ADAMS 2012 虚拟样机技术从入门到精通全文

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ADAMS
2虚拟样机技术从入门到精通
陈峰华编著
清华大学出版社
北京

内容简介
虚拟样机技术是设计制造领域的一项新技术,其应用涉及汽车制造、工程机械、航空航天、造船、航海、
机械电子和通用机槭等众多领域。采用虚拟样机替代物理样机,不但可以缩短开发周期,而且还大大提高了
设计效率。
本书注重基础、突出实例讲解,分为基础与实例两部分,共17章。其中基础部分包括软件及动力学理
论简介、动力学模型建立基础、 ADAMS运动学分析、 ADAMS静力学分析及线性化分析和求解器算法以及
ADAMS应用基础、载荷施加、后处理分析等内容;实例部分包括多刚体分析、刚-柔耦合分析、多柔体分析、
耐久性分析、振动分析、参数化分析和车辆分析等内容。本书光盘配有书中实例的几何模型以及实例的分析
模型,方便读者查阅。
本书是作者结合多年科研实践和本科生与研究生的相关教学经验编著而成的,可作为理工科院校相关专
业的高年级本科生、研究生及教师学习 ADAMS软件的教材或参考书,也可作为从事汽车交通、铁道、石油
化工、航空航天、机械制造、国防工业、造船等科学研究的工程技术人员使用 ADAMS软件的参考书
本书封面贴有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售。
版权所有,侵权必究。侵权举报电话:010-6278298913701121933
图书在版编目(C|P)数据
ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通陈峰华编著.一北京:清华大学出版社,2013
(CAX工程应用丛书)
ISBN978-7-302-32418-8
I.①A…Ⅱ.①陈…Ⅲ.①机械工程一计算机仿真一应用软件Ⅳ.①TH39
中国版本图书馆CIP数据核字(2013)第105518号
责任编辑:王金柱
封面设计:王翔
责任校对:闫秀华
责任印制:刘海龙
出版发行:清华大学出版社
pogtit:http://www.tup.comcn,http://www.wqbook.com
地址:北京清华大学学研大厦A座
邮编:100084
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质量反馈:010-62772015,zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn
印刷者:清华大学印刷厂
装订者:北京市密云县京文制本装订丿
经销:全国新华书店
开本:190mm×260mm
印张:28.75
字数:736千字
附光盘1张
版次:2013年7月第1版
印次:2013年7月第1次印刷
印数:1~3500
定价:69.00元
产品编号:051214-01

本书介绍的软件 ADAMS是专门用于机械产品虚拟样机开发方面的工具,通过
虚拟试验和测试,在产品开发阶段就可以帮助设计者发现设计缺陷,并提出改进的
方法
ADAMS研究复杂系统的运动学关系和动力学关系,它以计算多体系统动力学
为理论基础,结合高速计算机来对产品进行仿真计算,得到各种试验数据,帮助设
计者发现问题并解决问题。本书主要介绍 ADAMS的使用方法,由于其涉及到较多
的理论知识,尤其是力学方面的知识,请读者参考多体系统动力学和结构动力学方
面的书籍。
前言
本书以 ADAMS2012版本为基础,涉及的内容包括刚性体建模、柔性体建模、
参数化设计、优化计算、振动分析、控制系统等,详细介绍了 ADAMS/View、
ADAMS/ PostProcsser、 ADAMS/ Autoflex、 ADAMS/ Vibration、 ADAMS/ Control、
ADAMS/Car等模块的使用方法,所介绍的内容不仅仅是入门内容,更多的是高级应
用的内容。
全书共分为17章,内容由浅入深,通过本书的讲解和实例,相信读者可以很快
掌握这些模块
第1章简要介绍了 ADAMS202的新功能、 ADAMS软件的基本算法,包括
ADAMS建模中的—些基本概念、运动学分析算法、动力学分析算法、静力学分析
及线性化分析算法以及 ADAMS软件积分器等内容。
第2章本章首先介绍了 ADAMS2012的工作界面、零件库约束库和设计流程,
然后讲解了 ADAMS中工作界面的设置,物体、约束副和施加载荷的创建,最后分
析讲解了后处理中的动画显示,输出测量曲线等。
第3章本章介绍了载荷的施加方式以及各种载荷的作用,并通过实例具体讲
解了各种载荷的施加方式
第4章本章讲解后处理的使用方法,通过后处理,计算 Marker点的位移、速
度和加速度,计算运动副关联的两个构件之间的相对位移、速度和加速度等
第5章本章通过一个卡车模型和三个具体实例,帮助读者熟悉刚体建模、定
义材料属性、施加驱动和约束及仿真分析、后处理等操作步骤,以达到掌握运用
ADAMS进行刚体建模的目的。
第6章本章介绍刚-柔耦合建模的知识,通过3个具体的实例讲解刚-柔耦合仿
真模型的建立及求解和后处理等内容。
第7章本章首先介绍多柔体仿真的工程背景,然后讲解多柔体系统动力学中
的几个突出问题,最后通过两个实例具体讲解了多柔体系统动力学仿真的使用方法。
第8章本章首先介绍机电联合仿真的基础知识,然后对控制工具栏进行了详
细讲解,最后通过实例讲解了机电一体化联合仿真的实践与应用。通过本章的学习,
读者可以掌握利用控制器进行仿真控制设置以及实现机电一体联合仿真
第9章本章首先介绍三维建模软件与 ADAMS之间的交换接口,然后讲解Pro/E
和 SOLID模型导入 ADAMS的步骤,最后给出了UG与 ADAMS之间双向模型交换
的一个典型实例,讲解两者之间模型转换的方法。
第10章本章首先对参数化建模做了简单介绍,然后通过双摆臂独立前悬架机

构实例对参数化建模做了详尽的阐述和分析,最后利用前悬架机构优化设计分析实
例对机构优化设计进行了深入分析。通过木章的学习,读者可以掌握参数化建模和
分析的步骤,以及通过参数化建模来分析不同变量对系统的影响。
第11章本章首先介绍振动分析模块,然后通过实例讲解刚性体模型建立振动
模型、振动参数的输入和输出,以及模型的测试、验证、精化及优化等,最后通过
实例讲解柔性体模型建立振动模型的过程。通过本章的学习,读者可以掌握振动模
型的输入和输出、振动仿真模型测试、验证、精化及优化,以及结果后处理方法等
相关知识。
第12章本章以三个耐久性例子为基础,介绍耐久性模块的使用,通过实例的
学习和分析,使读者对耐久性模块能够有深入地了解和认识,学会通过耐久性模块,
查看模型的应力和应变信息,并生成报告文件。
第13章本章首先介绍 ADAMS二次开发用户界面的定制,然后讲解宏命令的
使用方法,最后讲解循环命令和条件命令的使用。
第14章本章首先介绍 ADAMS主要文件,然后讲解 Solver模型语言分类并对
每个模型语言与语法附带一个例子,最后介绍 Solver命令及仿真控制文件。通过本
章的学习,读者可以深刻理解 ADAMS中几何、约束、力元等的实质,脱离
ADAMS/View环境直接利用 ADAMS/ Solver进行一些高级应用。
第15章本章首先介绍用户子程序种类和使用的基本知识,然后通过例子讲解
GFOSUB用户子程序及常用的子程序,最后对功能子程序进行了概述,重点讲解
SYSARY和 SYSFNC功能子程序。通过本章的学习,读者将具备基本的开发用户子
程序的能力。
第16章本章通过简要讲解 ADAMS中专业车辆模块 ADAMS/Car,再通过创
建悬吊系统,整车装配等来展示如何应用这个专业模块进行设计和仿真设计。使读
者掌握用车辆模块创建整车模型以及进行仿真设计。
第17章本章首先介绍 ADAMS函数基本知识,然后通过例子讲解驱动约束,
定义和调用系统状态变量和度量及请求的定义和调用。通过木章的学习,读者将对
函数有进一步的认识和了解,提高对函数的掌握和理解
本书最后的附录给出了 ADAMS中常用的使用技巧,帮助读者在学习过程屮能
够更快的掌握软件的使用技巧,提高工作效率。
本书由陈峰华编著,郑明辉、刘力、陈磊、何嘉扬、张杨、周文华、丁学英、
吕广宪、孙万泉、黄利、王清、吴永福、张圣东、唐明明、黄利、李秀峰也参与了
本书的编写,在此一并表示感谢。
虽然作者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善,但由于水平有限,书中欠
妥之处在所难免,希望读者和同仁能够及时指出,共同促进本书质量的提高。
读者在学习过程中遇到与本书有关的问题,可以发邮件到编者邮箱
comshu@a126com,编者会尽快给予解答
编者
2013.3

目录
第1章 ADAMS2012简介
1.1 ADAMS2012新功能
112
12 ADAMS多体系统动力学的建模、分析和计算方法……
12.1广义坐标的选择
122多体系统动力学研究状况
1.2.3多体系统建模理论…
124多体系统动力学数值求解…
125计算多刚体系统动力学自动建模.10
12.6多体系统动力学中的刚性(Stif)问题
0
1.3 ADAMS建模基础
……1414
13.1参考标架
1.32坐标系的选择
14 ADAMS运动学分析.…
.15
14.1 ADAMS运动学方程…
15
1.4.2 ADAMS运动学方程的求解算法…
15 ADAMS动力学分析.
17
15.1 ADAMS动力学方程
17
1.5.2初始条件分析
20
15.3 ADAMS动力学方程的求解
………22
16 ADAMS静力学及线性化分析
……23
16.1静力学分析……
23
1.6,2线性化分析
,,,,,,
24
17 ADAMS求解器算法介绍……
.24
1.7.1 ADAMS数值算法简介
244
1.72动力学求解算法介绍
25
173坐标缩减的微分方程求解过程算法
…26
1.7.4动力学求解算法特性比较…
26
1.7.5求解器的特点比较…
……,,,4,27
1.7.6刚性问题求解算法选择
28
18本章小结
28

ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通
第2章 ADAMS应用基础…
2.11设置工作环境.…
29
2.2 ADAMS的界面
34
2.3 ADAMS的零件库
…36
,,,,,丰·中,,,,,·,
24 ADAMS的约束库
38
2.5 ADAMS的设计流程
42
2.6创建物体.
43
2.7创建约束副
,,,
…5
2.8施加力.
29仿真和动画……
68
2.10输出测量曲线
木章小结
第3章施加载荷……
71
3.1外部载荷的定义,
,,,,
3.2柔性连接…
、,,,,来,,,,,,,,
…………··
3.3在运动副上添加摩擦力
76
34实例
78
341实例一:齿轮接触分析
78
34,2实例二:小车越障柔性连接
80
34.3实例三:射击
.,,,,,,,,,,,,
3.5本章小结…
88
第4章计算求解与结果后处理……
89
4.1计算求解…
4.1.1计算类型
4.1.2验证模型..
……
4.1.3仿真控制
…90
4.1.4传感器…
=++““+“
4.2实例一:仿真类型与传感器
,,,,,,,,,
95
4.2.1设计要求
95
4.22建模.
单,,,,,,,,,
4.2.3模型运动初步仿真
…100
4.24存储数据文件
10l
4.2.5生成地块及添加约束
…101
4.2.6测量
l02
42.7生成传感器
103
4.2.8模型仿真
,,,,,,.,,,a,,,,,.着,,,,,,,,
104
4.3 ADAMS后处理简介
104

目录
43.1 ADAMS/ PostProcessor的用途
4.3.2 ADAMS/ PostProcessor的启动与退出……
105
4.33 ADAMS/ PostProcessor窗口介绍.
105
44 ADAMS/ PostProcessor使用技巧106
441创建任务和添加数据
106
442工具栏的使用…
∴108
443窗口模式的设置
110
444 ADAMS/ PostProcessor的页面管理
音,,,,,
110
4.5 ADAMS/Post Processor输出仿真结果的动画
4.5.1动画类型
……………………,…,,…,,111
4.52加载动画……
111
4.53动画演小…
112
4.54时域动画的控制
4.55频域动画的控制
…,113
4.5.6记录动画.…
…………14
46 ADAMS/PostProcessor绘制仿真结果的曲线图.
…115
4.61由仿真结果绘制曲线图的类型
15
4.62曲线图的建立
115
463曲线图上的数学计算
……………………,117
4.7曲线图的处理.
l18
4.7.1曲线数据滤波
…"…
119
47.2快速傅立叶变换…...120
4.7.3生成伯德图……
120
48实例二:跳板振动分析
……………………………121
4.8.1动力学模型的建立和仿真分析
121
4.82采用 ADAMS/ PostProcessor建立和设置曲线图…122
483.用 ADAMS/ PostProcessor对曲线图进行操作
124
4.9实例三:加紧机构仿真后处理
125
491细化模型
125
492深化设计
……131
4.10本章小结.……
134
第5章刚性体建模及仿真分析
∴135
51模型的建立…
135
52定义材料属性….…
136
53重命名部件
.137
54施加约束
…“…
137
54.1创建固定副
,,,,,,
,,,,,,,,、
137
54.2创建旋转副…
∴138

ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通
543创建滑移副
····““·““,···
……140
544柔性约束力
……··
,140
54.5施加接触
…
……141
5.5施加驱动.
143
551车轮与车体之间施加旋转驱动
.143
552在滑移副上施加平移驱动
143
56求解器设置
,.,,,,,,,,·,,,,
……144
57仿真
······
145
58后处理分析
146
59实例一:吊车起吊过程分析
147
,,重
591创建模型….…
147
592定义材料属性
148
593重命名部件
149
,.,,,,,,,,
594施加约束……
…149
595施加驱动.……………152
59.6求解器设置……
154
597仿真
…………………154
598后处理分析…
155
5.10实例二:转盘机构刚体建模及仿真分析
156
5.10.1模型的建立
156
510,2查看约束…
156
5103施加驱动
…157
5104求解器设置
158
5.10.5仿真
.158
5.10.6后处理分析
159
5.1实例三:偏转摩天轮多刚体动力学仿真分析….........
5.11.1导入模型
159
511.2定义材料属性
161
51.3重命名部件…162
5.114渲染模型和布尔运算
163
5.11.5施加约束
163
511.6施加驱动
,.,,,,量中
165
5.11.7求解器设置
166
5.118仿真
∴166
5.119后处理分析…
,,,,,,,,,,,,,..,,,,,日.,,.,,,中,,,,,,非
167
5.12本章小结
第6章刚-柔混合建模...170
61离散柔性连接件…170

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