ADAMS简介教学讲解课件

几何模型物理建模物理模型数学建模数学模型数值分析分析结果求解6机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介机械系统运动/动力学软件分析流程

建模初始计算条件方程自动组集分析迭代求解器

6.1概述几何模型物理建模物理模型数学建模数学模型数值分析分析结果求1/506.1概述

ADAMS（AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem）软件是世界上使用范围最广的虚拟样机仿真软件。用户使用ADAMS软件，可以建立包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断等各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果。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朗日方程方法，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。6.1概述ADAMS（Automatic2/506.1概述

1ADAMS软件的特点

☆利用交互式图形环境和零件库、约束库、力库建立机械系统三维参数化模型。

☆分析类型包括运动学、静力学和准静力学分析以及线性和非线性动力学分析，包含刚体和柔性体分析。

☆具有先进的数值分析技术和强有力的求解器，使求解快速、准确。

☆具有组装、分析和动态显示不同模型或同一个模型在某一个过程变化的能力，提供多种“虚拟样机”方案。

☆具有一个强大的函数库供用户自定义力和运动发生器。

6.1概述1ADAMS软件的特点☆利用交互式3/506.1概述

1ADAMS软件的特点

☆具有开放式结构，允许用户集成自己的子程序。

☆自动输出位移速度、加速度和反作用力曲线，仿真结果显示为动画和曲线图形。

☆可预测机械系统性能、运动范围、碰撞、包装、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷。

☆支持同大多数CAD、FEA和控制设计软件包之间的双向通讯。

6.1概述1ADAMS软件的特点☆具有开放式4/50

结果☆回放仿真结果

分析

☆绘制仿真结果曲线机械

☆几何建模系统

☆施加运动副和运动驱动建模

☆施加载荷6.1概述

2ADAMS软件仿真的基本步骤

仿真

☆设置测量和仿真输出分析

☆进行仿真分析结果☆回放仿真结果机械☆几何建5/506.1概述

2ADAMS软件仿真的基本步骤

结果☆输入实验数据

验证

☆绘制实验数据曲线与实验数据一致？

改进

☆增加摩擦力，改进载荷系数

系统

☆定义柔性物体和连接

模型

☆定义控制N

优化

☆研究主要设计影响因素

分析

☆最优化设计

重复

☆设置可变参数

分析

☆定义设计变量Y6.1概述2ADAMS软件仿真的基本步骤结6/506.2ADAMS软件的模块

※

基本模块☆ADAMS/View——是ADAMS的核心模块之一，是以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作与交互式图形建模、仿真计算、优化设计、动画显示、图形输出等功能集成在一起。☆

ADAMS/Solver——是ADAMS的另一核心模块，也是软件仿真的“发动机”，它自动形成机械系统的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。

☆ADAMS/PostProcessor——后处理模块，用来处理仿真结果数据，显示仿真结果等。6.2ADAMS软件的模块※基本模块☆ADAMS7/506.2ADAMS软件的模块

※

扩展模块☆ADAMS/Hydraulics——液压系统模块，能够对由液压元件驱动的复杂机械系统进行动力学分析。☆

ADAMS/Vabration——振动分析模块，是进行频域分析的工具，可用来检测ADAMS模型的受迫振动。该模块可作为ADAMS仿真模型从时域向频域转换的桥梁。☆ADAMS/Linear——线性化分析模块，可以在进行系统仿真时将系统的非线性运动学或动力学方程进行线性化处理，以便快速计算系统的固有频率、特征向量和状态空间矩阵。☆ADAMS/Durability——耐久性分析模块，是按工业标准的耐久性文件格式的时间历程数据接口。6.2ADAMS软件的模块※扩展模块☆ADAMS8/506.2ADAMS软件的模块

※

接口模块☆ADAMS/Flex——柔性分析模块，可以实现与有限元软件如：MSC.NASTRAN、Ansys、Ideas、Abaqus、MSC.Marc的接口，可以将部件在受到外载荷作用下的变形按照模态综合法进行分析。☆ADAMS/Control——控制模块，用户可以建立简单的控制机构，也可以利用通用控制系统软件（如Matlab,MATRIX,EASY5）建立更完善的控制系统进行包括控制系统在内的机械系统仿真。☆CAT/ADAMS——CATIA专业接口模块，可以将CATIA的运动学模型、几何模型传递给ADAMS中，进行动力学分析后将结果反馈给CATIA。☆Mechnical/Pro——是连接Pro/E和ADAMS之间的桥梁。二者采用无缝连接方式，使Pro/E用户无需退出其应用环境，就可以将装配总成定义为机构，进行运动学仿真。☆CAT/Exchange——使ADAMS可以利用数据交换标准文件与其它CAD软件进行双向数据传递。6.2ADAMS软件的模块※接口模块☆ADAMS9/506.2ADAMS软件的模块

※

专业模块☆ADAMS/Car——整车动力学模块可以进行整车的各种性能仿真。用户可以将前后悬架总成装配为整车的模型，并进行各种标准的仿真试验工况，如双移线试验、直线制动、转弯等。还有其他嵌入模块（例如：MSC.ADAMS/Driver、MSC.ADAMS/TireHandling和MSC.ADAMS/3DRoad）可以为整车性能分析提供更丰富的仿真试验工况，并通过动画和曲线等观察分析结果。

☆ADAMS/Driveline——汽车传动系模块。该模块是“功能化数字车辆”的一部分，对传动系进行设计和分析的能力使用户很容易在同一个环境下进行操稳和舒适性研究。由于使用了相同的环境和数据库，传动系模块使得传动系的虚拟样机可以被共享并用于舒适性、操稳、耐久性、振动和控制的多目标优化。☆ADAMS/Driver——汽车驾驶员模块。应用MSC.ADAMS/Driver模块，用户可以快速地驾驶你设计的汽车进行各种仿真试验，模拟驾驶员的各种动作，例如：转弯、制动、加速、换档及离合器操纵等。当MSC.ADAMS/Driver与MSC.ADAMS/Tire同时使用时，工程师就可以同时分析在不平路面和山路等工况下三维路面的驾驶性能。6.2ADAMS软件的模块※专业模块☆ADAMS10/506.3ADAMS/View仿真基础

☆重力选项（Gravity）：设置重力的有无及其方向。1设置工作环境

☆单位（Units）：长度、质量、力、时间、角度等。☆工作网格（Grid）☆图标（Icons）☆刚体（RigidParts）：质心、质量、惯性张量2创建零件

☆柔性体（FlexibleParts）：有限段、有限元分析导入☆哑物体（DummyParts）：既无质量又无惯性张量☆大地（Ground）☆点质量（PointMasses）：质量、无惯性张量6.3ADAMS/View仿真基础☆重力选项（G11/506.3ADAMS/View仿真基础

☆简单约束（IdealizedJoints）：需要定义相联系的物体、位置和方向。3创建约束和驱动

☆虚约束（Primitives）：Inline,Inplane,Orientation,Perpendicular,ParalledAxis等。☆复合约束（AssociativeJoints）：定义约束之间的运动关系。☆运动驱动（MotionGenerators）4施加力

☆外力（AppliedForces）：Forces,Torques☆柔性联接（FlexibleConnectors）：Spring-Damper,Bushing,MasslessBeam,Field☆接触（Contacts）6.3ADAMS/View仿真基础☆简单约束（I12/506.3ADAMS/View仿真基础

5仿真

☆静平衡分析☆运动学分析☆动力学分析6查看仿真结果

☆动画演示☆验证仿真结果☆输出曲线6.3ADAMS/View仿真基础5仿真☆13/506.4实例演示

【例】建立如图所示的夹紧机构的模型并进行仿真。6.4实例演示【例】建立如图所示的夹紧机构的模型并进14/50

结果☆回放仿真结果

分析

☆绘制仿真结果曲线机械

☆几何建模系统

☆施加运动副和运动驱动建模

☆施加载荷仿真

☆设置测量和仿真输出分析

☆进行仿真分析

结果☆输入实验数据

验证

☆绘制实验数据曲线与实验数据一致？

改进

☆增加摩擦力，改进载荷系数

系统

☆定义柔性物体和连接

模型

☆定义控制N

优化

☆研究主要设计影响因素

分析

☆最优化设计

重复

☆设置可变参数

分析

☆定义设计变量Y1.2ADAMS软件仿真的基本步骤结果☆回放仿真结果机械☆几何建15/50几何模型物理建模物理模型数学建模数学模型数值分析分析结果求解6机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介机械系统运动/动力学软件分析流程

建模初始计算条件方程自动组集分析迭代求解器

6.1概述几何模型物理建模物理模型数学建模数学模型数值分析分析结果求16/506.1概述

ADAMS（AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem）软件是世界上使用范围最广的虚拟样机仿真软件。用户使用ADAMS软件，可以建立包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断等各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果。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朗日方程方法，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。6.1概述ADAMS（Automatic17/506.1概述

1ADAMS软件的特点

☆利用交互式图形环境和零件库、约束库、力库建立机械系统三维参数化模型。

☆分析类型包括运动学、静力学和准静力学分析以及线性和非线性动力学分析，包含刚体和柔性体分析。

☆具有先进的数值分析技术和强有力的求解器，使求解快速、准确。

☆具有组装、分析和动态显示不同模型或同一个模型在某一个过程变化的能力，提供多种“虚拟样机”方案。

☆具有一个强大的函数库供用户自定义力和运动发生器。

6.1概述1ADAMS软件的特点☆利用交互式18/506.1概述

1ADAMS软件的特点

☆具有开放式结构，允许用户集成自己的子程序。

☆自动输出位移速度、加速度和反作用力曲线，仿真结果显示为动画和曲线图形。

☆可预测机械系统性能、运动范围、碰撞、包装、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷。

☆支持同大多数CAD、FEA和控制设计软件包之间的双向通讯。

6.1概述1ADAMS软件的特点☆具有开放式19/50

结果☆回放仿真结果

分析

☆绘制仿真结果曲线机械

☆几何建模系统

☆施加运动副和运动驱动建模

☆施加载荷6.1概述

2ADAMS软件仿真的基本步骤

仿真

☆设置测量和仿真输出分析

☆进行仿真分析结果☆回放仿真结果机械☆几何建20/506.1概述

2ADAMS软件仿真的基本步骤

结果☆输入实验数据

验证

☆绘制实验数据曲线与实验数据一致？

改进

☆增加摩擦力，改进载荷系数

系统

☆定义柔性物体和连接

模型

☆定义控制N

优化

☆研究主要设计影响因素

分析

☆最优化设计

重复

☆设置可变参数

分析

☆定义设计变量Y6.1概述2ADAMS软件仿真的基本步骤结21/506.2ADAMS软件的模块

※

基本模块☆ADAMS/View——是ADAMS的核心模块之一，是以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作与交互式图形建模、仿真计算、优化设计、动画显示、图形输出等功能集成在一起。☆

ADAMS/Solver——是ADAMS的另一核心模块，也是软件仿真的“发动机”，它自动形成机械系统的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。

☆ADAMS/PostProcessor——后处理模块，用来处理仿真结果数据，显示仿真结果等。6.2ADAMS软件的模块※基本模块☆ADAMS22/506.2ADAMS软件的模块

※

扩展模块☆ADAMS/Hydraulics——液压系统模块，能够对由液压元件驱动的复杂机械系统进行动力学分析。☆

ADAMS/Vabration——振动分析模块，是进行频域分析的工具，可用来检测ADAMS模型的受迫振动。该模块可作为ADAMS仿真模型从时域向频域转换的桥梁。☆ADAMS/Linear——线性化分析模块，可以在进行系统仿真时将系统的非线性运动学或动力学方程进行线性化处理，以便快速计算系统的固有频率、特征向量和状态空间矩阵。☆ADAMS/Durability——耐久性分析模块，是按工业标准的耐久性文件格式的时间历程数据接口。6.2ADAMS软件的模块※扩展模块☆ADAMS23/506.2ADAMS软件的模块

※

接口模块☆ADAMS/Flex——柔性分析模块，可以实现与有限元软件如：MSC.NASTRAN、Ansys、Ideas、Abaqus、MSC.Marc的接口，可以将部件在受到外载荷作用下的变形按照模态综合法进行分析。☆ADAMS/Control——控制模块，用户可以建立简单的控制机构，也可以利用通用控制系统软件（如Matlab,MATRIX,EASY5）建立更完善的控制系统进行包括控制系统在内的机械系统仿真。☆CAT/ADAMS——CATIA专业接口模块，可以将CATIA的运动学模型、几何模型传递给ADAMS中，进行动力学分析后将结果反馈给CATIA。☆Mechnical/Pro——是连接Pro/E和ADAMS之间的桥梁。二者采用无缝连接方式，使Pro/E用户无需退出其应用环境，就可以将装配总成定义为机构，进行运动学仿真。☆CAT/Exchange——使ADAMS可以利用数据交换标准文件与其它CAD软件进行双向数据传递。6.2ADAMS软件的模块※接口模块☆ADAMS24/506.2ADAMS软件的模块

※

专业模块☆ADAMS/Car——整车动力学模块可以进行整车的各种性能仿真。用户可以将前后悬架总成装配为整车的模型，并进行各种标准的仿真试验工况，如双移线试验、直线制动、转弯等。还有其他嵌入模块（例如：MSC.ADAMS/Driver、MSC.ADAMS/TireHandling和MSC.ADAMS/3DRoad）可以为整车性能分析提供更丰富的仿真试验工况，并通过动画和曲线等观察分析结果。

☆ADAMS/Driveline——汽车传动系模块。该模块是“功能化数字车辆”的一部分，对传动系进行设计和分析的能力使用户很容易在同一个环境下进行操稳和舒适性研究。由于使用了相同的环境和数据库，传动系模块使得传动系的虚拟样机可以被共享并用于舒适性、操稳、耐久性、振动和控制的多目标优化。☆ADAMS/Driver——汽车驾驶员模块。应用MSC.ADAMS/Driver模块，用户可以快速地驾驶你设计的汽车进行各种仿真试验，模拟驾驶员的各种动作，例如：转弯、制动、加速、换档及离合器操纵等。当MSC.ADAMS/Driver与MSC.ADAMS/Tire同时使用时，工程师就可以同时分析在不平路面和山路等工况下三维路面的驾驶性能。6.2ADAMS软件的模块※专业模块☆ADAMS25/506.3ADAMS/View仿真基础

☆重力选项（Gravity）：设置重力的有无及其方向。1设置工作环境

☆单位（Units）：长度、质量、力、时间、角度等。☆工作网格（Grid）☆图标（Icons）☆刚体（RigidParts）：质心、质量、惯性张量2创建零件

☆柔性体（FlexibleParts）：有限段、有限元分析导入☆哑物体（DummyParts）：既无质量又无惯性张量☆大地（Ground）☆点质量（PointMasses）：质量、无惯性张量6.3ADAMS/View仿真基础☆重力选项（G26/506.3ADAMS/View仿真基础

☆简单约束（IdealizedJoints）：需要定义相联系的物体、位置和方向。3创建约束和驱动

☆虚约束（Primitives）：Inline,Inplane,Orientation,Perpendicular,Pa