圖等。圖215 彈簧阻尼器修改對(duì)話(huà)框2扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)構(gòu)件施加一個(gè)大小相等方向相反的轉(zhuǎn)矩，扭轉(zhuǎn)彈簧阻尼器的施加方法和設(shè)置修改：類(lèi)似于拉壓彈簧阻尼器。3襯套力通過(guò)定義力和力矩的6

53、個(gè)分量（FX、FY 、FZ 、TX 、TY 、TZ），在兩構(gòu)件之間施加一個(gè)柔性力。施加軸套力后，會(huì)在兩構(gòu)件的力作用點(diǎn)自動(dòng)建立兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，I Marker和 J Marker。施加襯套力的步驟：（1）在力庫(kù)中選擇按鈕，彈出圖216所示的對(duì)話(huà)框；圖216 襯套力設(shè)置對(duì)話(huà)框（2）在圖216所示的對(duì)話(huà)框中選擇：力的作用方式：1 Location、2 Bodies-Location、或2 Bodies-2 Location；力的方向：Normal to Grid、Pick Feature。輸入拉伸和扭轉(zhuǎn)剛性系數(shù)K和阻尼系數(shù)C，扭轉(zhuǎn)剛性系數(shù)K和阻尼系數(shù)C。（3）根據(jù)屏幕狀態(tài)欄的提示，確定襯套力作用的構(gòu)件、

54、襯套力作用點(diǎn)和襯套力方向，完成襯套力建模。此外還可以使用施加無(wú)質(zhì)量梁、施加力場(chǎng)，來(lái)定義更一般的力和反作用力。它們的力計(jì)算公式與襯套力的計(jì)算公式有相似之處，主要的不同是無(wú)質(zhì)量梁、力場(chǎng)的不全為零。四、特殊載荷特殊力有接觸力、輪胎力、分布載荷等，在這里僅介紹接觸力。接觸力（Contact Forces）是一種作用在構(gòu)件上的特殊力，當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件相互接觸并發(fā)生變形時(shí)，產(chǎn)生接觸力，接觸力的大小與變形大小和變形速度有關(guān)。兩個(gè)構(gòu)件不接觸時(shí)，接觸力為零。ADAMSView提供了7種類(lèi)型的接觸力分析，Solid to Solid、Curve to Curve、Point to Curve、Point to Plan

55、e、Curve to Plane、Sphere to Plane、Sphere to Sphere，通過(guò)基本接觸的不同組合可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜接觸的仿真分析。接觸力的添加步驟：（1）在力庫(kù)選擇接觸力工具按鈕，彈出圖217所示接觸力設(shè)置對(duì)話(huà)框；（2）選擇接觸力類(lèi)型，接觸體輸入欄會(huì)因接觸力類(lèi)型的不同而相應(yīng)當(dāng)變化；（3）在接觸體輸入欄，第一欄為主動(dòng)的接觸體，第二欄為反作用的接觸體，在輸入欄內(nèi)雙擊左鍵，彈出數(shù)據(jù)導(dǎo)航窗口，從中選取接觸體。也可在欄內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇Pick，在從圖形窗口中點(diǎn)取接觸體，也可在欄內(nèi)直接輸入接觸體的名稱(chēng)。如果接觸體為曲線(xiàn)或球體，將可以改變接觸面方向，單擊按鈕改變接觸方向。圖217 接觸力設(shè)置對(duì)話(huà)框（4）輸入?yún)?shù)Stiffness：剛度系數(shù)，產(chǎn)生單位接觸變形的力Force Exponent：力的非線(xiàn)性指數(shù)Damping：最大的粘滯阻尼系數(shù)Penetration Depth：最大阻尼時(shí)構(gòu)件的變形深度。第四節(jié) 仿真參數(shù)控制及仿真建立模型后就可以進(jìn)行仿真分析。進(jìn)行仿真之前，需要完成以下工作：（1）確定仿真分析需要獲得的輸出。ADAMSView提供了常用的默認(rèn)輸出，也可