ADAMS简介
ADAMS运动学分析

ADAMS运动学分析简介ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款用于进行多体动力学仿真分析的软件。
它是一种基于动力学原理的分析方法,可以用于研究物体的运动与力学关系。
本文档将介绍ADAMS软件的运动学分析功能,并提供一些使用指南。
运动学分析的定义运动学分析是指研究物体运动的位置、速度和加速度等基本特征的分析方法。
ADAMS通过求解物体的运动方程,从而得到物体在运动过程中的位置、速度和加速度等参数。
运动学分析的基本步骤进行运动学分析通常需要以下几个基本步骤:1.建模:首先需要将待分析的物体建模,并定义其运动学参数,如位置、速度和加速度。
2.添加约束:在ADAMS中,可以通过添加约束来定义物体之间的关系,如连接、限制等。
这些约束可以限制物体的运动方式,从而简化分析过程。
3.定义运动:在ADAMS中,可以通过定义初始条件和施加力来模拟物体的运动。
初始条件可以包括物体的初始位置、速度和加速度,而施加的力可以模拟外部作用力、约束力等。
4.运行仿真:通过设置仿真参数,如仿真时间和步长,来运行仿真模拟。
ADAMS会根据模型和参数进行计算,并输出物体的运动学参数。
5.分析结果:仿真完成后,可以通过ADAMS提供的结果分析工具来查看模拟结果,如位置、速度和加速度等。
ADAMS运动学分析的特点ADAMS作为一款专业的多体动力学仿真软件,具有以下特点:1.精确性:ADAMS采用高精度的求解方法,可以准确地求解物体的运动学方程,从而得到准确的运动学参数。
2.灵活性:ADAMS提供了丰富的建模和约束选项,可以灵活地建立各种复杂的物体模型,并定义各种约束关系。
3.可视化:ADAMS提供了直观的可视化界面,可以对模型进行可视化操作,并实时显示仿真结果。
4.可扩展性:ADAMS支持多种扩展模块和接口,可以与其他CAE软件和编程语言进行集成,方便进行进一步分析和开发。
ADAMS_从入门到精通

启动时的ADAMS/View主窗口:
窗口名称栏 主工 具箱 菜单栏 快捷工 具栏
欢迎 窗口
工作屏 幕区
视图方向
状态栏
3.4 ADAMS/View程序屏幕
1. 2.
3.
4. 5.
6.
ADAMS/View主窗口部分功能如下: 主工具箱—展示各种常用命令的快捷键; 命令菜单栏—包括了ADAMS/View程序的全部 命令; 快捷工具栏—设置了一些最基本的文件和编辑 命令的快捷按钮; 工作屏幕区—显示样机模型的区域; 工作栅格—在工作区显示栅格的目的是利于建 模; 状态栏—显示操作过程中的各种信息和提示;
ADAMS--虚拟样机从入门到精 通
介绍内容:
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.
软件简介 软件基础知识 ADAMS软件操作初步 虚拟样机几何建模 约束机构 施加载荷 ADAMS/View建模的相关技术 样机仿真分析及调试
9.
10.
11.
仿真结果后处理 参数化建模与设计 样机的参数化分析
第 1章
ADAMS主模块:
ADAMS基本应用程序
ADAMS/View
ADAMS/Solver
ADAMS/PostProcessor
基本环境
求解器
后处理
Mechanism /Pro
/Driver /Hydraulics
/Animation
/Driveline
/Car
ADAMS 附加程序模块
/Control
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。 ADAMS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。
ADAMS软件基本操作

2)输入对话框中的文本输入栏,可以利用弹出式菜单 进行对象或文件名的选择、浏览、复制、修改,输入值的 复制、修改和参数化处理等操作。
3)后处理图标中的各种对象,例如:曲线、标题、坐 标、符号标记等。
自ADAMS9.0版本开始.ADAMS/View采用了Windows风格的操 作界面和各种操作习惯,使得ADAMS/View9.0版以后的程序 操作界面非常友好。
ADAMS/Solver程序模块
ADAMS/So1ver是求解机械系统运动学和动力学 问题的程序.
完成样机分析的准备工作以后,ADAMS/View程序可 以自动地调用ADAMS/So1ver模块,求解样机模型的静力 学、运动学或动力学问题,完成仿真分析以后再自动地 返回ADAMS/View操作界面。因此,—般用户可以将ADAMS /Solver的操作视为一个“黑匣子”,只需熟悉ADAMS/V iew的操作,即可完成建模和整个分析过程。
values表示命令参数,对应于命令输入对话框中 的各种输入或选择值。
命令语言示例
定义一个旋转 副。其中:“!” 以后的内容为注 释内容。在命令 行的结尾添加一 个“&”符号, 表示该行没有结 束,输入的下一 行仍然是本行的 内容。
关于使用命令窗口输入命令的详细操作方法可以参见用户手册。
使用命令浏览器
5.2 ADAMS/View命令的基本操作
5.2.1主工具箱 5.2.2命令菜单 5.2.3弹出式菜单 5.2.4对话框 5.2.5鼠标的应用 5.2.6使用命令窗口和命令浏览器
5.2.1主工具箱
位置I,J 说明
ADAMS简介

Cartesian(直角)
Cylindrical(圆柱)
Spherical(球)
ADAMS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。
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。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3章、ADAMS/View建模仿真步骤
ADAMS/View 建模仿真步 骤:
复杂机器仿真时 要循序渐进
ADAMS简介
介绍内容:
第1章、软件介绍 第2章、基本知识 第3章、ADAMS/View仿真步骤 第4章、几何建模 第5章、ADAMS/View的约束 第6章、ADAMS/View中的载荷 第7章、仿真分析 第8章、实例讲解
第1章、软件介绍
1.1、ADAMS介绍 ADAMS是英文Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems的缩写, 是由美国MDI公司(Mechanical 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。
Mechanism /Pro
/Driver /Hydraulics
ADAMS基础介绍

修改几何外形
方法如下:
拖动控制点(Hotpoints ) 使用对话框:适合几何需要精确尺寸
当承受作用力时会变形
Point Masses
可移动的零件 具有质量但沒有惯性矩
Ground Part
在每一个 model 都存在 永远保持固定不动 model建立时会自动建立 不会对 model 增加 DOF
ADAMS软件核心模块
2.实体建模
14
机械系统动力学分析软件
REFINE • 输入法则(Methodology) •加入摩擦 滑动等参数 • What if? • 建立参数(Parameters) • 建立变量(Variables) • 执行实验设计 • 敏感度研究 •实验设计 • 加入控制与柔性性
改善品质
ITERATE
改善效率 产品改善
OPTIMIZE • 最优化(Optimization) AUTOMATE • 使用宏Macro命令 • 自定义对话框
当前坐标值
7
机械系统动力学分析软件
ADAMS/View 工具栏浏览
1 3 5 7 4 4 6 8 2 1 几何建模 2 测量 3 恢复/重做 8 力 13 上下视图
铰接
5 色盘
14 背景视图
15 其它 9 10 9 动态浏览 11 12 13 6 运动驱动 7 移动 10 动态浏览 14 15 16 11 前后视图 16 视窗布置17Fra bibliotekTorus
ADAMS软件核心模块
2.实体建模
机械系统动力学分析软件
几何实体建造(续)
Type Links
Tool
Graphic
Parameters
清华大学ADAMS基础教程

全局坐标系(GCS) 局部坐标系(PCS) 坐标系标记(CSM)
CADTC
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
ADAMS模型历史树 CADTC
清华大学
ADAMS 计算机辅助设计 教学中心
“爬-走-跑”方法CADTC
不要一次建立整个机构模型 确定每次增加的组件正确工作 经常验证你的模型 避免复杂的调试
用户也可以将模型输入或输出为下列文件:
几何模型文件(STEP、IGES、DWG等等) ADAMS/Solver输入和分析结果
测试和表格数据
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
第二章重点
CADTC
区别零件和几何体 了解零件和几何体的不同类型 创建构造几何体 创建几何实体 修改实体 列出实体信息
o限制零件间的相对运动 o代表“理想化”的联接 o在ADAMS/Solver中代表一个代数方程
所有的约束都限制系统的平动或转动自由度 限制的自由度数目和类型取决于使用的约束类型 约束一般需要:
o两个零件 o位置 o方向
清华大学 计算机辅助设计
教学中心
MSS中的自由度 CADTC
“自由度”(Degree of Freedom)意味着实体移动的 特定方式。 有两种DOF类型:
在ADAMS/View中,用户可以通过绘制几何体来表示刚体。 ADAMS/View提供了几何体库来创建刚体
o构造几何体 无质量的原始对象,例如云线等等 用来定义其它几何体
o几何实体 有质量的原始几何体,例如立方体(box)、连杆(link) 可以基于构造几何体 自动计算质量属性
新的几何体必须“属于”零件。用户每次创建新的几何体,可 以选择一些操作:
Adams运动副简介

ADAMS运动副之简介
主要包括五部分:一般运动副、虚约束、运动发生器、高副、一般函数约束
其中比较常用的是一般运动副:旋转副、万向节副(虎克铰)、固定副、移动副、恒速度副、槽副、圆柱副、耦合副、曲线-曲线凸轮副、球副、螺旋副、平面副、齿轮副。
对于任何机构而言,都是通过不同的运动副将许多构件连接在一起组成的。
对于相同的构件组采用不同的运动副,那么实现的功能也就不同;同样的对于同一个运动副,它所连接的构件不同,其设计结果也是不同的。
运动副在机构中占有重要的地位,通过设计构件、以及其连接方式(运动副),便可得到预定的功能要求,因而在以后将陆续对上述运动副的使用进行比较详细的讲解。
ADAMS 2023动力学分析与仿真从入门到精通

ADAMS 2023动力学分析与仿真从入门到精通简介ADAMS(Advanced Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于进行动力学分析和仿真的强大工具。
它可以帮助工程师和设计师在产品开发过程中预测和优化机械系统的性能。
无论是汽车、飞机还是机械设备,ADAMS都可以用来模拟其在不同工况下的动态行为。
本文档将介绍ADAMS 2023的基本概念和操作指南,从入门到精通,帮助读者快速上手并掌握ADAMS的使用方法。
1. ADAMS简介1.1 ADAMS的定义ADAMS是一种基于多体动力学理论的仿真软件,它能够对复杂的机械系统进行动力学分析和仿真,并提供详细的结果和可视化的模拟效果。
它主要用于评估系统的运动性能、力学特性和振动响应,是工程师进行设计优化和故障排查的重要工具。
1.2 ADAMS的应用领域ADAMS广泛应用于汽车、航空航天、机械设备等领域,用于模拟和分析复杂机械系统的动态行为。
例如,汽车制造商可以使用ADAMS来评估车辆的悬挂系统、转向动力学和车身振动特性;航空航天公司可以使用ADAMS来模拟飞机的飞行动力学和振动响应。
2. ADAMS基本概念2.1 多体系统ADAMS将机械系统建模为多个刚体之间的约束系统。
每个刚体包含了几何特征、质量和惯性属性。
通过在刚体之间添加约束和运动条件,可以建立复杂的多体系统模型。
2.2 约束约束用于描述刚体之间的相对运动关系。
ADAMS提供了各种类型的约束,如平面、关节、铰链等。
通过正确定义约束条件,可以模拟系统的运动和力学特性。
2.3 运动条件运动条件用于描述系统的运动。
ADAMS提供了多种运动模式,如位移、速度、加速度和力矩等。
通过在刚体上施加运动条件,可以模拟系统的各种运动情况。
3. ADAMS操作指南3.1 ADAMS界面ADAMS的用户界面由多个工具栏、菜单和窗口组成。
主要包括模型浏览器、属性编辑器、运动学模块、仿真控制和结果查看器等。
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6.1 概述
2 ADAMS软件仿真的基本步骤
机械 系统 建模
☆几何建模 ☆施加运动副和运动驱动 ☆施加载荷
仿真 分析
☆设置测量和仿真输出 ☆进行仿真分析
结果 分析
☆回放仿真结果 ☆绘制仿真结果曲线
6.1 概述
2 ADAMS软件仿真的基本步骤
结果 验证
☆输入实验数据 ☆绘制实验数据曲线
与实验数 据一致?
☆ 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
☆ 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。
6.2 ADAMS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。
☆ 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。
6.2 ADAMS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。
☆ 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。
6.2 ADAMS软件的模块
☆ 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
1 ADAMS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 机械系统仿真软件ADAMS运用技术简介
6.1 概述
机械系统运动/动力学软件分析流程
建模
求解
几何模型
物理模型
数学模型
分析结果
物理建模
数学建模
数值分析
求解器
初始计算条件
方程自动组集
分析迭代
6.1 概述
ADAMS ( Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)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。
※ 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/Tire Handling和MSC.ADAMS/3D Road)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。
Y 重复 分析
改进 N 系统
模型
☆设置可变参数 ☆定义设计变量
☆增加摩擦力,改进载荷系数 ☆定义柔性物体和连接 ☆定义控制
优化 分析
☆研究主要设计影响因素 ☆最优化设计
6.2 ADAMS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。
6.1 概述
1 ADAMS软件的ຫໍສະໝຸດ 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。
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。
☆ 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。