多体系统运动模拟ADAMS.ppt

MSC/ADAMS软件教程 多体系统运动模拟（MSC/ADAMS教程） 孙文春 第一章 ADAMS软件概述 1.1 ADAMS软件介绍 ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件是由美国MDI公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的机械系统动力学自动分析软件，现已经被MSC公司收购。在当今动力学分析软件市场上ADAMS约拥有70%的市场份额，ADAMS拥有windows版和unix版，目前最高版本为ADAMS 2012。 ADAMS软件介绍（续） 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。 1.2 ADAMS模块 ADAMS 软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5 类模块组成，如下表所示。 1.3 ADAMS基本模块 1.4 ADAMS基本概念 1 自由度 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。 ADAMS中自由度(DOF)的计算方法 其中：n—系统部件数目（包括地面） ni—系统内部各约束所限制的自由度数 注意以下几点 复合铰链－m个构件形成复合铰，则转动副为m-1 局部自由度－与所需分析的构件运动无关的自由度。计算系统自由度可删除 虚约束－重复限制作用的约束。 计算方程要排除虚约束，会随机确定多余约束作为虚约束删除，从而可能结果与实际有出入，并多解。如门铰链。 2 坐标系 全局坐标系－Global coordinate system (GCS) 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（0，0，0）。 ADAMS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。 局部坐标系－Local coordinate systems (LCS) 部件坐标系Part coordinate systems (PCS) 在建立部件的同时产生，随部件一起运动，它在全局坐标系中的位置和方向决定了部件在全局坐标系中的位置和方向。 每个部件只有一个部件坐标系 部件坐标系的位置和方向通过相对于GCS的位置和方向来定义。 标记(marker) 固定标记。 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。 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。 3 坐标系位置和方位的确定 以 Euler角系统定义物体的旋转方式，同时区分为?Body-fixed, ?Space-fixed,ADAMS/View內定值为Body[3,1,3] 1 -- X axis 2 -- Y axis 3 -- Z axis 4 单位系统 约束：对系统中某构件的运动或构件之间的相对运动所施加的限制称为约束。约束分为运动学约束和驱动约束，运动学约束一般是系统中运动副约束的代数形式，而驱动约束则是施加于构件上或构件之间的附加驱动运动条件。 铰：也称为运动副，在多体系统中将物体间的运动学约束定义为铰。铰约束是运动学约束的一种物理形式。 力元：在多体系统中物体间的相互作用定义为力元，也称为内力。力元是对系统中弹簧、阻尼器、致动器的抽象，理想的力元可抽象为统一形式的移动弹簧-阻尼器-致动器（TSDA），或扭转弹簧-阻尼器-致动器（RSDA）。 外力（偶）：多体系统外的物体对系统中物体的作用定义为外力（偶）。 机构：装配在一起并允许作相对运动的若干个刚体的组合 第二章 ADAMS/View 虚拟样机流程 建立虚拟样机模型: 部件；载荷；接触、碰撞；约束；驱动 测试虚拟样机模型： 定义测试；仿真；动画；曲线 验证虚拟样机模型： 输入实测数据；将仿真数据与之比较 细化虚拟样机模型： 摩擦；函数；部件弹性；控制系统 对设计参数进行迭代计算： 参数化；设计变量 改进设计： DOEs；；优化 自动化设计过程： 个性化菜单；宏； 个性化对话窗 §2.1 ADAMS软件界面介绍 2.1 ADAMS软件启动界面 ADAMS/Vi