ADAMS——虚拟样机技术入门与提高.pptx
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1、介绍内容介绍内容:1.1.软件介绍2.2.软件基础知识3.3.ADAMS软件操作初步4.4.虚拟样机几何建模5.5.约束机构6.6.施加载荷7.7.ADAMS/View建模的相关技术8.8.样机仿真分析及调试 第第第第1 1页页页页/共共共共183183页页页页9.9.仿真结果后处理10.10.参数化建模与设计11.11.样机的参数化分析 第第第第2 2页页页页/共共共共183183页页页页第第1 1章章 软件介绍软件介绍n n1.1、ADAMS介绍 ADAMS是英文Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems的缩写,是由美国MDI公司(Me
2、chanical Dynamics Inc.)开发的机械系统动力学自动分析软件。在当今动力学分析软件市场上ADAMS独占鳌头,拥有70%的市场份额,ADAMS拥有windows版和unix两个版本,目前最高版本为ADAMS 2005。第第第第3 3页页页页/共共共共183183页页页页n nADAMS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
3、检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。n nADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。第第第第4 4页页页页/共共共共183183页页页页 另一方面,又是虚拟样机分析开发工具,其开放性的程序结构和多种接口,可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。n nADAMS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。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真,而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。第第第第5 5页页页页/共共共共1831
4、83页页页页1.2 1.2 虚拟样机技术的起源及发展虚拟样机技术的起源及发展 n n虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术,工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型,伴之以三维可视化处理,模拟在现实环境下系统的运动和动力特性,并根据仿真结果精化和优化系统的设计与过程。第第第第6 6页页页页/共共共共183183页页页页1.3、虚拟样机技术应用领域、虚拟样机技术应用领域n n虚拟样机技术已经广泛地应用在各个领域里:1、汽车制造业2、工程机械3、航天航空业4、国防工业5、通用机械制造业 第第第第7 7页页页页/共共共共183183页页页页第第2章章 基本知识基本知识n n1 1、自由度、
5、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)计算公式为 DOF=其中n 系统的部件数目(包括地面);系统内各约束所限制的自由度数目。第第第第8 8页页页页/共共共共183183页页页页n n2、坐标系 ADAMS/View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。CartesianCartesian(直角)(直角)CylindricalCylindrical(圆柱)(圆柱)Spherica
6、lSpherical(球)(球)第第第第9 9页页页页/共共共共183183页页页页n nADAMS的坐标系:ADAMS在坐标系的运用上总共有三种形式:a全局坐标系 也就是绝对坐标系,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。b零件的局部坐标系 也称零件坐标系。在建立零件的同时产生,随零件一起运动,它在全局坐标系中的位置和方向决定了零件在全局坐标系中的位置和方向。第第第第1010页页页页/共共共共183183页页页页c标记 可以把标记分为固定标记和浮动标记两类。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
7、。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。第第第第1111页页页页/共共共共183183页页页页第3章 ADAMS基本操作 第第第第1212页页页页/共共共共183183页页页页3.1 ADAMS软件包软件包n nADAMS/ViewADAMS/View(基本环境)(基本环境)n nADAMS/SolverADAMS/Solver(求解器)(求解器)n nADAMS/PostprocessorADAMS/Postprocessor(后处理器)(后处理器)n nADAMS/CarADAMS/Car(轿车模块)、(轿车模块)、ADAMS/RailADAMS/Rail(机车
8、模(机车模块)、块)、ADAMS/DriverADAMS/Driver(驾驶员模块)、(驾驶员模块)、ADAMS/TireADAMS/Tire(轮胎模块)、(轮胎模块)、ADAMS/LinearADAMS/Linear(线(线性模块)、性模块)、ADAMS/FlexADAMS/Flex(柔性模块)、(柔性模块)、ADAMS/ControlsADAMS/Controls(控制模块)、(控制模块)、ADAMS/FEAADAMS/FEA(有限元模块)、(有限元模块)、ADAMS/HydraulicsADAMS/Hydraulics(液压模块)(液压模块)、ADAMS/ExchangeADAMS/Ex
9、change(接口模块)、(接口模块)、Mechanism/Pro Mechanism/Pro(与(与Pro/Engineer Pro/Engineer 的接口模块)、的接口模块)、ADAMS/AnimationADAMS/Animation(高速动画模块)(高速动画模块)第第第第1313页页页页/共共共共183183页页页页ADAMS基本应用程序ADAMS/ViewADAMS/SolverADAMS/PostProcessor 基本环境 求解器 后处理 nADAMS主模块:第第第第1414页页页页/共共共共183183页页页页/Driver/Hydraulics/Driveline/Cont
10、rol/Flex/Linear/Tire/Exchange/Rail/Car/Animation Mechanism/Pro ADAMSADAMS附加程序模附加程序模块 第第第第1515页页页页/共共共共183183页页页页n nADAMS/View:n n可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。首先建立运动部件(或者从CAD软件中导入)、用约束将它们连接、通过装配成为系统、利用外力或运动将他们驱动。n nADAMS/View支持参数化建模,以便能很容易地修改模型并用于实验研究。n n用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后,都可以观察主要的数据变化以及模型的运动。这些就像做实际的物理试
11、验一样。第第第第1616页页页页/共共共共183183页页页页n nADAMS/Solver:ADAMS/Solver:n n一个自动建立并解算用于机械系统运动仿真方程一个自动建立并解算用于机械系统运动仿真方程的,快速、稳定的数值分析工具。的,快速、稳定的数值分析工具。n n提供一种用于解算复杂机械系统复杂运动的数值提供一种用于解算复杂机械系统复杂运动的数值方法方法 。n n可以对以机械部件、控制系统和柔性部件组成的可以对以机械部件、控制系统和柔性部件组成的多域问题进行分析。多域问题进行分析。n n支持多种分析类型,其中包括运动学、静力学、支持多种分析类型,其中包括运动学、静力学、准静力学、线
12、性或非线性动力学分析。准静力学、线性或非线性动力学分析。n n使用稳定的建模方法可以对巨大的模型进行分析。使用稳定的建模方法可以对巨大的模型进行分析。第第第第1717页页页页/共共共共183183页页页页n nADAMS/PostProcessor:n n显示ADAMS仿真结果的可视化图形界面。n n提供了一个统一化的界面,以不同的方式回放仿真的结果。为了能够反复使用,页面设置以及数据曲线格式都能保存起来,这样既有利于节省时间也有利于整理标准化的报告格式。n n可以方便地同时显示多次仿真的结果以便比较。第第第第1818页页页页/共共共共183183页页页页3.2 ADAMS/View建模仿真步
13、骤:复杂机器仿真时要循序渐进完成几个零件的约束添加后就进行一次仿真 第第第第1919页页页页/共共共共183183页页页页n n分析技巧:n n采取渐进的,简单逐步发展到复杂的分析策略n n不必过分追求构件几何形体的细节部分 n n先从分析线性(阻尼)开始 非线性(阻尼)n n整个系统分解为若干子系统,先对子系统仿真分析和试验n n应该尽量减小系统的规模,仅考虑影响样机性能的构件 第第第第2020页页页页/共共共共183183页页页页3.3 启动ADAMS/View程序n n产生新的样机模型数据库 -Create a new model n n重力的设置,单位系统 n n打开已经保存的数据库-
14、Open an existing database n n输入ADAMS文件-Import a file n n退出ADAMS/View程序-Exit 第第第第2121页页页页/共共共共183183页页页页n启动时的启动时的ADAMS/ViewADAMS/View主窗口:主窗口:视图方向主工具箱窗口名称栏菜单栏欢迎窗口工作屏幕区状态栏快捷工具栏 第第第第2222页页页页/共共共共183183页页页页3.4 ADAMS/View程序屏幕n nADAMS/ViewADAMS/View主窗口部分功能如下:主窗口部分功能如下:1.1.主工具箱主工具箱展示各种常用命令的快捷键;展示各种常用命令的快捷键;
15、2.2.命令菜单栏命令菜单栏包括了包括了ADAMS/ViewADAMS/View程序的全部命程序的全部命令;令;3.3.快捷工具栏快捷工具栏设置了一些最基本的文件和编辑设置了一些最基本的文件和编辑命令的快捷按钮;命令的快捷按钮;4.4.工作屏幕区工作屏幕区显示样机模型的区域;显示样机模型的区域;5.5.工作栅格工作栅格在工作区显示栅格的目的是利于建在工作区显示栅格的目的是利于建模;模;6.6.状态栏状态栏显示操作过程中的各种信息和提示;显示操作过程中的各种信息和提示;第第第第2323页页页页/共共共共183183页页页页7.7.坐标窗口显示当前光标在三维坐标中的位置,按F4键可以显示坐标窗口;
16、8.8.视图方向显示表示当前系统的地面坐标系方向的三维坐标。n n在View菜单中选择Toolbox and Toolbas项,显示Tool settings对话框,可以设置打开或关闭主工具箱、快捷工具栏和状态栏。第第第第2424页页页页/共共共共183183页页页页3.5 ADAMS/View命令的基本操作n n选择和输入选择和输入ADAMS/ViewADAMS/View命令有五种常用的方法命令有五种常用的方法 1 1、主工具箱、主工具箱n n命令集有多个层次命令集有多个层次 2 2、菜单栏、菜单栏3 3、弹出式菜单、弹出式菜单n n屏幕上的各种对象,例如:构件、标记、约束、屏幕上的各种对象
17、,例如:构件、标记、约束、运动、力等运动、力等 n n输入对话框中的文本输入栏输入对话框中的文本输入栏 n n后处理图标中的各种对象,例如:曲线、标题、后处理图标中的各种对象,例如:曲线、标题、坐标、符号标记等坐标、符号标记等 4 4、快捷工具栏、快捷工具栏5 5、命令窗口、命令窗口 第第第第2525页页页页/共共共共183183页页页页n n3.5.1 主工具箱 主工具箱上部有12个图标是建模和仿真工具,下面的 其他图标是视图工具。主工具箱中的命令集有多个层次,在主工具箱中所见的图标,是下一层次命令集合的默认命令,直接单击主工具箱中的图标,可以选择该默认命令。n n单击工具箱的现实浮动命令板
18、工具图标 可产生该命令集的浮动命令板。第第第第2626页页页页/共共共共183183页页页页ADAMS/View 工具列浏览:1234567891011121314151612345678910111213141516几何建模几何建模测量恢复/重做运动连接色盘移动动态浏览建构力元素前后视图动态旋转上下视图左右视图背景顏色视窗布置其他 第第第第2727页页页页/共共共共183183页页页页3.5.2 命令菜单方式 对于主工具箱中不包含的命令,可以在命令菜单栏中选择输入,有以下几种输入菜单命令的方法:1.1.用鼠标选择菜单中的有关命令;2.2.在按下Alt的同时,键入菜单标题中下划线的字母,选择有
19、关菜单,再用同样的方法选择命令;3.3.按F10键激活File菜单,然后用箭头键来移动选择有关菜单和命令;4.4.使用命令快捷键。第第第第2828页页页页/共共共共183183页页页页重要表重要表重要表重要表单:单:单:单:n nFile|Open Database:File|Open Database:开启格式为开启格式为*.bin*.binn nFile|Import File|Import:导入导入*.cmd,*.adm,*.IGS*.cmd,*.adm,*.IGS等等 CAD CAD model,*.gra/req/res,model,*.gra/req/res,数据档数据档等。等。n
20、 nFile|Export File|Export:导出导出*.cmd,*.adm,*.IGS*.cmd,*.adm,*.IGS等等 CAD CAD model,FEA loadsmodel,FEA loads。n nFile|PrintFile|Print:列印功能,可:列印功能,可输输出出 PS PS 格式。格式。n nEdit|Appearance Edit|Appearance:提供提供物件透明度物件透明度物件透明度物件透明度、隐藏隐藏、颜色颜色等等设定设定。n nBuild|ModelBuild|Model:可可建构另一个建构另一个modelmodel、删除删除、更名、更名、切换切换
21、等。等。n nBuild|Flexible bodiesBuild|Flexible bodies:分分 ADAMS/Flex,Discrete ADAMS/Flex,Discrete Flexible linkFlexible link,ADAMS/FlexADAMS/Flex提供提供mnfmnf档档的的输入输入,Flexible Flexible LinkLink提供各式提供各式断面断面特性之特性之杆件杆件。n nBuild|MaterialsBuild|Materials:新增材新增材质质。n nBuild|Design Variable Build|Design Variable:建立
22、建立设计变量设计变量,供,供DOE,DS,DOE,DS,OPTOPT使用。使用。第第第第2929页页页页/共共共共183183页页页页n nBuild|MeasureBuild|Measure:建立各建立各种测量关系种测量关系。n nBuild|FunctionBuild|Function:建构各种函数关系式建构各种函数关系式。n nBuild|Data elementsBuild|Data elements:有有Spline,matrix,curve,Spline,matrix,curve,arrayarray。n nBuild|Build|System elementsSystem ele
23、ments :有有State Variable,State Variable,DifferentialDifferential/Transfer/Linear State/General State/Transfer/Linear State/General State EquationEquation。n nReview|Create an AVI movie file Review|Create an AVI movie file。n nReview|Create Trace SplineReview|Create Trace Spline:针对某一点针对某一点(marker)(marke
24、r)绘绘制出模拟过程间的轨迹线。制出模拟过程间的轨迹线。n nSettings|Force GraphicsSettings|Force Graphics:设定设定Force,TorqueForce,Torque的比例的比例及及属性。属性。n nSettings|SolverSettings|Solver:设定求解过程设定求解过程中的中的细部设定细部设定,如:,如:求解器的求解器的种类种类、公差、精度、公差、精度、除错除错、输出等设定输出等设定。n nSettings|icons Settings|icons:设定设定IconsIcons大小、大小、颜色颜色、显示显示/隐藏隐藏等等属性属性。n
25、 nSettings|Fonts Settings|Fonts:自行自行设定设定。第第第第3030页页页页/共共共共183183页页页页表表3-1ADAMS/View3-1ADAMS/View使用的命令快捷键:使用的命令快捷键:快捷键快捷键 功能说明功能说明 快捷键快捷键 功能说明功能说明 F1 F1显示帮助窗口显示帮助窗口 Ctrl+e Ctrl+e修改对象修改对象 F3 F3显示命令窗口显示命令窗口 Ctrl+z Ctrl+z放弃最后一步操作放弃最后一步操作 F4 F4显示坐标窗口显示坐标窗口 Ctrl+q Ctrl+q退出退出 F5 F5显示菜单显示菜单 g g切换显示工作栅格切换显示工
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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