內容介紹
虛擬樣機技術是設計製造領域的一項新技術，其套用涉及汽車製造、工程機械、航空航天、造船、航海、機械電子和通用機械等眾多領域。採用虛擬樣機替代物理樣機，不但可以縮短開發周期，而且還大大提高了設計效率。
本書注重基礎、突出實例講解，分為基礎與實例兩部分，共17章。其中基礎部分包括軟體及動力學理論簡介、動力學模型建立基礎、ADAMS運動學分析、ADAMS靜力學分析及線性化分析和求解器算法以及ADAMS套用基礎、載荷施加、後處理分析等內容；實例部分包括多剛體分析、剛-柔耦合分析、多柔體分析、耐久性分析、振動分析、參數化分析和車輛分析等內容。本書光碟配有書中實例的幾何模型以及實例的分析模型，方便讀者查閱。
本書是作者結合多年科研實踐和本科生與研究生的相關教學經驗編著而成的，可作為理工科院校相關專業的高年級本科生、研究生及教師學習ADAMS軟體的教材或參考書，也可作為從事汽車交通、鐵道、石油化工、航空航天、機械製造、國防工業、造船等科學研究的工程技術人員使用ADAMS軟體的參考書。
作品目錄
目 錄
第1章 ADAMS 2012簡介 1
1.1 ADAMS 2012新功能 1
1.2 ADAMS多體系統動力學的建模、分析和計算方法 2
1.2.1 廣義坐標的選擇 2
1.2.2 多體系統動力學研究狀況 2
1.2.3 多體系統建模理論 6
1.2.4 多體系統動力學數值求解 7
1.2.5 計算多剛體系統動力學自動建模 10
1.2.6 多體系統動力學中的剛性（Stiff）問題 10
1.3 ADAMS建模基礎 14
1.3.1 參考標架 14
1.3.2 坐標系的選擇 14
1.4 ADAMS運動學分析 15
1.4.1 ADAMS運動學方程 15
1.4.2 ADAMS運動學方程的求解算法 16
1.5 ADAMS動力學分析 17
1.5.1 ADAMS動力學方程 17
1.5.2 初始條件分析 20
1.5.3 ADAMS動力學方程的求解 22
1.6 ADAMS靜力學及線性化分析 23
1.6.1 靜力學分析 23
1.6.2 線性化分析 24
1.7 ADAMS求解器算法介紹 24
1.7.1 ADAMS數值算法簡介 24
1.7.2 動力學求解算法介紹 25
1.7.3 坐標縮減的微分方程求解過程算法 26
1.7.4 動力學求解算法特性比較 26
1.7.5 求解器的特點比較 27
1.7.6 剛性問題求解算法選擇 28
1.8 本章小結 28
第2章 ADAMS套用基礎 29
2.1 設定工作環境 29
2.2 ADAMS的界面 34
2.3 ADAMS的零件庫 36
2.4 ADAMS的約束庫 38
2.5 ADAMS的設計流程 42
2.6 創建物體 43
2.7 創建約束副 55
2.8 施加力 65
2.9 仿真和動畫 68
2.10 輸出測量曲線 70
2.11 本章小結 70
第3章 施載入荷 71
3.1 外部載荷的定義 71
3.2 柔性連線 73
3.3 在運動副上添加摩擦力 76
3.4 實例 78
3.4.1 實例一：齒輪接觸分析 78
3.4.2 實例二：小車越障柔性連線 80
3.4.3 實例三：射擊 83
3.5 本章小結 88
第4章 計算求解與結果後處理 89
4.1 計算求解 89
4.1.1 計算類型 89
4.1.2 驗證模型 90
4.1.3 仿真控制 90
4.1.4 感測器 94
4.2 實例一：仿真類型與感測器 95
4.2.1 設計要求 95
4.2.2 建模 96
4.2.3 模型運動初步仿真 100
4.2.4 存儲數據檔案 101
4.2.5 生成地塊及添加約束 101
4.2.6 測量 102
4.2.7 生成感測器 103
4.2.8 模型仿真 104
4.3 ADAMS後處理簡介 104
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 104
4.3.2 ADAMS/PostProcessor 的啟動與退出 105
4.3.3 ADAMS/PostProcessor視窗介紹 105
4.4 ADAMS/POSTPROCESSOR使用技巧 106
4.4.1 創建任務和添加數據 106
4.4.2 工具列的使用 108
4.4.3 視窗模式的設定 110
4.4.4 ADAMS/PostProcessor的頁面管理 110
4.5 ADAMS/POSTPROCESSOR輸出仿真結果的動畫 111
4.5.1 動畫類型 111
4.5.2 載入動畫 111
4.5.3 動畫演示 112
4.5.4 時域動畫的控制 112
4.5.5 頻域動畫的控制 113
4.5.6 記錄動畫 114
4.6 ADAMS/POSTPROCESSOR繪製仿真結果的曲線圖 115
4.6.1 由仿真結果繪製曲線圖的類型 115
4.6.2 曲線圖的建立 115
4.6.3 曲線圖上的數學計算 117
4.7 曲線圖的處理 118
4.7.1 曲線數據濾波 119
4.7.2 快速傅立葉變換 120
4.7.3 生成伯德圖 120
4.8 實例二：跳板振動分析 121
4.8.1 動力學模型的建立和仿真分析 121
4.8.2 採用ADAMS/PostProcessor建立和設定曲線圖 122
4.8.3 採用ADAMS/PostProcessor對曲線圖進行操作 124
4.9 實例三：加緊機構仿真後處理 125
4.9.1 細化模型 125
4.9.2 深化設計 131
4.10 本章小結 134
第5章 剛性體建模及仿真分析 135
5.1 模型的建立 135
5.2 定義材料屬性 136
5.3 重命名部件 137
5.4 施加約束 137
5.4.1 創建固定副 137
5.4.2 創建旋轉副 138
5.4.3 創建滑移副 140
5.4.4 柔性約束力 140
5.4.5 施加接觸 141
5.5 施加驅動 143
5.5.1 車輪與車體之間施加旋轉驅動 143
5.5.2 在滑移副上施加平移驅動 143
5.6 求解器設定 144
5.7 仿真 145
5.8 後處理分析 146
5.9 實例一：吊車起吊過程分析 147
5.9.1 創建模型 147
5.9.2 定義材料屬性 148
5.9.3 重命名部件 149
5.9.4 施加約束 149
5.9.5 施加驅動 152
5.9.6 求解器設定 154
5.9.7 仿真 154
5.9.8 後處理分析 155
5.10 實例二：轉盤機構剛體建模及仿真分析 156
5.10.1 模型的建立 156
5.10.2 查看約束 156
5.10.3 施加驅動 157
5.10.4 求解器設定 158
5.10.5 仿真 158
5.10.6 後處理分析 159
5.11 實例三：偏轉摩天輪多剛體動力學仿真分析 159
5.11.1 導入模型 159
5.11.2 定義材料屬性 161
5.11.3 重命名部件 162
5.11.4 渲染模型和布爾運算 163
5.11.5 施加約束 163
5.11.6 施加驅動 165
5.11.7 求解器設定 166
5.11.8 仿真 166
5.11.9 後處理分析 167
5.12 本章小結 169
第6章 剛-柔混合建模 170
6.1 離散柔性連線件 170
6.2 利用有限元程式建立柔性體 171
6.2.1 模態的概念 172
6.2.2 柔性體與剛性體之間的連線 172
6.2.3 柔性體替換剛性體 172
6.3 實例一：模態中性檔案的生成及編輯 173
6.3.1 在ADAMS中導入MNF檔案 174
6.3.2 編輯柔性體 174
6.4 實例二：鐵錘敲擊牆壁剛柔碰撞動力學分析 178
6.4.1 建立模型 178
6.4.2 定義材料屬性 178
6.4.3 渲染模型 179
6.4.4 施加約束 180
6.4.5 施載入荷 181
6.4.6 檢查模型 182
6.4.7 仿真計算 182
6.4.8 柔性體的替換與編輯 182
6.4.9 仿真計算 184
6.4.10 後處理 184
6.5 實例三：鐘擺機構剛體離散及動力學分析 185
6.5.1 創建模型 185
6.5.2 施加約束和驅動 186
6.5.3 仿真 188
6.5.4 創建柔性離散連桿 188
6.5.5 創建剛-柔體間的約束和驅動 189
6.5.6 仿真 191
6.5.7 後處理 191
6.6 本章小結 193
第7章 多柔體動力學仿真 194
7.1 多柔體系統及工程背景 194
7.2 多柔體系統動力學的幾個突出的問題 196
7.3 實例一：連桿機構柔體動力學仿真分析 196
7.3.1 創建模型 196
7.3.2 柔性化連桿機構 199
7.3.3 施加約束和驅動 201
7.3.4 仿真 201
7.3.5 後處理 202
7.4 實例二：風力發電機建模及風載仿真分析 203
7.4.1 導入並編輯模型 204
7.4.2 驅動 205
7.4.3 仿真 206
7.4.4 後處理 206
7.5 本章小結 209
第8章 機電一體聯合仿真 210
8.1 機電一體化系統仿真分析簡介 210
8.2 ADAMS/VIEW控制工具列 211
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 211
8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具列 212
8.2.3 控制模組類型 212
8.2.4 產生控制模組 213
8.2.5 檢驗控制模組的連線關係 214
8.3 實例一：雷達機構的機電聯合仿真 214
8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步驟 214
8.3.2 啟動ADAMS/Controls模組 215
8.3.3 構造ADAMS機械系統樣機模型 215
8.3.4 確定ADAMS的輸入和輸出 218
8.3.5 控制系統適模 222
8.3.6 機電系統聯合仿真分祈 225
8.4 實例二：滾動球體機電聯合仿真分析 227
8.4.1 打開以及瀏覽模型 227
8.4.2 創建控制系統 228
8.4.3 創建感測器信號 229
8.4.4 創建激勵信號 230
8.4.5 編輯控制系統 231
8.4.6 用信號管理器連線信號 231
8.4.7 輸出面板 233
8.4.8 創建MATLAB控制系統 233
8.5 本章小結 235
第9章 ADAMS與其他軟體接口 236
9.1 三維建模軟體與ADAMS 236
9.1.1 Pro/E與ADAMS之間數據傳遞 236
9.1.2 SOLIDWORKS與ADAMS之間數據傳遞 237
9.2 UG與ADAMS之間數據交換 238
9.2.1 UG與ADAMS共同支持的數據格式 238
9.2.2 實例：UG與ADAMS雙向數據交換 238
9.3 本章小結 245
第10章 ADAMS參數化建模及最佳化設計 246
10.1 ADAMS參數化建模簡介 246
10.2 實例一：參數化建模套用 247
10.2.1 雙擺臂獨立前懸架拓撲結構 247
10.2.2 系統環境設定 247
10.2.3 雙擺臂獨立前懸架參數化建模 248
10.3 實例二：前懸架機構最佳化設計分析 254
10.3.1 參數化分析的準備 254
10.3.2 設計研究 257
10.3.3 試驗設計 262
10.3.4 結果分析 269
10.4 本章小結 271
第11章 ADAMS振動分析 272
11.1 振動分析模組簡介 272
11.2 實例一：剛性體衛星振動分析 272
11.2.1 建立模型 273
11.2.2 仿真模型 274
11.2.3 建立輸入通道 275
11.2.4 建立運動學輸入通道和激振器 277
11.2.5 建立輸出通道 278
11.2.6 測試模型 279
11.2.7 驗證模型 281
11.2.8 精化模型 284
11.2.9 最佳化模型 287
11.3 實例二：柔性體衛星振動分析 289
11.3.1 建立模型 289
11.3.2 仿真模型 290
11.3.3 建立輸入通道 291
11.3.4 建立運動學輸入通道和激振器 292
11.3.5 建立輸出通道 294
11.3.6 測試模型 295
11.3.7 驗證模型 296
11.3.8 精化模型 299
11.3.9 最佳化模型 302
11.4 實例三：火車轉向架振動分析 304
11.4.1 建立模型 304
11.4.2 仿真模型 305
11.4.3 定義設計變數 305
11.4.4 建立輸入通道 306
11.4.5 建立輸出通道 307
11.4.6 測試模型 307
11.4.7 後處理 308
11.5 本章小結 311
第12章 耐久性分析 312
12.1 耐久性簡介 312
12.2 實例一：氣缸-曲軸系統耐久性分析 312
12.2.1 導入並熟悉模型 313
12.2.2 約束 313
12.2.3 驅動 313
12.2.4 載入耐久性模組 314
12.2.5 仿真 314
12.2.6 後處理 315
12.3 實例二：斜面拉伸耐久性分析 320
12.3.1 導入並熟悉模型 320
12.3.2 傾斜 321
12.3.3 建立約束 321
12.3.4 創建載荷 322
12.3.5 載入耐久性模組 322
12.3.6 仿真 323
12.3.7 後處理 323
12.4 實例三：懸臂樑耐久性分析 326
12.4.1 創建模型 326
12.4.2 查看模型信息 326
12.4.3 施加約束 329
12.4.4 施載入荷 329
12.4.5 載入耐久性模組 330
12.4.6 仿真 330
12.4.7 重新單向力定義函式 331
12.4.8 重新仿真 331
12.4.9 後處理 332
12.5 本章小結 338
第13章 ADAMS二次開發 339
13.1 定製用戶界面 339
13.1.1 定製選單 341
13.1.2 定製對話框 346
13.2 宏命令的使用 350
13.2.1 創建宏命令 350
13.2.2 在宏命令中使用參數 352
13.3 循環命令和條件命令 356
13.3.1 循環命令 356
13.3.2 條件命令 357
13.4 本章小結 359
第14章 ADAMS模型語言及仿真控制語言 360
14.1 ADAMS的主要檔案介紹 360
14.2 ADAMS/SOLVER模型語言 361
14.2.1 ADAMS/Solver模型語言分類及其語法介紹 361
14.2.2 模型檔案的開頭與結尾 363
14.2.3 慣性單元 364
14.2.4 幾何單元 365
14.2.5 約束單元 367
14.2.6 力元 369
14.2.7 系統模型單元 372
14.2.8 輪胎單元 373
14.2.9 數據單元 375
14.2.10 分析參數單元 377
14.2.11 輸出單元 378
14.3 ADAMS/SOLVER命令及仿真控制檔案 380
14.3.1 ADAMS/Solver命令結構及分類 380
14.3.2 創建ADAMS/Solver仿真控制檔案 387
14.4 本章小結 389
第15章 ADAMS用戶子程式 390
15.1 ADAMS用戶子程式簡介 390
15.1.1 用戶子程式的種類 390
15.1.2 子程式的使用 392
15.2 常用ADAMS用戶子程式簡介 394
15.2.1 使用GFOSUB用戶子程式實例 394
15.2.2 常用用戶定義子程式及實例 396
15.3 功能子程式 403
15.3.1 功能子程式概述 403
15.3.2 功能子程式SYSARY和SYSFNC 405
15.4 本章小結 408
第16章 車輛仿真與設計 409
16.1 創建懸吊系統 409
16.1.1 創建懸吊和轉向系統 410
16.1.2 定義車輛參數 410
16.1.3 後處理 411
16.1.4 推力分析 412
16.1.5 仿真結果繪圖 413
16.1.6 懸吊系統與轉向系統的修改 415
16.1.7 修改後的系統模型分析 416
16.1.8 分析結果 416
16.2 彈性體對懸吊和整車裝配的影響 417
16.2.1 創建懸吊裝配 417
16.2.2 創建彈性體 418
16.3 包含彈性體的整車裝配 419
16.4 本章小結 422
第17章 ADAMS/VIEW 及ADAMS/SOLVER函式 423
17.1 函式類型及建立 423
17.1.1 建立表達式模式下的函式 423
17.1.2 建立運行模式下的函式 424
17.2 ADAMS/VIEW設計函式 424
17.2.1 數學函式 424
17.2.2 位置/方向函式 425
17.2.3 建模函式 426
17.2.4 矩陣/數組函式 427
17.2.5 字元串函式 429
17.2.6 資料庫函式 429
17.2.7 GUI函式組 430
17.2.8 系統函式組 430
17.3 ADAMS/VIEW運行函式及ADAMS/SOLVER函式 431
17.3.1 位移函式 431
17.3.2 速度函式 432
17.3.3 加速度函式 432
17.3.4 接觸函式 432
17.3.5 樣條差值函式 432
17.3.6 約束力函式 433
17.3.7 合力函式 433
17.3.8 數學函式 433
17.3.9 數據單元 434
17.4 函式套用實例 434
17.4.1 定義不同形式的驅動約束 434
17.4.2 定義和調用系統狀態變數 436
17.4.3 度量或請求的定義和調用 437
17.5 本章小結 437
附錄 ADAMS的使用技巧 438
參考文獻 444
