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第1章 ADAMS 2016简介1

1.1 ADAMS 2016新功能1

1.2 ADAMS多体系统动力学的建模、分析和计算方法2

1.2.1 广义坐标的选择2

1.2.2 多体系统动力学研究状况2

1.2.3 多体系统建模理论5

1.2.4 多体系统动力学数值求解7

1.2.5 计算多刚体系统动力学自动建模10

1.2.6 多体系统动力学中的刚性问题10

1.3 ADAMS建模基础13

1.3.1 参考标架14

1.3.2 坐标系的选择14

1.4 ADAMS运动学分析15

1.4.1 ADAMS运动学方程15

1.4.2 ADAMS运动学方程的求解算法16

1.5 ADAMS动力学分析16

1.5.1 ADAMS动力学方程16

1.5.2 初始条件分析20

1.5.3 ADAMS动力学方程的求解21

1.6 ADAMS静力学及线性化分析23

1.6.1 静力学分析23

1.6.2 线性化分析23

1.7 ADAMS求解器算法介绍23

1.7.1 ADAMS数值算法简介23

1.7.2 动力学求解算法介绍24

1.7.3 坐标缩减的微分方程求解过程算法25

1.7.4 动力学求解算法特性比较25

1.7.5 求解器的特点比较26

1.7.6 刚性问题求解算法选择27

1.8 本章小结27

第2章 ADAMS应用基础28

2.1 设置工作环境28

2.2 ADAMS的界面33

2.3 ADAMS的零件库35

2.4 ADAMS的约束库37

2.5 ADAMS的设计流程41

2.6 创建物体42

2.7 创建约束副53

2.8 施加力62

2.9 仿真和动画65

2.10 输出测量曲线67

2.11 本章小结67

第3章 施加载荷68

3.1 外部载荷的定义68

3.2 柔性连接70

3.3 在运动副上添加摩擦力73

3.4 实例75

3.4.1 实例一：齿轮接触分析75

3.4.2 实例二：小车越障柔性连接77

3.4.3 实例三：射击80

3.5 本章小结85

第4章 计算求解与结果后处理86

4.1 计算求解86

4.1.1 计算类型86

4.1.2 验证模型87

4.1.3 仿真控制87

4.1.4 传感器90

4.2 实例一：仿真类型与传感器91

4.2.1 设计要求91

4.2.2 建模91

4.2.3 模型运动初步仿真96

4.2.4 存储数据文件96

4.2.5 生成地块及添加约束96

4.2.6 测量97

4.2.7 生成传感器98

4.2.8 模型仿真99

4.3 ADAMS后处理简介99

4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途99

4.3.2 ADAMS/PostProcessor的启动与退出100

4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介绍100

4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧101

4.4.1 创建任务和添加数据101

4.4.2 工具栏的使用102

4.4.3 窗口模式的设置104

4.4.4 ADAMS/PostProcessor的页面管理105

4.5 ADAMS/PostProcessor输出仿真结果的动画105

4.5.1 动画类型105

4.5.2 加载动画106

4.5.3 动画演示106

4.5.4 时域动画的控制107

4.5.5 频域动画的控制108

4.5.6 记录动画109

4.6 ADAMS/PostProcessor绘制仿真结果的曲线图109

4.6.1 由仿真结果绘制曲线图的类型109

4.6.2 曲线图的建立110

4.6.3 曲线图上的数学计算111

4.7 曲线图的处理113

4.7.1 曲线数据滤波113

4.7.2 快速傅立叶变换114

4.7.3 生成伯德图114

4.8 实例二：跳板振动分析115

4.8.1 动力学模型的建立和仿真分析115

4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和设置曲线图116

4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor对曲线图进行操作118

4.9 实例三：加紧机构仿真后处理119

4.9.1 细化模型119

4.9.2 深化设计125

4.10 本章小结128

第5章 刚性体建模及仿真分析129

5.1 建立模型129

5.2 定义材料属性130

5.3 重命名部件131

5.4 施加约束131

5.4.1 创建固定副131

5.4.2 创建旋转副132

5.4.3 创建滑移副133

5.4.4 柔性约束力134

5.4.5 施加接触135

5.5 施加驱动136

5.5.1 在车轮与车体之间施加旋转驱动136

5.5.2 在滑移副上施加平移驱动137

5.6 求解器设置138

5.7 仿真139

5.8 后处理分析139

5.9 实例一：吊车起吊过程分析141

5.9.1 创建模型141

5.9.2 定义材料属性142

5.9.3 重命名部件142

5.9.4 施加约束143

5.9.5 施加驱动145

5.9.6 设置求解器147

5.9.7 仿真147

5.9.8 后处理分析148

5.10 实例二：转盘机构刚体建模及仿真分析149

5.10.1 创建模型149

5.10.2 查看约束149

5.10.3 施加驱动150

5.10.4 设置求解器150

5.10.5 仿真151

5.10.6 后处理分析151

5.11 实例三：偏转摩天轮多刚体动力学仿真分析152

5.11.1 导入模型152

5.11.2 定义材料属性154

5.11.3 重命名部件155

5.11.4 渲染模型和布尔运算155

5.11.5 施加约束156

5.11.6 施加驱动158

5.11.7 设置求解器158

5.11.8 仿真158

5.11.9 后处理分析159

5.12 本章小结160

第6章 刚-柔混合建模161

6.1 离散柔性连接件161

6.2 利用有限元程序建立柔性体162

6.2.1 模态的概念163

6.2.2 柔性体与刚性体之间的连接163

6.2.3 柔性体替换刚性体163

6.3 实例一：模态中性文件的生成及编辑164

6.3.1 在ADAMS中导入MNF文件165

6.3.2 编辑柔性体165

6.4 实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞动力学分析168

6.4.1 建立模型168

6.4.2 定义材料属性169

6.4.3 渲染模型170

6.4.4 施加约束171

6.4.5 施加载荷172

6.4.6 检查模型173

6.4.7 仿真计算173

6.4.8 柔性体的替换与编辑173

6.4.9 仿真计算174

6.4.10 后处理175

6.5 实例三：钟摆机构刚体离散及动力学分析176

6.5.1 创建模型176

6.5.2 施加约束和驱动177

6.5.3 仿真178

6.5.4 创建柔性离散连杆179

6.5.5 创建刚-柔体间的约束和驱动179

6.5.6 仿真181

6.5.7 后处理181

6.6 本章小结183

第7章 多柔体动力学仿真184

7.1 多柔体系统及工程背景184

7.2 多柔体系统动力学的突出问题185

7.3 实例一：连杆机构柔体动力学仿真分析186

7.3.1 创建模型186

7.3.2 柔性化连杆机构188

7.3.3 施加约束和驱动191

7.3.4 仿真191

7.3.5 后处理191

7.4 实例二：风力发电机建模及风载仿真分析193

7.4.1 导入并编辑模型193

7.4.2 驱动195

7.4.3 仿真195

7.4.4 后处理196

7.5 本章小结198

第8章 机电一体联合仿真199

8.1 机电一体化系统仿真分析简介199

8.2 ADAMS/View控制工具栏200

8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法200

8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具栏200

8.2.3 控制模块类型201

8.2.4 产生控制模块202

8.2.5 检验控制模块的连接关系202

8.3 实例一：雷达机构的机电联合仿真202

8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步骤203

8.3.2 启动ADAMS/Controls模块203

8.3.3 构造ADAMS机械系统样机模型204

8.3.4 确定ADAMS的输入和输出207

8.3.5 控制系统建模210

8.3.6 机电系统联合仿真分祈215

8.4 实例二：滚动球体机电联合仿真分析216

8.4.1 打开以及浏览模型216

8.4.2 创建控制系统217

8.4.3 创建传感器信号219

8.4.4 创建激励信号219

8.4.5 编辑控制系统220

8.4.6 用信号管理器连接信号220

8.4.7 输出面板222

8.4.8 创建MATLAB控制系统222

8.5 本章小结224

第9章 ADAMS与其他软件接口225

9.1 三维建模软件与ADAMS225

9.1.1 Pro/E与ADAMS之间的数据传递225

9.1.2 Solidworks与ADAMS之间的数据传递226

9.2 UG与ADAMS之间的数据交换226

9.2.1 UG与ADAMS共同支持的数据格式226

9.2.2 实例：UG与ADAMS双向数据交换227

9.3 本章小结233

第10章 ADAMS参数化建模及优化设计234

10.1 ADAMS参数化建模简介234

10.2 实例一：参数化建模应用235

10.2.1 双摆臂独立前悬架拓扑结构235

10.2.2 系统环境设置235

10.2.3 双摆臂独立前悬架参数化建模236

10.3 实例二：前悬架机构优化设计分析241

10.3.1 参数化分析的准备241

10.3.2 设计研究244

10.3.3 试验设计249

10.3.4 结果分析256

10.4 本章小结257

第11章 ADAMS振动分析258

11.1 振动分析模块简介258

11.2 实例一：刚性体卫星振动分析258

11.2.1 建立模型258

11.2.2 仿真模型259

11.2.3 建立输入通道260

11.2.4 建立运动学输入通道和激振器263

11.2.5 建立输出通道264

11.2.6 测试模型265

11.2.7 验证模型266

11.2.8 精化模型270

11.2.9 优化模型272

11.3 实例二：柔性体卫星振动分析274

11.3.1 建立模型274

11.3.2 仿真模型275

11.3.3 建立输入通道276

11.3.4 建立运动学输入通道和激振器278

11.3.5 建立输出通道280

11.3.6 测试模型280

11.3.7 验证模型281

11.3.8 精化模型285

11.3.9 优化模型287

11.4 实例三：火车转向架振动分析289

11.4.1 建立模型289

11.4.2 仿真模型290

11.4.3 定义设计变量291

11.4.4 建立输入通道292

11.4.5 建立输出通道293

11.4.6 测试模型293

11.4.7 后处理293

11.5 本章小结296

第12章 耐久性分析297

12.1 耐久性简介297

12.2 实例一：气缸-曲轴系统耐久性分析297

12.2.1 导入并熟悉模型298

12.2.2 约束298

12.2.3 驱动298

12.2.4 加载耐久性模块299

12.2.5 仿真299

12.2.6 后处理300

12.3 实例二：斜面拉伸耐久性分析305

12.3.1 导入并熟悉模型305

12.3.2 倾斜306

12.3.3 建立约束307

12.3.4 创建载荷307

12.3.5 加载耐久性模块308

12.3.6 仿真308

12.3.7 后处理309

12.4 实例三：悬臂梁耐久性分析311

12.4.1 创建模型311

12.4.2 查看模型信息312

12.4.3 施加约束313

12.4.4 施加载荷314

12.4.5 加载耐久性模块314

12.4.6 仿真315

12.4.7 重新单向力定义函数315

12.4.8 重新仿真316

12.4.9 后处理316

12.5 本章小结323

第13章 ADAMS二次开发324

13.1 定制用户界面324

13.1.1 定制菜单326

13.1.2 定制对话框331

13.2 宏命令的使用335

13.2.1 创建宏命令335

13.2.2 在宏命令中使用参数337

13.3 循环命令和条件命令340

13.3.1 循环命令340

13.3.2 条件命令342

13.4 本章小结344

第14章 ADAMS模型语言及仿真控制语言345

14.1 ADAMS的主要文件介绍345

14.2 ADAMS/Solver模型语言346

14.2.1 ADAMS/Solver模型语言分类及其语法介绍346

14.2.2 模型文件的开头与结尾348

14.2.3 惯性单元348

14.2.4 几何单元349

14.2.5 约束单元352

14.2.6 力元354

14.2.7 系统模型单元357

14.2.8 轮胎单元358

14.2.9 数据单元360

14.2.10 分析参数单元361

14.2.11 输出单元363

14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件364

14.3.1 ADAMS/Solver命令结构及分类364

14.3.2 创建ADAMS/Solver仿真控制文件371

14.4 本章小结372

第15章 ADAMS用户子程序373

15.1 ADAMS用户子程序简介373

15.1.1 用户子程序的种类373

15.1.2 子程序的使用375

15.2 常用ADAMS用户子程序简介377

15.2.1 使用GFOSUB用户子程序实例377

15.2.2 常用用户定义子程序及实例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SYSFNC387

15.4 本章小结390

第16章 车辆仿真与设计391

16.1 创建悬吊系统391

16.1.1 创建悬吊和转向系统392

16.1.2 定义车辆参数393

16.1.3 后处理394

16.1.4 推力分析395

16.1.5 仿真结果绘图396

16.1.6 悬吊系统与转向系统的修改398

16.1.7 修改后的系统模型分析398

16.1.8 分析结果399

16.2 弹性体对悬吊和整车装配的影响400

16.2.1 创建悬吊装配400

16.2.2 创建弹性体401

16.3 包含弹性体的整车装配402

16.4 本章小结405

第17章 ADAMS/VIEW及ADAMS/SOLVER函数406

17.1 函数类型及建立406

17.1.1 建立表达式模式下的函数406

17.1.2 建立运行模式下的函数406

17.2 ADAMS/View设计函数407

17.2.1 数学函数407

17.2.2 位置／方向函数408

17.2.3 建模函数409

17.2.4 矩阵／数组函数410

17.2.5 字符串函数412

17.2.6 数据库函数412

17.2.7 GUI函数组413

17.2.8 系统函数组413

17.3 ADAMS/View运行函数及ADAMS/Solver函数413

17.3.1 位移函数414

17.3.2 速度函数414

17.3.3 加速度函数415

17.3.4 接触函数415

17.3.5 样条差值函数415

17.3.6 约束力函数415

17.3.7 合力函数416

17.3.8 数学函数416

17.3.9 数据单元416

17.4 函数应用实例416

17.4.1 定义不同形式的驱动约束417

17.4.2 定义和调用系统状态变量418

17.4.3 度量或请求的定义和调用419

17.5 本章小结419

附录 ADAMS的使用技巧420

参考文献426