admas

ADAMS/Lin ADAMS/Rail ADAMS/Lan

ADAMS軟體簡介
基於虛擬樣機技術的商業軟體ADAMS
3.1 ADAMS軟體概述
ADAMS,即機械系統動力學自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),該軟體是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發的虛擬樣機分析軟體.目前,ADAMS己經被全世界各行各業的數百家主要製造商採用.根據1999年機械系統動態仿真分析軟體國際市場份額的統計資料,ADAMS軟體銷售總額近八千萬美元,占據了51%的份額.
ADAMS軟體使用互動式圖形環境和零件庫,約束庫,力庫,創建完全參數化的機械系統幾何模型,其求解器採用多剛體系統動力學理論中的拉格郎日方程方法,建立系統動力學方程,對虛擬機械系統進行靜力學,運動學和動力學分析,輸出位移,速度,加速度和反作用力曲線.ADAMS軟體的仿真可用於預測機械系統的性能,運動範圍,碰撞檢測,峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等.
ADAMS一方面是虛擬樣機分析的套用軟體,用戶可以運用該軟體非常方便地對虛擬機械系統進行靜力學,運動學和動力學分析.另一方面,又是虛擬樣機分析開發工具,其開放性的程式結構和多種接口,可以成為特殊行業用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發工具平台.ADAMS軟體有兩種作業系統的版本:UNIX版和Windows NT/2000版.本書將以Windows 2000版的ADAMS l2.0為藍本進行介紹.
ADAMS軟體由基本模組,擴展模組,接口模組,專業領域模組及工具箱5類模組組成,如表3-1所示.用戶不僅可以採用通用模組對一般的機械系統進行仿真,而且可以採用專用模組針對特定工業套用領域的問題進行快速有效的建模與仿真分析.
表3-1 ADAMS軟體模組
基本模組
用戶界面模組
ADAMS/View
求解器模組
ADAMS/Solver
後處理模組
ADAMS/PostProcessor
擴展模組
液壓系統模組
ADAMS/hydraulics
振動分析模組
ADAMS/Vibration
線性化分析模組
ADAMS/Linear
高速動畫模組
ADAMS/Animation
試驗設計與分析模組
ADAMS/Insight
耐久性分析模組
ADAMS/Durability
數位化裝配回放模組
ADAMS/DMU Replay
接口模組
柔性分析模組
ADAMS/Flex
控制模組
ADAMS/Controls
圖形接口模組
ADAMS/Exchange
CATIA專業接口模組
CAT/ADAMS
Pro/E接口模組
Mechanical/Pro
專業領域模組
轎車模組
ADAMS/Car
懸架設計軟體包
Suspension Design
概念化懸架模組
CSM
駕駛員模組
ADAMS/Driver
動力傳動系統模組
ADAMS/Driveline
輪胎模組
ADAMS/Tire
柔性環輪胎模組
FTire Module
柔性體生成器模組
ADAMS/FBG
經驗動力學模型
EDM
發動機設計模組
ADAMS/Engine
配氣機構模組
ADAMS/Engine Valvetrain
正時鏈模組
ADAMS/Engine Chain
附屬檔案驅動模組
Accessory drive Module
鐵路車輛模組
ADAMS/Rail
FORD汽車公司專用汽車模組
ADAMS/Pre(現改名為Chassis)
工具箱
軟體開發工具包
ADAMS/SDK
虛擬試驗工具箱
Virtual Test Lab
虛擬試驗模態分析工具箱
Virtual Experiment Modal Analysis
鋼板彈簧工具箱
Leafspring Toolkit
飛機起落架工具箱
ADAMS/Landing Gear
履帶/輪胎式車輛工具箱
Tracked/Wheeled Vehicle
齒輪傳動工具箱
ADAMS/Gear Tool
3.2 ADAMS軟體基本模組
3.2.1 用戶界面模組(ADAMS/View)
ADAMS/View是ADAMS系列產品的核心模組之一,採用以用戶為中心的互動式圖形環境,將圖示操作,選單操作,滑鼠點擊操作與互動式圖形建模,仿真計算,動畫顯示,最佳化設計,X-Y曲線圖處理,結果分析和數據列印等功能集成在一起.
ADAMS/View採用簡單的分層方式完成建模工作.採用Parasolid核心進行實體建模,並提供了豐富的零件幾何圖形庫,約束庫和力/力矩庫,並且支持布爾運算,支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函式.除此之外,還提供了豐富的位移函式,速度函式,加速度函式,接觸函式,樣條函式,力/力矩函式,合力/力矩函式,數據元函式,若干用戶子程式函式以及常量和變數等.
自9.0版後,ADAMS/View採用用戶熟悉的Motif界面(UNIX系統)和Windows界面(NT系統),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據,同時還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包.DS(設計研究),DOE(實驗設計)及optimize(最佳化)功能可使用戶方便地進行最佳化工作.ADAMS/View有自己的高級程式語言,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示,選單和對話框創建和修改工具包,而且具有線上幫助功能.ADAMS/View模組界面如圖3-1所示.
圖3-1 ADAMS/View模組
ADAMS/View新版採用了改進的動畫/曲線圖視窗,能夠在同一視窗內可以同步顯示模型的動畫和曲線圖;具有豐富的二維碰撞副,用戶可以對具有摩擦的二維點-曲線,圓-曲線,平面-曲線,以及曲線-曲線,實體-實體等碰撞副自動定義接觸力;具有實用的Parasolid輸入/輸出功能,可以輸入CAD中生成的Parasolid檔案,也可以把單個構件,或整個模型,或在某一指定的仿真時刻的模型輸出到一個Parasolid檔案中;具有新型資料庫圖形顯示功能,能夠在同一圖形視窗內顯示模型的拓撲結構,選擇某一構件或約束(運動副或力)後顯示與此項相關的全部數據;具有快速繪圖功能,繪圖速度是原版本的20倍以上;採用合理的資料庫導向器,可以在一次作業中利用一個名稱過濾器修改同一名稱中多個對象的屬性,便於修改某一個資料庫對象的名稱及其說明內容;具有精確的幾何定位功能,可以在創建模型的過程中輸入對象的坐標,精確地控制對象的位置;多種平台上採用統一的用戶界面,提供合理的軟體文檔;支持Windows NT平台的快速圖形加速卡,確保ADAMS/View的用戶可以利用高性能OpenGL圖形卡提高軟體的性能;命令行可以自動記錄各種操作命令,進行自動檢查.
3.2.2 求解器模組 (ADAMS/Solver)
ADAMS/Solver是ADAMS系列產品的核心模組之一,是ADAMS產品系列中處於心臟地位的仿真器.該軟體自動形成機械系統模型的動力學方程,提供靜力學,運動學和動力學的解算結果.ADAMS/Solver有各種建模和求解選項,以便精確有效地解決各種工程套用問題.
ADAMS/Solver可以對剛體和彈性體進行仿真研究.為了進行有限元分析和控制系統研究,用戶除要求軟體輸出位移,速度,加速度和力外,還可要求模組輸出用戶自己定義的數據.用戶可以通過運動副,運動激勵,高副接觸,用戶定義的子程式等添加不同的約束.用戶同時可求解運動副之間的作用力和反作用力,或施加單點外力.
ADAMS/Solver新版中對校正功能進行了改進,使得積分器能夠根據模型的複雜程度自動調整參數,仿真計算速度提高了30%;採用新的S12型積分器(Stabilized Index 2 intergrator),能夠同時求解運動方程組的位移和速度,顯著增強積分器的魯棒性,提高複雜系統的解算速度;採用適用於柔性單元(梁,襯套,力場,彈簧-阻尼器)的新算法,可提高S12型積分器的求解精度和魯棒性;可以將樣條數據存儲成獨立檔案使之管理更加方便,並且spline語句適用於各種樣條數據檔案,樣條數據檔案子程式還支持用戶定義的數據格式;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 後處理模組(ADAMS/PostProcessor)
MDI公司開發的後處理模組ADAMS/Postprocessor,用來處理仿真結果數據,顯示仿真動畫等.既可以在ADAMS/View環境中運行,也可脫離該環境獨立運行.如圖3-2所示.
ADAMS/PostProcessor的主要特點是:採用快速高質量的動畫顯示,便於從可視化角度深入理解設計方案的有效性;使用樹狀搜尋結構,層次清晰,並可快速檢索對象;具有豐富的數據作圖,數據處理及檔案輸出功能;具有靈活多變的視窗風格,支持多視窗畫面分割顯示及多頁面存儲;多視窗動畫與曲線結果同步顯示,並可錄製成電影檔案;具有完備的曲線數據統計功能:如均值,均方根,極值,斜率等;具有豐富的數據處理功能,能夠進行曲線的代數運算,反向,偏置,縮放,編輯和生成波特圖等;為光滑消隱的柔體動畫提供了更優的記憶體管理模式;強化了曲線編輯工具列功能;能支持模態形狀動畫,模態形狀動畫可記錄的標準圖形檔案格式有:*.gif,*.jpg,*.bmp,*.xpm,*.avi 等;在日期,分析名稱,頁數等方面增加了圖表動畫功能;可進行幾何屬性的細節的動態演示.
圖3-2 ADAMS後處理模組
ADAMS/PostProcessor的主要功能包括:為用戶觀察模型的運動提供了所需的環境,用戶可以向前,向後播放動畫,隨時中斷播放動畫,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任務;為了驗證ADAMS仿真分析結果數據的有效性,可以輸入測試數據,並測試數據與仿真結果數據進行繪圖比較,還可對數據結果進行數學運算,對輸出進行統計分析;用戶可以對多個模擬結果進行圖解比較,選擇合理的設計方案;可以幫助用戶再現ADAMS中的仿真分析結果數據,以提高設計報告的質量;可以改變圖表的形式,也可以添加標題和注釋;可以載入實體動畫,從而加強仿真分析結果數據的表達效果;還可以實現在播放三維動畫的同時,顯示曲線的數據位置,從而可以觀察運動與參數變化的對應關係.
3.3 ADAMS軟體擴展模組
3.3.1 液壓系統模組(ADAMS/Hydraulics)
套用ADAMS/Hydraulics模組,用戶能夠精確地對由液壓元件驅動的複雜機械系統進行動力學仿真分析.這類複雜機械系統包括:工程機械,汽車制動系統,汽車轉向系統,飛機起落架等.運用ADAMS/Hydraulics模組可以提高機械工程師建立包括液壓迴路在內的機械系統動力學模型的能力,工程師利用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls模組相結合,就可以在同一仿真環境中建造,試驗和觀察包括機-電-液一體化的虛擬樣機.ADAMS/Hydraulics是選裝模組,使用的前提條件是要具備ADAMS/SoIver和ADAMS/View模組.
ADAMS/Hydraulics可以幫助用戶將系統性能仿真與液壓系統設計無縫集成為一體.用戶可以首先在ADAMS/View中建立液壓迴路框圖,然後通過液壓油缸將其連線到機械系統模型中,最後選取最適當的,功能最強的積分器仿真分析整個系統的性能.用戶同時使用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls,可以提供閥體的反饋控制輸入.並且由於液壓系統與機械系統之間的相互作用在計算機內被有機地集成為一體,因此可以方便地進行系統的裝配和仿真試驗.
用戶套用ADAMS/Hydraulics模組,可以建造機械系統與液壓迴路之間相互作用的模型,並在計算機中設定系統的運行特性,進行各種靜態,模態,瞬態和動態分析.例如:可以進行液壓系統峰值壓力和運行壓力的分析,液壓系統滯後特性的分析,液壓系統控制的分析,功率消耗的分析,液壓元件和管路尺寸的分析等.由於ADAMS/Hydraulics採用了與ADAMS/View相同的參數化功能和函式館,因此用戶在液壓元件設計中同樣可以運用設計研究(DS),試驗設計(DOE)以及最佳化(OPTIMIZE)等技術.
3.3.2 振動分析模組(ADAMS/Vibration)
ADAMS/Vibration是進行頻域分析的工具,可用來檢測ADAMS模型的受迫振動(例如;檢測汽車虛擬樣機在顛簸不平的道路工況下行駛時的動態回響),所有輸入輸出都將在頻域內以振動形式描述,該模組可作為ADAMS運動仿真模型從時域向頻域轉換的橋樑.
通過運用ADAMS/Vibration可以實現各種子系統的裝配,並進行線性振動分析,然後
利用功能強大的後處理模組ADAMS/PostProcessor進一步作出因果分析與設計目標設定分析.
採用ADAMS/Vibration模組,可以在模型的不同的測試點,進行受迫回響的頻域分析.頻域分析中可以包含液壓,控制及用戶系統等結果信息;能夠快速準確將ADAMS線性化模型轉入Vibration模組中;能夠為振動分析開闢輸入,輸出通道,能定義頻域輸入函式,產生用戶定義的力頻譜;能求解所關注的頻帶範圍的系統模型,評價頻響函式的幅值大小及相位特徵;能夠動畫演示受迫回響及各模態回響;能把系統模型中有關受迫振動回響的信息列表;為進一步分析能把ADAMS模型中的狀態矩陣輸出到MATLAB及MATRIX中;運用設計研究,DOE及振動分析結果和參數化的振動輸入數指最佳化系統綜合性能.
運用ADAMS/Vibration能使工作變得快速簡單,運用虛擬檢測振動設備方便地替代實際振動研究中複雜的檢測過程,從而避免了實際檢測只能在設計的後期進行且費用高昂等弊病,縮短設計時間,降低設計成本.ADAMS/Vibration輸出的數據還可被用來研究預測汽車,火車,飛機等機動車輛的噪音對駕駛員及乘客的振動衝擊,體現了以人為本的現代設計趨勢.
3.3.3 線性化分析模組(ADAMS/Linear)
ADAMS/Linear是ADAMS的一個集成可選模組,可以在進行系統仿真時將系統非線性的運動學或動力學方程進行線性化處理,以便快速計算系統的固有頻率(特徵值),特徵向量和狀態空間矩陣,使用戶能更快而較全面地了解系統的固有特性.
ADAMS/Linear主要功能特點包括:利用該模組可以給工程師帶來許多幫助:可以在大位移的時域範圍和小位移的頻率範圍間提供一座"橋樑",方便地考慮系統中零部件的彈性特性;利用它生成的狀態空間矩陣可以對帶有控制元件的機構進行實時控制仿真;利用求得的特徵值和特徵向量可以對系統進行穩定性研究.
3.3.4 高速動畫模組(ADAMS/Animation)
ADAMS/Animation是ADAMS的一個集成可選模組,使用戶能藉助於增強透視,半透明,彩色編輯及背景透視等方法精細加工所形成的動畫,增強動力學仿真分析結果動畫顯示的真實感.用戶既可以選擇不同的光源,並互動地移動,對準和改變光源強度,還可以將多台攝像機置於不同的位置,角度同時觀察仿真過程,從而得到更完善的運動圖像.該模組還提供干涉檢測工具,可以動態顯示仿真過程中運動部件之間的接觸干涉,幫助用戶觀察整個機械系統的干涉情況;同時還可以動態測試所選的兩個運動部件在仿真過程中距離的變化.
該模組主要功能是:採用基於Motif/Windows的界面,標準下拉式選單和彈出式對話窗,易學易用;與ADAMS/View模組無縫集成,在ADAMS/View中只需點一下滑鼠就可轉換到ADAMS/Animation;其使用的前提條件是必須要有ADAMS/View模組和ADAMS/Solver模組.
3.3.5 試驗設計與分析模組(ADAMS/Insight)
ADAMS/Insight是基於網頁技術的新模組.利用該模組,工程師可以方便地將仿真試驗結果置於Intranet或Extranet網頁上,這樣,企業不同部門的人員(設計工程師,試驗工程師,計畫/採購/管理/銷售部門人員)都可以共享分析成果,加速決策進程,最大限度地減少決策的風險.
套用ADAMS/Insight,工程師可以規劃和完成一系列仿真試驗,從而精確地預測所設計的複雜機械系統在各種工作條件下的性能,並提供了對試驗結果進行各種專業化統計分析的工具.ADAMS/Insight是選裝模組,既可以在ADAMS/View,ADAMS/Car, ADAMS/Pre環境中運行,也可脫離ADAMS環境單獨運行.工程師在擁有這些工具後,就可以對任何一種仿真進行試驗方案設計,精確地預測設計的性能,得到高品質的設計方案.
ADAMS/Insight採用的試驗設計方法包括全參數法,部分參數法,對角線法,Box-Behnkn法,placket-Bruman法和D-Optimal法等.當採用其他軟體設計機械系統時,工程師可以直接輸入或通過檔案輸入系統矩陣對設計方案進行試驗設計;可以通過掃描識別影響系統性能的靈敏參數或參數組合;可以採用回響面法(Response Surface Methods)通過對試驗數據進行數學回歸分析,以更好地理解產品的性能和系統內部各個零部件之間的相互作用;試驗結果採用工程單位制,可以方便地輸入其他試驗結果進行工程分析;通過網頁技術可以將仿真試驗結果通過網頁進行交流,便於企業各個部門評價和調整機械系統的性能.
另外,ADAMS/Insight能幫助工程師更好地了解產品的性能,能有效地區分關鍵參數和非關鍵參數;能根據客戶的不同要求提出各種設計方案,可以清晰地觀察對產品性能的影響;在產品製造之前,可綜合考慮各種製造因素的影響(例如:公差,裝配誤差,加工精度等),大大地提高產品的實用性;能加深對產品技術要求的理解,強化在企業各個部門之間的合作.套用ADAMS/Insight,工程師可以將許多不同的設計要求有機地集成為一體,提出最佳的設計方案,並保證試驗分析結果具有足夠的工程精度.
3.3.6 耐久性分析模組(ADAMS/Durability)
耐久性試驗是產品開發的一個關鍵步驟.耐久性試驗能夠解答"機構何時報廢或零部件何時失效"這個問題,它對產品零部件性能,整機性能都具有重要影響.MDI公司已經與MTS公司及nCode公司合作,共同開發ADAMS/Durability,使之成為耐久性試驗的完全解決方案.
ADAMS/Durability按工業標準的耐久性檔案格式對時間歷程數據接口進行了一次全新的擴展.目前,該模組支持兩種時間歷程檔案格式:nSoft和MTS的RPC3.ADAMS/Durability可以把上述檔案格式的數據直接輸入到ADAMS仿真模組中去,或把ADAMS的仿真分析結果輸出到這種檔案格式中來.
ADAMS/Durability集成了VTL(Virtual Test Lab)技術.VTL工具箱是由MTS與MDI公司設計及創建的標準機械檢測系統,通過MTS的RPC圖形用戶界面可實施檢測,並保留檢測配置及操作問題,VTL的檢測結果將返回工業標準的RPC格式檔案中,以便由標準分析應用程式使用,一旦得到實際檢測結果,便可以執行預測分析及驗證.
nCode公司的nSoft耐久性分析軟體可以進行應力壽命,局部應變壽命,裂隙擴展狀況,多軸向疲勞及熱疲勞特徵,振動回響,各種焊接機構強度等分析.ADAMS/Durability把以上技術集成在一起,從而使虛擬樣機檢測系統耐久性成為現實.
ADAMS/Durability的主要功能是,可以從nSoft的DAC及RPC3檔案中提取時間記載數據,並將其內插入ADAMS仿真模組中進行分析;可以把REQUEST數據存儲在DAC及MTS RPC3檔案中,把ADAMS仿真結果及測量數據輸出到DAC及MTS RPC3檔案;可以查看DAC及MTS RPC3檔案的頭信息與數據;可以提取DAC及MTS RPC3檔案中的數據並繪圖,以此與ADAMS仿真結果相對照.
3.3.7 數位化裝配回放模組(ADAMS/DMU Replay)
ADAMS/DMU(Digital Mockup)Replay模組是MDI公司與Dassault Systems合作,針對CATIA的用戶推出的全新模組,是運行在CATIA V5中的應用程式,可通過CATIA V5的界面訪問.該模組是ADAMS與CATIA之間數據通訊的橋樑.利用它可以把其他ADAMS產品(如CAT/ADAMS)中得到的分析結果導入到CATIA中進行動畫顯示.
ADAMS/DMU模組的主要功能是:能夠把ADAMS的分析結果導入到CATIA V5中;能夠調整ADAMS部件名稱與CATIA幾何體相一致以便於顯示;能夠用裝配的CATIA幾何體動畫顯示仿真結果;在運動情況下,能產生一般幾何體部件的包絡線,執行動態干涉檢查.
3.4 ADAMS軟體接口模組
3.4.1 柔性分析模組(ADAMS/Flex)
ADAMS/Flex是ADAMS軟體包中的一個集成可選模組,提供了與ANSYS,MSC/NASTRAN,ABAQUS,I-DEAS等軟體的接口,可以方便地考慮零部件的彈性特性,建立多體動力學模型,以提高系統仿真的精度.ADAMS/Flex模組支持有限元軟體中的MNF(模態中性檔案)格式.結合ADAMS/Linear模組,可以對零部件的模態進行適當的篩選,去除對仿真結果影響極小的模態,並可以人為控制各階模態的阻尼,進而大大提高仿真的速度.同時,利用ADAMS/Flex模組,還可以方便地向有限元軟體輸出系統仿真後的載荷譜和位移譜信息,利用有限元軟體進行應力,應變以及疲勞壽命的評估分析和研究.
3.4.2 控制模組(ADAMS/Controls)
ADAMS/Controls是ADAMS軟體包中的一個集成可選模組.在ADAMS/Controls中,設計師既可以通過簡單的繼電器,邏輯與非門,阻尼線圈等建立簡單的控制機構,也可利用通用控制系統軟體(如:Matlab,MATRIX,EASY5)建立的控制系統框圖,建立包括控制系統,液壓系統,氣動系統和運動機械系統的仿真模型.
在仿真計算過程中,ADAMS採取兩種工作方式:其一,機械系統採用ADAMS解算器,控制系統採用控制軟體解算器,二者之間通過狀態方程進行聯繫;其二,利用控制軟體書寫描述控制系統的控制框圖,然後將該控制框圖提交給ADAMS,套用ADAMS解算器進行包括控制系統在內的複雜機械系統虛擬樣機的同步仿真計算.
這樣的機械-控制系統的聯合仿真分析過程可以用於許多領域,例如汽車自動防抱死系統(ABS),主動懸架,飛機起落架助動器,衛星姿態控制等.聯合仿真計算可以是線性的,也可以是非線性的.使用ADAMS/Controls的前提是需要ADAMS與控制系統軟體同時安裝在相同的工作平台上.
3.4.3 圖形接口模組(ADAMS/Exchange)
ADAMS/Exchange是ADAMS/View的一個集成可選模組,其功能是利用IGES,STEP,STL,DWG/DXF等產品數據交換庫的標準檔案格式完成ADAMS與其他CAD/CAM/CAE軟體之間數據的雙向傳輸,從而使ADAMS與CAD/CAM/CAE軟體更緊密地集成在一起.
ADAMS/Exchange可保證傳輸精度,節省用戶時間,增強仿真能力.當用戶將CAD/CAM/CAE軟體中建立的模型向ADAMS傳輸時,ADAMS/Exchange自動將圖形檔案轉換成一組包含外形,標誌和曲線的圖形要素,通過控制傳輸時的精度,可獲得較為精確的幾何形狀,並獲得質量,質心和轉動慣量等重要信息.用戶可在其上添加約束,力和運動等,這樣就減少了在ADAMS中重建零件幾何外形的要求,節省建模時間,增強了用戶觀察虛擬樣機仿真模型的能力.
3.4.4 CATIA專業接口模組(CAT/ADAMS)
為了使ADAMS更方便地與CATIA進行數據交換,Dassault Systems公司與美國MDI公司在著名汽車公司BMW,Chrysler和Peugeot等的大力支持下開發了CAT/ADAMS.
套用CAT/ADAMS可將ADAMS虛擬樣機技術有機地融入CATIA之中,即同時將CATIA的運動學模型,幾何圖形和其他實體信息方便地傳遞至ADAMS;可以對整個產品進行動力學分析,並將分析結果反饋給CATIA;可以進行碰撞檢測和間隙影響研究.採用這樣的接口可以改進仿真精度,提高工程分析的速度和效率,從而快速評價多種設計方案.
3.4.5 Pro/E接口模組(Mechanical/Pro)
Mechanical/Pro是連線Pro/E與ADAMS之間的橋樑.二者採用無縫連線的方式,使Pro/E用戶不必退出其套用環境,就可以將裝配的總成根據其運動關係定義為機構系統,進行系統的運動學仿真,並進行干涉檢查,確定運動鎖止的位置,計算運動副的作用力.
Mechanical/Pro是採用Pro/Develop工具創建的,因此Pro/E用戶可以在其熟悉的CAD環境中建立三維機械系統模型,並對其運動性能進行仿真分析.通過一個按鍵操作,可將數據傳送到ADAMS中,進行全面的動力學分析.
3.5 ADAMS軟體專用領域模組
3.5.1 轎車模組(ADAMS/Car)
ADAMS/Car是MDI公司與Audi,BMW,Renault和Volvo等公司合作開發的整車設計軟體包,集成了他們在汽車設計,開發方面的專家經驗,能夠幫助工程師快速建造高精度的整車虛擬樣機,其中包括車身,懸架,傳動系統,發動機,轉向機構,制動系統等,工程師可以通過高速動畫直觀地再現在各種試驗工況下(例如:天氣,道路狀況,駕駛員經驗)整車的動力學回響,並輸出標誌操縱穩定性,制動性,乘坐舒適性和安全性的特徵參數,從而減少對物理樣機的依賴,而仿真時間只是進行物理樣機試驗的幾分之一.
ADAMS/Car採用的用戶化界面是根據汽車工程師的習慣而專門設計的.工程師不必經過任何專業培訓,就可以套用該軟體開展卓有成效的開發工作.ADAMS/Car中包括整車動力學模組(Vehicle Dynamics)和懸架設計模組(Suspension Design),其仿真工況包括:方問盤角階躍,斜坡和脈衝輸入,蛇行穿越試驗,漂移試驗,加速試驗,制動試驗和穩態轉向試驗等,同時還可以設定試驗過程中的節氣門開度,變速器檔位等.
3.5.2 懸架設計軟體包(Suspension Design)
Suspension Design中包括以特徵參數(前束,定位參數,速度)表示的概念式懸架模型.通過這些特徵參數,設計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.在此基礎上,快速建立包括橡膠襯套等在內的柔體懸架模型.
套用Suspension Design,設計師可以得到與物理樣機試驗完全相同的仿真試驗結果.Suspension Design採用全參數的面板建模方式,藉助懸架面板,設計師可以提出原始的懸架設計方案.在此基礎上,通過調整懸架參數(例如連線點位置和襯套參數)就可以快速確定滿足理想懸樑特性的懸樑方案.
Suspension Design可以進行的懸樑試驗包括:單輪激振試驗,雙輪同向激振試驗,雙輪反向激振試驗,轉向試驗和靜載試驗等,輸出39種標準懸架特徵參數.
3.5.3 概念化懸架模組(CSM)
CSM(Conceptual Suspension Module)概念化懸架模組是一個選裝模組,可作為ADAMS/Car的一部分,也可以單獨使用.利用CSM,通過預先定義懸架運動時或受外力作用時車橋的軌跡,可以在ADAMS/Car中實現懸架的運動分析.
利用CSM不需要建立詳細的多體懸架模型,就可以研究系統級的車輛動力學性能.因為特徵檔案SCF中不包含任何相關的幾何信息,所以CSM模型不但可以與他人(例如:零件供應商)共享懸架特徵檔案(SCF),而且不必擔心泄密.與多體懸架模型相比,CSM提供了懸架的運動性能分析,只注重懸架布局的最終結果,可以快速建立簡化的14DOF的汽車模型,該汽車模型中包含非線性的彈性動力學性能的多體懸架模型.
使用CSM可在同一個車輛裝配中把概念化懸架與多體懸架結合使用;可以通過表格數據(2維或3維的樣條函式)或二元多項式係數定義懸架特徵曲線;從ADAMS/Car多體懸架分析中可以自動產生懸架特徵SCF檔案;用戶可以如同懸架設計模組一樣進行整車的仿真分析.
3.5.4 駕駛員模組(ADAMS/Driver)
ADAMS/Driver是ADAMS軟體包中的一個可選模組,該模組是在德國的IPG-Driver基礎上,經過二次開發而形成的成熟產品.利用ADAMS/Driver,用戶可以確定汽車駕駛員的行為特徵,確定各種操縱工況(例如:穩態轉向,轉彎制動,ISO變線試驗,側向風試驗等),同時確定方向盤轉角或轉矩,加速踏板位置,作用在制動踏板上的力,離合器的位置,變速器檔位,提高車輛動力學仿真的真實感.當同時使用ADAMS/Tire模組和ADAMS/Driver模組時,設計人