Adams動力學分析標準教程

贾长治，工学博士后，教授，博士生导师。现任职于陆军工程大学石家庄校区。长期从事机械装备动力学研究和教学工作，承担省部级科研项目50多项，获得省部级一等奖3项，二等奖10项。发表SEI等级别论文50多篇，出版著作15部，获得国家专利授权21项。 汤涤军，机械工程硕士，高级工程师，MSC Software华东区技术经理，多年来任职于MSC中国大区，精通Adams软件应用。

目　錄

 

第 一篇　基礎知識篇

第 1章　Adams View基礎　2

1.1　Adams及其特點　2

1.2　Adams的常用模塊　3

1.2.1　基本模塊　3

1.2.2　拓展模塊　4

1.2.3　專用模塊　6

1.2.4　專用工具和工具箱　8

1.3　Adams View界面　10

1.3.1　啟動Adams View　10

1.3.2　Adams View操作界面　12

1.4　設置工作環境　15

1.4.1　設置坐標系　15

1.4.2　設置單位　16

1.4.3　設置重力加速度　16

1.4.4　設置圖標　17

1.4.5　設置顏色和背景色　17

1.4.6　設置燈光　18

1.4.7　設置工作格柵　18

1.4.8　設置字體　18

1.4.9　設置模型名稱　18

第 2章　創建模型　19

2.1　幾何建模　19

2.1.1　幾何建模基礎知識　19

2.1.2　創建基本形狀　20

2.1.3　創建實體　26

2.1.4　創建特徵　33

2.1.5　創建柔性體　35

2.1.6　布爾操作　39

2.2　數據交換　40

2.2.1　輸入CAD模型　40

2.2.2　實例——連桿機構模型

　　 數據輸入　41

2.3　編輯模型　44

2.3.1　修改幾何模型　44

2.3.2　編輯部件特性　46

2.4　實例——空間曲柄滑塊機構　48

第3章　創建約束和驅動　57

3.1　約束與自由度　57

3.1.1　約束類型　57

3.1.2　自由度　58

3.1.3　約束工具　58

3.2　常用運動副工具　58

3.2.1　理想約束　60

3.2.2　基本運動約束　61

3.2.3　耦合約束　62

3.3　運動副創建實例　63

3.3.1　創建旋轉副　63

3.3.2　創建平移副　67

3.3.3　創建球副　68

3.3.4　創建虎克副　69

3.4　特殊約束　71

3.4.1　創建特殊約束　71

3.4.2　實例——創建特殊

　　 約束　73

3.5　定義機構的驅動　75

3.5.1　機構驅動類型　75

3.5.2　創建運動副驅動　75

3.5.3　創建一般驅動　76

3.5.4　實例——創建驅動　77

第4章　創建載荷條件　78

4.1　基本概念　78

4.1.1　力的定義　78

4.1.2　創建施加力　79

4.2　作用力　79

4.2.1　Adams View中作用力的

　　 類型　79

4.2.2　創建單分量力或力矩　79

4.2.3　創建多分量力或力矩　80

4.3　柔性連接　82

4.3.1　拉壓彈簧阻尼器　82

4.3.2　扭轉彈簧阻尼器　83

4.3.3　線性軸套　84

4.3.4　無質量梁　85

4.3.5　力場　86

4.4　特殊力　87

4.4.1　接觸力　87

4.4.2　創建接觸力實例——球-

　　 球碰撞　88

4.4.3　摩擦力　90

4.4.4　重力　91

第5章　模擬計算與結果後處理　92

5.1　模擬計算　92

5.1.1　計算類型　92

5.1.2　驗證模型　93

5.1.3　模擬控制　93

5.1.4　傳感器　96

5.1.5　模擬分析參數設置　98

5.1.6　模擬參數設置　98

5.1.7　模擬求解設置　98

5.1.8　交互式模擬過程樣機

　　 調試　99

5.1.9　再現模擬結果　101

5.2　模擬結果後處理　102

5.2.1　後處理程序　102

5.2.2　後處理程序窗口　103

5.2.3　創建任務與添加數據　104

5.2.4　常用後處理命令　105

5.2.5　頁面操作　106

5.2.6　視窗操作　106

5.2.7　參數特性編輯　107

5.2.8　控制模擬重現過程　107

5.3　繪制模擬結果曲線　110

5.3.1　模擬數據類型　110

5.3.2　創建曲線圖　111

5.3.3　模擬結果曲線的編輯與

　　 運算　112

5.4　綜合實例——凸輪機構仿

　 真計算　115

第6章　參數化設計與參數化

　　　　　分析　129

6.1　參數化設計概述　129

6.2　設計變量參數化　130

6.2.1　創建設計變量　130

6.2.2　修改設計變量　131

6.3　模型參數化　132

6.3.1　點的參數化　132

6.3.2　幾何模型的參數化　134

6.4　函數參數化　135

6.5　參數化分析　138

6.5.1　參數化分析準備　138

6.5.2　設計研究　140

6.5.3　試驗設計　140

6.5.4　優化分析　141

6.6　綜合實例——平衡機構參數化

　分析　142

 

 

第二篇　專業模塊篇

第7章　試驗優化設計　148

7.1　Adams Insight基本使用過程　148

7.2　參數化分析　154

7.2.1　參數化分析介紹　154

7.2.2　參數化過程　156

第8章　剛柔耦合分析　166

8.1　剛柔耦合分析簡介　166

8.2　離散柔性連接件　167

8.3　利用有限元軟件創建柔性體　168

8.3.1　生成模態中性文件　168

8.3.2　在Adams中導入模態中

　　 性文件　169

8.3.3　編輯柔性體　170

8.3.4　剛柔連接　172

8.3.5　剛柔替換　173

8.4　利用ViewFlex創建柔性體　173

8.4.1　用拉伸法創建柔性體　173

8.4.2　利用剛體部件的幾何外形

　　 來創建柔性體　177

8.4.3　導入有限元模型的網格文件

　　 創建柔性體　178

8.5　有限元部件　179

8.5.1　創建有限元部件　180

8.5.2　有限元部件結果後

　　 處理　181

8.6　嵌入式非線性柔性體Adams

　 MaxFlex　182

8.6.1　創建非線性柔性體　182

8.6.2　非線性柔性體模擬的

　　 註意事項　184

8.7　Adams-Marc聯合模擬　187

8.8　綜合實例——創建配氣機構剛柔

　 替換　188

第9章　一體化疲勞分析　192

9.1　一體化疲勞分析簡介　192

9.2　模型導入　192

9.3　模態振型分析　193

9.3.1　運行 MSC Nastran

　　 模擬　193

9.3.2　在MSC Patran中導入

　　 模型　194

9.3.3　在 MSC Patran中導入

　　 結果文件　195

9.3.4　在 MSC Patran中創建

　　 結果文件　195

9.4　系統級模擬　196

9.4.1　在Adams View中導入

　　 模型　196

9.4.2　建立彈性下懸臂　197

9.4.3　觀察柔性下懸臂各階模態

　　 的動畫　200

9.4.4　修改柔性下懸臂的阻尼

　　 特性　201

9.4.5　運行Adams動力學

　　 模擬　202

9.4.6　觀察Adams模擬結果　203

9.4.7　輸出結果到 MSC Fatigue　205

9.5　疲勞壽命計算　206

9.5.1　在MSC Fatigue中進行

　　 疲勞分析設置　206

9.5.2　在MSC Fatigue中導入並

　　 組合模態坐標　208

9.5.3　進行S-N疲勞分析　210

9.5.4　在MSC Patran中導入並

　　 觀察結果　210

9.5.5　在Adams PostProcessor

　　 中導入並觀察結果　210

第 10章　控制模擬分析　212

10.1　控制工具　212

10.1.1　構造控制模塊的基本

　　 步驟　212

10.1.2　控制模塊類型　213

10.1.3　創建控制模塊　213

10.1.4　檢驗控制模塊的連接

　　 關系　214

10.1.5　實例分析：彈簧掛鎖機構

　　 控制模擬分析　214

10.2　Adams Controls　223

10.2.1　Adams Controls求解基本

　　 步驟　224

10.2.2　啟動Adams Controls　224

10.2.3　構造Adams的機械系統

　　 樣機模型　225

10.2.4　確定Adams的輸入和

　　 輸出　229

第 11章　振動模擬分析　233

11.1　創建振動模擬模型　233

11.1.1　加載振動模塊　234

11.1.2　建立輸入通道　234

11.1.3　建立輸出通道　235

11.1.4　定義FD阻尼器　236

11.1.5　振動分析　238

11.2　實例：衛星太陽能帆板的振動

　 分析　239

11.2.1　建立模型　239

11.2.2　模型模擬　241

11.2.3　定義輸入通道　241

11.2.4　定義輸出通道　243

11.2.5　測試模型　244

11.2.6　優化計算　247

11.2.7　參數化計算　249

第 12章　汽車懸架與整車系統

　　　　　　 模擬分析　251

12.1　整車的拓撲結構分析　251

12.2　用戶創建模板　253

12.2.1　創建部件　255

12.2.2　創建部件之間的連接　262

12.2.3　創建懸架參數　266

12.2.4　模型的裝配和通訊器

　　 的使用　267

12.3　創建懸架系統　269

12.3.1　基於模板創建懸架子

　　 系統　269

12.3.2　基於懸架子系統創建

　　 懸架總成　269

12.3.3　運動學分析　270

12.3.4　彈性運動學分析　272

12.4　創建輪胎模型　273

12.4.1　Adams Tire簡介　273

12.4.2　輪胎模型的選擇　275

12.4.3　Adams Tire的使用　275

12.4.4　創建車輪模板　276

12.5　整車動力學模擬分析　278

12.5.1　單移線　279

12.5.2　常半徑轉向　282

12.5.3　雙移線模擬　286

 

 

第三篇　工具箱篇

第 13章　高級齒輪工具箱　290

13.1　齒輪分析模塊簡介　290

13.2　高級齒輪生成器　291

13.2.1　啟動Gear AT　291

13.2.2　定義齒輪幾何模型 　293

13.3　斜齒齒輪副動力學模擬　302

第 14章　鋼板彈簧工具箱　317

14.1　鋼板彈簧工具模塊　317

14.2　鋼板彈簧分析建模　318

14.2.1　通過OG Profile創建板簧初始幾何輪廓 　318

14.2.2　創建板簧模型 　319

14.2.3　運行準靜態分析 　324

14.2.4　創建加預載荷的板簧模型 　324

14.2.5　創建一個板簧裝配體模型 　325

14.2.6　將板簧裝配體轉換為Adams Car模板 　326

14.3　實例　329

第 15章　履帶工具箱　334

15.1　履帶車輛分析模塊簡介　334

15.2　履帶車輛分析建模　335

15.2.1　履帶輪創建　337

15.2.2　車身創建 　338

15.2.3　履帶板創建 　339

15.2.4　張緊輪創建 　340

15.2.5　驅動創建 　341

15.3　綜合實例——負重輪懸架裝置模擬分析　342

15.3.1　定義模板 　342

15.3.2　建立整車 　348

第 16章　機械工具箱　354

16.1　機械分析工具模塊簡介　354

16.2　齒輪傳動分析工具　356

16.2.1　創建齒輪副　356

16.2.2　齒輪副結果輸出與模擬　360

16.3　帶傳動分析工具　361

16.3.1　帶傳動系統建模　361

16.3.2　帶傳動系統模擬　372

16.4　鏈傳動分析工具　372

16.4.1　鏈傳動系統建模　373

16.4.2　鏈傳動系統模擬　385

16.5　軸承分析工具　385

16.5.1　軸承系統建模　386

16.5.2　軸承系統模擬　389

16.6　凸輪分析工具　390

16.6.1　從動件運動類型定義　390

16.6.2　凸輪輪廓定義　393

16.6.3　構建凸輪系統　395

16.7　電機分析工具　401

16.7.1　基於曲線模擬電機　401

16.7.2　分析法模擬電機　405

16.7.3　外部導入模擬電機　408

16.8　繩索分析工具　412

16.8.1　繩索系統建模　412

16.8.2　繩索系統模擬　418

附錄A　設計過程函數　419

附錄B　運行過程函數　426