ADAMS軟件簡(jiǎn)介

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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除ADAMS軟件簡(jiǎn)介基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的商業(yè)軟件ADAMS3.1 ADAMS軟件概述ADAMS,即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),該軟件是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件.目前,ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用.根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料,ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元,占據(jù)了51%的份額.ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫,約束庫,力庫,創(chuàng)

2、建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型,其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法,建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,輸出位移,速度,加速度和反作用力曲線.ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能,運(yùn)動(dòng)范圍,碰撞檢測(cè),峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等.ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件,用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析.另一方面,又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具,其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口,可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺(tái).ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本:UNIX版和Windows

3、 NT/2000版.本書將以Windows 2000版的ADAMS l2.0為藍(lán)本進(jìn)行介紹.ADAMS軟件由基本模塊,擴(kuò)展模塊,接口模塊,專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成,如表3-1所示.用戶不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真,而且可以采用專用模塊針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析.表3-1 ADAMS軟件模塊1.基本模塊 用戶界面模塊ADAMS/View 求解器模塊ADAMS/Solver 后處理模塊ADAMS/PostProcessor2.擴(kuò)展模塊 液壓系統(tǒng)模塊ADAMS/Hydraulics 振動(dòng)分析模塊ADAMS/Vibration 線性化分析模塊ADAM

4、S/Linear 高速動(dòng)畫模塊ADAMS/Animation 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析模塊ADAMS/Insight 耐久性分析模塊ADAMS/Durability 數(shù)字化裝配回放模塊ADAMS/DMU Replay3.接口模塊 柔性分析模塊ADAMS/Flex 控制模塊ADAMS/Controls 圖形接口模塊ADAMS/Exchange CATIA專業(yè)接口模塊CAT/ADAMS Pro/E接口模塊Mechanical/Pro4.專業(yè)領(lǐng)域模塊 轎車模塊ADAMS/Car 懸架設(shè)計(jì)軟件包Suspension Design 概念化懸架模塊CSM 駕駛員模塊ADAMS/Driver 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊ADAM

5、S/Driveline 輪胎模塊ADAMS/Tire 柔性環(huán)輪胎模塊FTire Module 柔性體生成器模塊ADAMS/FBG 經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)模型EDM 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模塊ADAMS/Engine 配氣機(jī)構(gòu)模塊ADAMS/Engine Valvetrain 正時(shí)鏈模塊ADAMS/Engine Chain 附件驅(qū)動(dòng)模塊Accessory Drive Module 鐵路車輛模塊ADAMS/Rail FORD汽車公司專用汽車模塊 ADAMS/Pre(現(xiàn)改名為Chassis)5.工具箱 軟件開發(fā)工具包 ADAMS/SDK 虛擬試驗(yàn)工具箱 Virtual Test Lab 虛擬試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析工具箱 Virtua

6、l Experiment Modal Analysis 鋼板彈簧工具箱 Leafspring Toolkit 飛機(jī)起落架工具箱 ADAMS/Landing Gear 履帶/輪胎式車輛工具箱 Tracked/Wheeled Vehicle 齒輪傳動(dòng)工具箱 ADAMS/Gear Tool3.2 ADAMS軟件基本模塊3.2.1 用戶界面模塊(ADAMS/View) ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一,采用以用戶為中心的交互式圖形環(huán)境,將圖標(biāo)操作,菜單操作,鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作與交互式圖形建模,仿真計(jì)算,動(dòng)畫顯示,優(yōu)化設(shè)計(jì),X-Y曲線圖處理,結(jié)果分析和數(shù)據(jù)打印等功能集成在一起. ADAM

7、S/View采用簡(jiǎn)單的分層方式完成建模工作.采用Parasolid內(nèi)核進(jìn)行實(shí)體建模,并提供了豐富的零件幾何圖形庫,約束庫和力/力矩庫,并且支持布爾運(yùn)算,支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù).除此之外,還提供了豐富的位移函數(shù),速度函數(shù),加速度函數(shù),接觸函數(shù),樣條函數(shù),力/力矩函數(shù),合力/力矩函數(shù),數(shù)據(jù)元函數(shù),若干用戶子程序函數(shù)以及常量和變量等.自9.0版后,ADAMS/View采用用戶熟悉的Motif界面(UNIX系統(tǒng))和Windows界面(NT系統(tǒng)),從而大大提高了快速建模能力.在ADAMS/View中,用戶利用TABLE EDITOR,可像用EXCEL一樣方便地編輯模型數(shù)據(jù)

8、,同時(shí)還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包.DS(設(shè)計(jì)研究),DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))及OPTIMIZE(優(yōu)化)功能可使用戶方便地進(jìn)行優(yōu)化工作.ADAMS/View有自己的高級(jí)編程語言,支持命令行輸入命令和C+語言,有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo),菜單和對(duì)話框創(chuàng)建和修改工具包,而且具有在線幫助功能.ADAMS/View模塊界面如圖3-1所示. ADAMS/View新版采用了改進(jìn)的動(dòng)畫/曲線圖窗口,能夠在同一窗口內(nèi)可以同步顯示模型的動(dòng)畫和曲線圖;具有豐富的二維碰撞副,用戶可以對(duì)具有摩擦的二維點(diǎn)-曲線,圓-曲線,平面-曲線,以及曲線-曲線,實(shí)體-實(shí)體等碰撞副自動(dòng)定義

9、接觸力;具有實(shí)用的Parasolid輸入/輸出功能,可以輸入CAD中生成的Parasolid文件,也可以把單個(gè)構(gòu)件,或整個(gè)模型,或在某一指定的仿真時(shí)刻的模型輸出到一個(gè)Parasolid文件中;具有新型數(shù)據(jù)庫圖形顯示功能,能夠在同一圖形窗口內(nèi)顯示模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選擇某一構(gòu)件或約束(運(yùn)動(dòng)副或力)后顯示與此項(xiàng)相關(guān)的全部數(shù)據(jù);具有快速繪圖功能,繪圖速度是原版本的20倍以上;采用合理的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)向器,可以在一次作業(yè)中利用一個(gè)名稱過濾器修改同一名稱中多個(gè)對(duì)象的屬性,便于修改某一個(gè)數(shù)據(jù)庫對(duì)象的名稱及其說明內(nèi)容;具有精確的幾何定位功能,可以在創(chuàng)建模型的過程中輸入對(duì)象的坐標(biāo),精確地控制對(duì)象的位置;多種平臺(tái)上采用統(tǒng)

10、一的用戶界面,提供合理的軟件文檔;支持Windows NT平臺(tái)的快速圖形加速卡,確保ADAMS/View的用戶可以利用高性能OpenGL圖形卡提高軟件的性能;命令行可以自動(dòng)記錄各種操作命令,進(jìn)行自動(dòng)檢查.3.2.2 求解器模塊 (ADAMS/Solver) ADAMS/Solver是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一,是ADAMS產(chǎn)品系列中處于心臟地位的仿真器.該軟件自動(dòng)形成機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)方程,提供靜力學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的解算結(jié)果.ADAMS/Solver有各種建模和求解選項(xiàng),以便精確有效地解決各種工程應(yīng)用問題.ADAMS/Solver可以對(duì)剛體和彈性體進(jìn)行仿真研究.為了進(jìn)行有限元分析和控

11、制系統(tǒng)研究,用戶除要求軟件輸出位移,速度,加速度和力外,還可要求模塊輸出用戶自己定義的數(shù)據(jù).用戶可以通過運(yùn)動(dòng)副,運(yùn)動(dòng)激勵(lì),高副接觸,用戶定義的子程序等添加不同的約束.用戶同時(shí)可求解運(yùn)動(dòng)副之間的作用力和反作用力,或施加單點(diǎn)外力. ADAMS/Solver新版中對(duì)校正功能進(jìn)行了改進(jìn),使得積分器能夠根據(jù)模型的復(fù)雜程度自動(dòng)調(diào)整參數(shù),仿真計(jì)算速度提高了30%;采用新的S12型積分器(Stabilized Index 2 intergrator),能夠同時(shí)求解運(yùn)動(dòng)方程組的位移和速度,顯著增強(qiáng)積分器的魯棒性,提高復(fù)雜系統(tǒng)的解算速度;采用適用于柔性單元(梁,襯套,力場(chǎng),彈簧-阻尼器)的新算法,可提高S12型積

12、分器的求解精度和魯棒性;可以將樣條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成獨(dú)立文件使之管理更加方便,并且spline語句適用于各種樣條數(shù)據(jù)文件,樣條數(shù)據(jù)文件子程序還支持用戶定義的數(shù)據(jù)格式;具有豐富的約束摩擦特性功能,在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等約束中可定義各種摩擦特性.3.2.3 后處理模塊(ADAMS/PostProcessor) MDI公司開發(fā)的后處理模塊ADAMS/Postprocessor,用來處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù),顯示仿真動(dòng)畫等.既可以在ADAMS/View環(huán)境中運(yùn)行,也可脫離該環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行.如圖3-2所示. A

13、DAMS/PostProcessor的主要特點(diǎn)是:采用快速高質(zhì)量的動(dòng)畫顯示,便于從可視化角度深入理解設(shè)計(jì)方案的有效性;使用樹狀搜索結(jié)構(gòu),層次清晰,并可快速檢索對(duì)象;具有豐富的數(shù)據(jù)作圖,數(shù)據(jù)處理及文件輸出功能;具有靈活多變的窗口風(fēng)格,支持多窗口畫面分割顯示及多頁面存儲(chǔ);多視窗動(dòng)畫與曲線結(jié)果同步顯示,并可錄制成電影文件;具有完備的曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能:如均值,均方根,極值,斜率等;具有豐富的數(shù)據(jù)處理功能,能夠進(jìn)行曲線的代數(shù)運(yùn)算,反向,偏置,縮放,編輯和生成波特圖等;為光滑消隱的柔體動(dòng)畫提供了更優(yōu)的內(nèi)存管理模式;強(qiáng)化了曲線編輯工具欄功能;能支持模態(tài)形狀動(dòng)畫,模態(tài)形狀動(dòng)畫可記錄的標(biāo)準(zhǔn)圖形文件格式有:*.g

14、if,*.jpg,*.bmp,*.xpm,*.avi 等;在日期,分析名稱,頁數(shù)等方面增加了圖表動(dòng)畫功能;可進(jìn)行幾何屬性的細(xì)節(jié)的動(dòng)態(tài)演示. ADAMS/PostProcessor的主要功能包括:為用戶觀察模型的運(yùn)動(dòng)提供了所需的環(huán)境,用戶可以向前,向后播放動(dòng)畫,隨時(shí)中斷播放動(dòng)畫,而且可以選擇最佳觀察視角,從而使用戶更容易地完成模型排錯(cuò)任務(wù);為了驗(yàn)證ADAMS仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性,可以輸入測(cè)試數(shù)據(jù),并測(cè)試數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖比較,還可對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,對(duì)輸出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;用戶可以對(duì)多個(gè)模擬結(jié)果進(jìn)行圖解比較,選擇合理的設(shè)計(jì)方案;可以幫助用戶再現(xiàn)ADAMS中的仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù),以提高設(shè)

15、計(jì)報(bào)告的質(zhì)量;可以改變圖表的形式,也可以添加標(biāo)題和注釋;可以載入實(shí)體動(dòng)畫,從而加強(qiáng)仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的表達(dá)效果;還可以實(shí)現(xiàn)在播放三維動(dòng)畫的同時(shí),顯示曲線的數(shù)據(jù)位置,從而可以觀察運(yùn)動(dòng)與參數(shù)變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系.3.3 ADAMS軟件擴(kuò)展模塊3.3.1 液壓系統(tǒng)模塊(ADAMS/Hydraulics) 應(yīng)用ADAMS/Hydraulics模塊,用戶能夠精確地對(duì)由液壓元件驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析.這類復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)包括:工程機(jī)械,汽車制動(dòng)系統(tǒng),汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng),飛機(jī)起落架等.運(yùn)用ADAMS/Hydraulics模塊可以提高機(jī)械工程師建立包括液壓回路在內(nèi)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的能力,工程師利用ADAMS/

16、Hydraulics和ADAMS/Controls模塊相結(jié)合,就可以在同一仿真環(huán)境中建造,試驗(yàn)和觀察包括機(jī)-電-液一體化的虛擬樣機(jī).ADAMS/Hydraulics是選裝模塊,使用的前提條件是要具備ADAMS/SoIver和ADAMS/View模塊. ADAMS/Hydraulics可以幫助用戶將系統(tǒng)性能仿真與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)無縫集成為一體.用戶可以首先在ADAMS/View中建立液壓回路框圖,然后通過液壓油缸將其連接到機(jī)械系統(tǒng)模型中,最后選取最適當(dāng)?shù)?功能最強(qiáng)的積分器仿真分析整個(gè)系統(tǒng)的性能.用戶同時(shí)使用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls,可以提供閥體的反饋控制輸入.并

17、且由于液壓系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)之間的相互作用在計(jì)算機(jī)內(nèi)被有機(jī)地集成為一體,因此可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)的裝配和仿真試驗(yàn). 用戶應(yīng)用ADAMS/Hydraulics模塊,可以建造機(jī)械系統(tǒng)與液壓回路之間相互作用的模型,并在計(jì)算機(jī)中設(shè)置系統(tǒng)的運(yùn)行特性,進(jìn)行各種靜態(tài),模態(tài),瞬態(tài)和動(dòng)態(tài)分析.例如:可以進(jìn)行液壓系統(tǒng)峰值壓力和運(yùn)行壓力的分析,液壓系統(tǒng)滯后特性的分析,液壓系統(tǒng)控制的分析,功率消耗的分析,液壓元件和管路尺寸的分析等.由于ADAMS/Hydraulics采用了與ADAMS/View相同的參數(shù)化功能和函數(shù)庫,因此用戶在液壓元件設(shè)計(jì)中同樣可以運(yùn)用設(shè)計(jì)研究(DS),試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)以及優(yōu)化(OPTIMIZE)等技

18、術(shù).3.3.2 振動(dòng)分析模塊(ADAMS/Vibration) ADAMS/Vibration是進(jìn)行頻域分析的工具,可用來檢測(cè)ADAMS模型的受迫振動(dòng)(例如;檢測(cè)汽車虛擬樣機(jī)在顛簸不平的道路工況下行駛時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)),所有輸入輸出都將在頻域內(nèi)以振動(dòng)形式描述,該模塊可作為ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真模型從時(shí)域向頻域轉(zhuǎn)換的橋梁.通過運(yùn)用ADAMS/Vibration可以實(shí)現(xiàn)各種子系統(tǒng)的裝配,并進(jìn)行線性振動(dòng)分析,然后利用功能強(qiáng)大的后處理模塊ADAMS/PostProcessor進(jìn)一步作出因果分析與設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)置分析. 采用ADAMS/Vibration模塊,可以在模型的不同的測(cè)試點(diǎn),進(jìn)行受迫響應(yīng)的頻域分析.頻域分

19、析中可以包含液壓,控制及用戶系統(tǒng)等結(jié)果信息;能夠快速準(zhǔn)確將ADAMS線性化模型轉(zhuǎn)入Vibration模塊中;能夠?yàn)檎駝?dòng)分析開辟輸入,輸出通道,能定義頻域輸入函數(shù),產(chǎn)生用戶定義的力頻譜;能求解所關(guān)注的頻帶范圍的系統(tǒng)模型,評(píng)價(jià)頻響函數(shù)的幅值大小及相位特征;能夠動(dòng)畫演示受迫響應(yīng)及各模態(tài)響應(yīng);能把系統(tǒng)模型中有關(guān)受迫振動(dòng)響應(yīng)的信息列表;為進(jìn)一步分析能把ADAMS模型中的狀態(tài)矩陣輸出到MATLAB及MATRIX中;運(yùn)用設(shè)計(jì)研究,DOE及振動(dòng)分析結(jié)果和參數(shù)化的振動(dòng)輸入數(shù)指優(yōu)化系統(tǒng)綜合性能. 運(yùn)用ADAMS/Vibration能使工作變得快速簡(jiǎn)單,運(yùn)用虛擬檢測(cè)振動(dòng)設(shè)備方便地替代實(shí)際振動(dòng)研究中復(fù)雜的檢測(cè)過程,從

20、而避免了實(shí)際檢測(cè)只能在設(shè)計(jì)的后期進(jìn)行且費(fèi)用高昂等弊病,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,降低設(shè)計(jì)成本.ADAMS/Vibration輸出的數(shù)據(jù)還可被用來研究預(yù)測(cè)汽車,火車,飛機(jī)等機(jī)動(dòng)車輛的噪音對(duì)駕駛員及乘客的振動(dòng)沖擊,體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代設(shè)計(jì)趨勢(shì).3.3.3 線性化分析模塊(ADAMS/Linear) ADAMS/Linear是ADAMS的一個(gè)集成可選模塊,可以在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)將系統(tǒng)非線性的運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行線性化處理,以便快速計(jì)算系統(tǒng)的固有頻率(特征值),特征向量和狀態(tài)空間矩陣,使用戶能更快而較全面地了解系統(tǒng)的固有特性. ADAMS/Linear主要功能特點(diǎn)包括:利用該模塊可以給工程師帶來許多幫助:可以在大

21、位移的時(shí)域范圍和小位移的頻率范圍間提供一座橋梁,方便地考慮系統(tǒng)中零部件的彈性特性;利用它生成的狀態(tài)空間矩陣可以對(duì)帶有控制元件的機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制仿真;利用求得的特征值和特征向量可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性研究.3.3.4 高速動(dòng)畫模塊(ADAMS/Animation) ADAMS/Animation是ADAMS的一個(gè)集成可選模塊,使用戶能借助于增強(qiáng)透視,半透明,彩色編輯及背景透視等方法精細(xì)加工所形成的動(dòng)畫,增強(qiáng)動(dòng)力學(xué)仿真分析結(jié)果動(dòng)畫顯示的真實(shí)感.用戶既可以選擇不同的光源,并交互地移動(dòng),對(duì)準(zhǔn)和改變光源強(qiáng)度,還可以將多臺(tái)攝像機(jī)置于不同的位置,角度同時(shí)觀察仿真過程,從而得到更完善的運(yùn)動(dòng)圖像.該模塊還提供干涉檢

22、測(cè)工具,可以動(dòng)態(tài)顯示仿真過程中運(yùn)動(dòng)部件之間的接觸干涉,幫助用戶觀察整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的干涉情況;同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)測(cè)試所選的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件在仿真過程中距離的變化. 該模塊主要功能是:采用基于Motif/Windows的界面,標(biāo)準(zhǔn)下拉式菜單和彈出式對(duì)話窗,易學(xué)易用;與ADAMS/View模塊無縫集成,在ADAMS/View中只需點(diǎn)一下鼠標(biāo)就可轉(zhuǎn)換到ADAMS/Animation;其使用的前提條件是必須要有ADAMS/View模塊和ADAMS/Solver模塊.3.3.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析模塊(ADAMS/Insight) ADAMS/Insight是基于網(wǎng)頁技術(shù)的新模塊.利用該模塊,工程師可以方便地將仿真試驗(yàn)

23、結(jié)果置于Intranet或Extranet網(wǎng)頁上,這樣,企業(yè)不同部門的人員(設(shè)計(jì)工程師,試驗(yàn)工程師,計(jì)劃/采購/管理/銷售部門人員)都可以共享分析成果,加速?zèng)Q策進(jìn)程,最大限度地減少?zèng)Q策的風(fēng)險(xiǎn).應(yīng)用ADAMS/Insight,工程師可以規(guī)劃和完成一系列仿真試驗(yàn),從而精確地預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)在各種工作條件下的性能,并提供了對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行各種專業(yè)化統(tǒng)計(jì)分析的工具.ADAMS/Insight是選裝模塊,既可以在ADAMS/View,ADAMS/Car, ADAMS/Pre環(huán)境中運(yùn)行,也可脫離ADAMS環(huán)境單獨(dú)運(yùn)行.工程師在擁有這些工具后,就可以對(duì)任何一種仿真進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),精確地預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)的性能

24、,得到高品質(zhì)的設(shè)計(jì)方案.ADAMS/Insight采用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法包括全參數(shù)法,部分參數(shù)法,對(duì)角線法,Box-Behnkn法,Placket-Bruman法和D-Optimal法等.當(dāng)采用其他軟件設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時(shí),工程師可以直接輸入或通過文件輸入系統(tǒng)矩陣對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì);可以通過掃描識(shí)別影響系統(tǒng)性能的靈敏參數(shù)或參數(shù)組合;可以采用響應(yīng)面法(Response Surface Methods)通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸分析,以更好地理解產(chǎn)品的性能和系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)零部件之間的相互作用;試驗(yàn)結(jié)果采用工程單位制,可以方便地輸入其他試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行工程分析;通過網(wǎng)頁技術(shù)可以將仿真試驗(yàn)結(jié)果通過網(wǎng)頁進(jìn)行交流,便

25、于企業(yè)各個(gè)部門評(píng)價(jià)和調(diào)整機(jī)械系統(tǒng)的性能.另外,ADAMS/Insight能幫助工程師更好地了解產(chǎn)品的性能,能有效地區(qū)分關(guān)鍵參數(shù)和非關(guān)鍵參數(shù);能根據(jù)客戶的不同要求提出各種設(shè)計(jì)方案,可以清晰地觀察對(duì)產(chǎn)品性能的影響;在產(chǎn)品制造之前,可綜合考慮各種制造因素的影響(例如:公差,裝配誤差,加工精度等),大大地提高產(chǎn)品的實(shí)用性;能加深對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求的理解,強(qiáng)化在企業(yè)各個(gè)部門之間的合作.應(yīng)用ADAMS/Insight,工程師可以將許多不同的設(shè)計(jì)要求有機(jī)地集成為一體,提出最佳的設(shè)計(jì)方案,并保證試驗(yàn)分析結(jié)果具有足夠的工程精度.3.3.6 耐久性分析模塊(ADAMS/Durability) 耐久性試驗(yàn)是產(chǎn)品開發(fā)的一

26、個(gè)關(guān)鍵步驟.耐久性試驗(yàn)?zāi)軌蚪獯饳C(jī)構(gòu)何時(shí)報(bào)廢或零部件何時(shí)失效這個(gè)問題,它對(duì)產(chǎn)品零部件性能,整機(jī)性能都具有重要影響.MDI公司已經(jīng)與MTS公司及nCode公司合作,共同開發(fā)ADAMS/Durability,使之成為耐久性試驗(yàn)的完全解決方案.ADAMS/Durability按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐久性文件格式對(duì)時(shí)間歷程數(shù)據(jù)接口進(jìn)行了一次全新的擴(kuò)展.目前,該模塊支持兩種時(shí)間歷程文件格式:nSoft和MTS的RPC3.ADAMS/Durability可以把上述文件格式的數(shù)據(jù)直接輸入到ADAMS仿真模塊中去,或把ADAMS的仿真分析結(jié)果輸出到這種文件格式中來. ADAMS/Durability集成了VTL(Virt

27、ual Test Lab)技術(shù).VTL工具箱是由MTS與MDI公司設(shè)計(jì)及創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械檢測(cè)系統(tǒng),通過MTS的RPC圖形用戶界面可實(shí)施檢測(cè),并保留檢測(cè)配置及操作問題,VTL的檢測(cè)結(jié)果將返回工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RPC格式文件中,以便由標(biāo)準(zhǔn)分析應(yīng)用程序使用,一旦得到實(shí)際檢測(cè)結(jié)果,便可以執(zhí)行預(yù)測(cè)分析及驗(yàn)證.nCode公司的nSoft耐久性分析軟件可以進(jìn)行應(yīng)力壽命,局部應(yīng)變壽命,裂隙擴(kuò)展?fàn)顩r,多軸向疲勞及熱疲勞特征,振動(dòng)響應(yīng),各種焊接機(jī)構(gòu)強(qiáng)度等分析.ADAMS/Durability把以上技術(shù)集成在一起,從而使虛擬樣機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)耐久性成為現(xiàn)實(shí).ADAMS/Durability的主要功能是,可以從nSoft的DAC及R

28、PC3文件中提取時(shí)間記載數(shù)據(jù),并將其內(nèi)插入ADAMS仿真模塊中進(jìn)行分析;可以把REQUEST數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DAC及MTS RPC3文件中,把ADAMS仿真結(jié)果及測(cè)量數(shù)據(jù)輸出到DAC及MTS RPC3文件;可以查看DAC及MTS RPC3文件的頭信息與數(shù)據(jù);可以提取DAC及MTS RPC3文件中的數(shù)據(jù)并繪圖,以此與ADAMS仿真結(jié)果相對(duì)照.3.3.7 數(shù)字化裝配回放模塊(ADAMS/DMU Replay) ADAMS/DMU(Digital Mockup)Replay模塊是MDI公司與Dassault Systems合作,針對(duì)CATIA的用戶推出的全新模塊,是運(yùn)行在CATIA V5中的應(yīng)用程序,可通

29、過CATIA V5的界面訪問.該模塊是ADAMS與CATIA之間數(shù)據(jù)通訊的橋梁.利用它可以把其他ADAMS產(chǎn)品(如CAT/ADAMS)中得到的分析結(jié)果導(dǎo)入到CATIA中進(jìn)行動(dòng)畫顯示.ADAMS/DMU模塊的主要功能是:能夠把ADAMS的分析結(jié)果導(dǎo)入到CATIA V5中;能夠調(diào)整ADAMS部件名稱與CATIA幾何體相一致以便于顯示;能夠用裝配的CATIA幾何體動(dòng)畫顯示仿真結(jié)果;在運(yùn)動(dòng)情況下,能產(chǎn)生一般幾何體部件的包絡(luò)線,執(zhí)行動(dòng)態(tài)干涉檢查.3.4 ADAMS軟件接口模塊3.4.1 柔性分析模塊(ADAMS/Flex) ADAMS/Flex是ADAMS軟件包中的一個(gè)集成可選模塊,提供了與ANSYS,

30、MSC/NASTRAN,ABAQUS,I-DEAS等軟件的接口,可以方便地考慮零部件的彈性特性,建立多體動(dòng)力學(xué)模型,以提高系統(tǒng)仿真的精度.ADAMS/Flex模塊支持有限元軟件中的MNF(模態(tài)中性文件)格式.結(jié)合ADAMS/Linear模塊,可以對(duì)零部件的模態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選,去除對(duì)仿真結(jié)果影響極小的模態(tài),并可以人為控制各階模態(tài)的阻尼,進(jìn)而大大提高仿真的速度.同時(shí),利用ADAMS/Flex模塊,還可以方便地向有限元軟件輸出系統(tǒng)仿真后的載荷譜和位移譜信息,利用有限元軟件進(jìn)行應(yīng)力,應(yīng)變以及疲勞壽命的評(píng)估分析和研究.3.4.2 控制模塊(ADAMS/Controls) ADAMS/Controls是A

31、DAMS軟件包中的一個(gè)集成可選模塊.在ADAMS/Controls中,設(shè)計(jì)師既可以通過簡(jiǎn)單的繼電器,邏輯與非門,阻尼線圈等建立簡(jiǎn)單的控制機(jī)構(gòu),也可利用通用控制系統(tǒng)軟件(如:Matlab,MATRIX,EASY5)建立的控制系統(tǒng)框圖,建立包括控制系統(tǒng),液壓系統(tǒng),氣動(dòng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的仿真模型. 在仿真計(jì)算過程中,ADAMS采取兩種工作方式:其一,機(jī)械系統(tǒng)采用ADAMS解算器,控制系統(tǒng)采用控制軟件解算器,二者之間通過狀態(tài)方程進(jìn)行聯(lián)系;其二,利用控制軟件書寫描述控制系統(tǒng)的控制框圖,然后將該控制框圖提交給ADAMS,應(yīng)用ADAMS解算器進(jìn)行包括控制系統(tǒng)在內(nèi)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的同步仿真計(jì)算. 這樣

32、的機(jī)械-控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真分析過程可以用于許多領(lǐng)域,例如汽車自動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS),主動(dòng)懸架,飛機(jī)起落架助動(dòng)器,衛(wèi)星姿態(tài)控制等.聯(lián)合仿真計(jì)算可以是線性的,也可以是非線性的.使用ADAMS/Controls的前提是需要ADAMS與控制系統(tǒng)軟件同時(shí)安裝在相同的工作平臺(tái)上.3.4.3 圖形接口模塊(ADAMS/Exchange) ADAMS/Exchange是ADAMS/View的一個(gè)集成可選模塊,其功能是利用IGES,STEP,STL,DWG/DXF等產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換庫的標(biāo)準(zhǔn)文件格式完成ADAMS與其他CAD/CAM/CAE軟件之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸,從而使ADAMS與CAD/CAM/CAE軟件更緊密地

33、集成在一起. ADAMS/Exchange可保證傳輸精度,節(jié)省用戶時(shí)間,增強(qiáng)仿真能力.當(dāng)用戶將CAD/CAM/CAE軟件中建立的模型向ADAMS傳輸時(shí),ADAMS/Exchange自動(dòng)將圖形文件轉(zhuǎn)換成一組包含外形,標(biāo)志和曲線的圖形要素,通過控制傳輸時(shí)的精度,可獲得較為精確的幾何形狀,并獲得質(zhì)量,質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等重要信息.用戶可在其上添加約束,力和運(yùn)動(dòng)等,這樣就減少了在ADAMS中重建零件幾何外形的要求,節(jié)省建模時(shí)間,增強(qiáng)了用戶觀察虛擬樣機(jī)仿真模型的能力.3.4.4 CATIA專業(yè)接口模塊(CAT/ADAMS) 為了使ADAMS更方便地與CATIA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,Dassault Systems公

34、司與美國MDI公司在著名汽車公司BMW,Chrysler和Peugeot等的大力支持下開發(fā)了CAT/ADAMS.應(yīng)用CAT/ADAMS可將ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)有機(jī)地融入CATIA之中,即同時(shí)將CATIA的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,幾何圖形和其他實(shí)體信息方便地傳遞至ADAMS;可以對(duì)整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,并將分析結(jié)果反饋給CATIA;可以進(jìn)行碰撞檢測(cè)和間隙影響研究.采用這樣的接口可以改進(jìn)仿真精度,提高工程分析的速度和效率,從而快速評(píng)價(jià)多種設(shè)計(jì)方案.3.4.5 Pro/E接口模塊(Mechanical/Pro) Mechanical/Pro是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁.二者采用無縫連接的方式,使P

35、ro/E用戶不必退出其應(yīng)用環(huán)境,就可以將裝配的總成根據(jù)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系定義為機(jī)構(gòu)系統(tǒng),進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,并進(jìn)行干涉檢查,確定運(yùn)動(dòng)鎖止的位置,計(jì)算運(yùn)動(dòng)副的作用力. Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具創(chuàng)建的,因此Pro/E用戶可以在其熟悉的CAD環(huán)境中建立三維機(jī)械系統(tǒng)模型,并對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行仿真分析.通過一個(gè)按鍵操作,可將數(shù)據(jù)傳送到ADAMS中,進(jìn)行全面的動(dòng)力學(xué)分析.3.5 ADAMS軟件專用領(lǐng)域模塊3.5.1 轎車模塊(ADAMS/Car) ADAMS/Car是MDI公司與Audi,BMW,Renault和Volvo等公司合作開發(fā)的整車設(shè)計(jì)軟件包,集成了他們?cè)谄囋O(shè)計(jì),開

36、發(fā)方面的專家經(jīng)驗(yàn),能夠幫助工程師快速建造高精度的整車虛擬樣機(jī),其中包括車身,懸架,傳動(dòng)系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),制動(dòng)系統(tǒng)等,工程師可以通過高速動(dòng)畫直觀地再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下(例如:天氣,道路狀況,駕駛員經(jīng)驗(yàn))整車的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),并輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性,制動(dòng)性,乘坐舒適性和安全性的特征參數(shù),從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴,而仿真時(shí)間只是進(jìn)行物理樣機(jī)試驗(yàn)的幾分之一.ADAMS/Car采用的用戶化界面是根據(jù)汽車工程師的習(xí)慣而專門設(shè)計(jì)的.工程師不必經(jīng)過任何專業(yè)培訓(xùn),就可以應(yīng)用該軟件開展卓有成效的開發(fā)工作.ADAMS/Car中包括整車動(dòng)力學(xué)模塊(Vehicle Dynamics)和懸架設(shè)計(jì)模塊(Suspension

37、 Design),其仿真工況包括:方問盤角階躍,斜坡和脈沖輸入,蛇行穿越試驗(yàn),漂移試驗(yàn),加速試驗(yàn),制動(dòng)試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向試驗(yàn)等,同時(shí)還可以設(shè)定試驗(yàn)過程中的節(jié)氣門開度,變速器檔位等.3.5.2 懸架設(shè)計(jì)軟件包(Suspension Design) Suspension Design中包括以特征參數(shù)(前束,定位參數(shù),速度)表示的概念式懸架模型.通過這些特征參數(shù),設(shè)計(jì)師可以快速確定在任意載荷和輪胎條件下的輪心位置和方向.在此基礎(chǔ)上,快速建立包括橡膠襯套等在內(nèi)的柔體懸架模型.應(yīng)用Suspension Design,設(shè)計(jì)師可以得到與物理樣機(jī)試驗(yàn)完全相同的仿真試驗(yàn)結(jié)果.Suspension Design采用全

38、參數(shù)的面板建模方式,借助懸架面板,設(shè)計(jì)師可以提出原始的懸架設(shè)計(jì)方案.在此基礎(chǔ)上,通過調(diào)整懸架參數(shù)(例如連接點(diǎn)位置和襯套參數(shù))就可以快速確定滿足理想懸梁特性的懸梁方案. Suspension Design可以進(jìn)行的懸梁試驗(yàn)包括:單輪激振試驗(yàn),雙輪同向激振試驗(yàn),雙輪反向激振試驗(yàn),轉(zhuǎn)向試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)等,輸出39種標(biāo)準(zhǔn)懸架特征參數(shù).3.5.3 概念化懸架模塊(CSM) CSM(Conceptual Suspension Module)概念化懸架模塊是一個(gè)選裝模塊,可作為ADAMS/Car的一部分,也可以單獨(dú)使用.利用CSM,通過預(yù)先定義懸架運(yùn)動(dòng)時(shí)或受外力作用時(shí)車橋的軌跡,可以在ADAMS/Car中實(shí)現(xiàn)

39、懸架的運(yùn)動(dòng)分析. 利用CSM不需要建立詳細(xì)的多體懸架模型,就可以研究系統(tǒng)級(jí)的車輛動(dòng)力學(xué)性能.因?yàn)樘卣魑募CF中不包含任何相關(guān)的幾何信息,所以CSM模型不但可以與他人(例如:零件供應(yīng)商)共享懸架特征文件(SCF),而且不必?fù)?dān)心泄密.與多體懸架模型相比,CSM提供了懸架的運(yùn)動(dòng)性能分析,只注重懸架布局的最終結(jié)果,可以快速建立簡(jiǎn)化的14DOF的汽車模型,該汽車模型中包含非線性的彈性動(dòng)力學(xué)性能的多體懸架模型. 使用CSM可在同一個(gè)車輛裝配中把概念化懸架與多體懸架結(jié)合使用;可以通過表格數(shù)據(jù)(2維或3維的樣條函數(shù))或二元多項(xiàng)式系數(shù)定義懸架特征曲線;從ADAMS/Car多體懸架分析中可以自動(dòng)產(chǎn)生懸架特征SCF文件;用戶可以如同懸架設(shè)計(jì)模塊一樣進(jìn)行整車的仿真分析.3.5.4 駕駛員模塊(ADAMS/Driver) ADAMS/Driver是ADAMS軟件包中的一個(gè)可選模塊,該模塊是在德國的IPG-Driver基礎(chǔ)上,經(jīng)過二次開發(fā)而形成的成熟產(chǎn)品.利用ADAMS/Driver,用戶可以確定汽車駕駛員的行為特征,確定各種操縱工況(例如:穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)彎制動(dòng),ISO變線試驗(yàn),側(cè)向風(fēng)試驗(yàn)等),同時(shí)確定方向盤轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)矩,加速踏板位置,作用在制動(dòng)踏板上的力,離合器的位置,變速器檔位,提高車輛動(dòng)力學(xué)仿真的真實(shí)感.當(dāng)同時(shí)使用ADAMS/Tire模塊和ADAMS/Driver模塊時(shí),設(shè)計(jì)人【精品文檔】第 8 頁