ADAMS参数化建模及优化设计
ADAMS参数化建模及优化设计
选择“name_and_position”，弹
出创建刚体对话框，将部件名字
改为.model_1.uca，其余缺省，
点击“OK”
实体名称的创建
Command Navigator→ geometry → create →
shape，双击cylinder，创建
几何实体，在名字框可以改动 几何实体的名称 （一定要将 几何实体创建到它属于的部 件）。
Variable、Real，则创建设计变量.model_1.DV_1，
如图。
同样根据lca_knuckle、tie_knuckle创建设计 变量DV_2、DV_3。
设计变量的修改 在菜单Build中选择Design
Variable、Modify，在对话框，
Units中选择length，Value
test_plane
743.0, 1442.0, 207.0
测试台与转向节铰链联接点
参数化点的创建
通过主工具箱中点快
捷图标创建
通过“Tool”菜单中
的”Command Navigator”
来创建（本例以第二种方 式创建）
菜单命令。随后出现Command Navigator对话框，
找到其中的point,点击前面“+”号展开，在展开后的
万向节的创建 进入Command Navigator对话框，展开constraint、
joint，双击hook。弹出创建对话框，在下拉菜单中选择
Position By Using Markers，通过Marker来为铰定向。 I Marker Name编辑框中右击选择Marker、Create， 弹出创建Marker对话框，先创建属于地面的I Marker，Z 轴为水平方向.改名为“model_1.tierod.MARKER41”，在
ADAMS参数化建模及优化设计 2PPT课件
系统环境设置
工作平面设置：进入菜单 settings working grid…， 在弹出对话框中选择Gloab XZ在主工具箱，点击视图 设置
单位设置 ：菜单Settings— >Units，选择MMKS
消息窗口设置 ：菜单View －>Message Window，在 弹出对话框中点击左下角按 钮Setting，选择Error。
万向节的创建
进入“Command Navigator”对话框， 展开“constraint”、“joint”，双击 “hook”。弹出创建对话框，在下拉 菜单中选择“Position By Using Markers”，通过Marker来为铰定向。
I Marker Name编辑框中右击选择 “Marker”、“Create”，弹出创建 Marker对话框，先创建属于地面的I Marker，Z轴为水平方向.改名为 “model_1.tierod.MARKER41”，在 “Location”中选择点tierod_middle， 菜单中选择“Along Axis Orientation”，选择点hookref。点击 “OK”。
在Joint Name中选择测试台上的平 移铰，在自由度类型下拉菜单中选 择“translational”。
点击“OK”。
参数化分析方法
设计研究 试验设计 优化设计
设计研究步骤
定义设计变量 定义测计变量
关闭对话框后回到创建几何实 体对话框，在“Radius”编辑栏 中输入15，点击“OK”，则几 何体创建成功
模型部件列表
模型示意图
约束的创建
进入“Command Navigator”对话框，展开 “constraint”、“joint”， 双击“spherical”。
【Adams应用教程】第10章ADAMS参数化建模及优化设计
第10章 ADAMS参数化建模及优化设计本章将通过一个具体的工程实例，介绍ADAMS/View的参数化建模以及ADAMS/View 提供的3种类型的参数化分析方法：设计研究(Design study)、试验设计(Design of Experiments, DOE)和优化分析(Optimization)。
其中DOE是通过ADAMS/Insight来完成，设计研究和优化分析在ADAMS/View中完成。
通过本章学习，可以初步了解ADAMS参数化建模和优化的功能。
10.1 ADAMS参数化建模简介ADAMS提供了强大的参数化建模功能。
在建立模型时，根据分析需要，确定相关的关键变量，并将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。
在分析时，只需要改变这些设计变量值的大小，虚拟样机模型自动得到更新。
如果，需要仿真根据事先确定好的参数进行，可以由程序预先设置好一系列可变的参数，ADAMS自动进行系列仿真，以便于观察不同参数值下样机性能的变化。
进行参数化建模时，确定好影响样机性能的关键输入值后，ADAMS/View提供了4种参数化的方法：（1）参数化点坐标在建模过程中，点坐标用于几何形体、约束点位置和驱动的位置。
点坐标参数化时，修改点坐标值，与参数化点相关联的对象都得以自动修改。
（2）使用设计变量通过使用设计变量，可以方便的修改模型中的已被设置为设计变量的对象。
例如，我们可以将连杆的长度或弹簧的刚度设置为设计变量。
当设计变量的参数值发生改变时，与设计变量相关联的对象的属性也得到更新。
（3）参数化运动方式通过参数化运动方式，可以方便的指定模型的运动方式和轨迹。
（4）使用参数表达式使用参数表达式是模型参数化的最基本的一种参数化途径。
当以上三种方法不能表达对象间的复杂关系时，可以通过参数表达式来进行参数化。
参数化的模型可以使用户方便的修改模型而不用考虑模型内部之间的关联变动，而且可以达到对模型优化的目的。
参数化机制是ADAMS中重要的机制。
ADAMS参数化建模及优化设计(doc 35页)
第10章 ADAMS参数化建模及优化设计本章将通过一个具体的工程实例，介绍ADAMS/View的参数化建模以及ADAMS/View 提供的3种类型的参数化分析方法：设计研究(Design study)、试验设计(Design of Experiments, DOE)和优化分析(Optimization)。
其中DOE是通过ADAMS/Insight来完成，设计研究和优化分析在ADAMS/View中完成。
通过本章学习，可以初步了解ADAMS参数化建模和优化的功能。
10.1 ADAMS参数化建模简介ADAMS提供了强大的参数化建模功能。
在建立模型时，根据分析需要，确定相关的关键变量，并将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。
在分析时，只需要改变这些设计变量值的大小，虚拟样机模型自动得到更新。
如果，需要仿真根据事先确定好的参数进行，可以由程序预先设置好一系列可变的参数，ADAMS自动进行系列仿真，以便于观察不同参数值下样机性能的变化。
进行参数化建模时，确定好影响样机性能的关键输入值后，ADAMS/View提供了4种参数化的方法：（1）参数化点坐标在建模过程中，点坐标用于几何形体、约束点位置和驱动的位置。
点坐标参数化时，修改点坐标值，与参数化点相关联的对象都得以自动修改。
（2）使用设计变量通过使用设计变量，可以方便的修改模型中的已被设置为设计变量的对象。
例如，我们可以将连杆的长度或弹簧的刚度设置为设计变量。
当设计变量的参数值发生改变时，与设计变量相关联的对象的属性也得到更新。
（3）参数化运动方式通过参数化运动方式，可以方便的指定模型的运动方式和轨迹。
（4）使用参数表达式使用参数表达式是模型参数化的最基本的一种参数化途径。
当以上三种方法不能表达对象间的复杂关系时，可以通过参数表达式来进行参数化。
参数化的模型可以使用户方便的修改模型而不用考虑模型内部之间的关联变动，而且可以达到对模型优化的目的。
参数化机制是ADAMS中重要的机制。
adams实验报告
ADAMS动力学建模与分析实验报告实验一、曲柄连杆机构、凸轮机构建模与仿真一、实验目的1、掌握ADAMS基本操作方法，熟悉其操作界面以及软件中常用的建模工具；2、分别建立曲柄连杆机构和凸轮机构的动力学模型，仿真其运动。
二、实验流程(一)、曲柄连杆机构1、启动Adams，设置文件名为“qubingliangang”，进入工作界面，设置菜单栏中setting |working grid，将size栏中的x和y 都设置为300mm，将spacing栏中的x和y都输入5mm，按F4，打开坐标显示框；2、创建曲柄，单击Link，设置数值为9cm*1cm*1cm，单击（0,0,0）处，向右拉伸，单击鼠标。
3、创建摇杆，单击回转图标，单击（0,0,0）和（-120,0,0），设置回转中心线，之后鼠标分别点击（0,5,0），（0,10,0），（-120,10,0），（-120,5,0），（0,5,0），单击鼠标右键，完成；4、创建活塞，单击圆柱创建图标，设置长度和半径分别为21cm和0.5cm，在（0,0,0）处单击，向左延伸。
5，在各铰接点处添加转动副，在摇杆与活塞之间创建圆柱幅，在曲柄上添加动力，设置其转动速度为60r/s，则建模完成；6、单击仿真按钮，设置Duration 为5，Step size为0.0001，单击开始，则可以观察到运动仿真结果，如下所示：(二)、凸轮机构1、启动Adams，设置文件名为“tulun”，进入工作界面，设置菜单栏中setting |working grid，将spacing栏中的x和y都输入10mm，按F4，打开坐标显示框；2、创建凸轮，单击多义线图标，选中下面的closed选项，绘制封闭的多义线，依次点击凸轮外表面上的13个点，选择完毕后单击右键生成凸轮曲线。
然后在（0，-130，0）处创建凸轮转动副；3、创建平动部件，单击多义线图标，取消下面的closed选项，绘制不封闭的多义线，选择该曲线上的11个点，选择完毕后单击鼠标右键，生成该曲线；然后单击BOX图标，在下方的选项中选择Add to part，鼠标点击开放的曲线，之后定义盒子的顶点为（-250,50,0），按住鼠标拖动至（250,180,0），释放鼠标，则可建成平动部件；4、在平动部件与地面之间添加移动副；5、单击凸轮接触图标，点击凸轮部件，再单击其他部件曲线部分，建立线-线接触；6、给凸轮添加旋转运动，speed设置为360d；7、分别建立平动部件的位移测量、速度测量和加速度测量；如下图所示为实验结果：实验二、保龄球运动、平抛运动建模与仿真一、实验目的1、掌握ADAMS基本操作方法，熟悉其操作界面以及软件中常用的建模工具；2、分别建立平抛运动和保龄球运动的动力学模型，仿真其运动。
ADAMS参数化建模及优化设计
设计要求：
能产生至少800N的 夹紧力。 手动夹紧，用力不
大于80N。 手动松开时做功最 少。 必须在给定的空间 内工作。 有震动时，仍能保 持可靠夹紧。
模型建立
1、启动ADAMS/View
（1）打开ADAMS/View，欢迎对话框中选择 Create a new model项，输入文件名Latch，选择 OK按钮，如图所示 。
2.7 3.3
2.2 7.6 -1.1 10.5 -5.4 4.5
-875.67 -965.65
-836.23 -920.73 -835.13 -933.55 -866.73 -876.61
取DV_2的取值范围为(-1,1),标准值为0
取DV_4的取值范围为(1,6)，标准值为3 取DV_6的取值范围为(6.5,10)，标准值为8
框，如图9所示。选择工具
置 ， 。
，在参数栏设
依次选取固定支架（ground.block）、滑钩（hook）、 点（-12,1,0），竖直向上拖动鼠标，按下左键。
（9）创建弹簧
在主工具箱施加力工具集选择拉压弹簧阻尼器工 具 。 输入K=800，C=0.5。
选取点（-14,1,0）处滑钩顶点，注意应选取钩上的顶
参数化建模应用实例
以参数化点坐标的方式进行参数化建模
例:
North American Aviation, Inc. 的Earl V. Holman 发明的一个挂锁模型，它能够将运输集装箱的两 部分夹紧在一起。该挂锁共有十二个，在Apollo 登月计划中，它们被用来夹紧登月仓和指挥服务 仓。
(角度测量
在
菜单下选择 ，显示产生角度测量对 话框,选择advanced。 在Measure Name栏，将测量名称改为overcenter_angle。 在Fist Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。 选择在Point_6处的任意一个标记（Marker）。 在Middle Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择 Pick。选择在Point_7处的任意一个标记（Marker）。 在Last Marker栏，按鼠标右键选择Marker，再选择Pick。 选择在Point_3处的任意一个标记（Marker）。设置完 成如图所示。选择OK按钮，显示角度测量窗口。
RSSR机构的ADAMS参数化建模及优化技术研究
RSSR机构的ADAMS参数化建模及优化技术研究CUI Suhua;ZHANG Jingmei;YANG Songlin;DING Zhaopeng【摘要】为对空间RSSR四杆机构进行优化设计,以RSSR机构为研究对象,运用解析法对RSSR机构进行了运动学分析,得出RSSR机构的运动解析式,确定曲柄存在条件的表达式;利用ADAMS软件参数化编程技术,将空间四杆机构关键点参数化,构建三维参数化模型;运用ADAMS软件的二次开发技术,开发了空间RSSR四杆机构的参数化建模及分析优化系统,实现了RSSR机构运动类型的判定、快速建模、机构仿真、运动分析及优化;最后,进行了实例分析.结果表明,对于给定的RSSR机构,系统运动分析优化后,摇杆的角速度、角加速度的最大值和最小值的绝对值明显减小,摇杆摆动速度趋于平稳.研究结果对提高RSSR机构的设计效率、减少设计周期具有参考价值.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】6页(P9-14)【关键词】计算机辅助设计;ADAMS;RSSR;参数化建模;优化设计【作者】CUI Suhua;ZHANG Jingmei;YANG Songlin;DING Zhaopeng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TH112;TH113.2在工业机械中，空间连杆机构比平面杆机构具有更紧凑的结构外形、更复杂的运动形式，可用更少构件实现复杂多样的空间轨迹，工作可靠性更高[1-3]，应用范围广泛。
如剑织机的引纬机构，飞机中的升降舵传动机构、副翼操纵机构等。
含有首末2个转动副和中间2个球面副的空间四杆机构一般用RSSR表示。
近20年，关于空间RSSR四杆机构的研究方法主要有矢量法、解析法、方向余弦矩阵法、复数法、图解法等[4-7]。
图解法需从三维到二维投影变换，作图复杂，在二维平面内难以完整表达机构的三维几何信息，准确性差[8]。
解析法需运用向量或矩阵等数学工具，计算量大，计算机编程复杂[9]。
ADAMS参数化建模及优化设计解析
实体名称的创建
”Command Navigator>“geometry”->“create” >“shape”，双击“cylinder”创 建几何实体，在名字框可以改 动几何实体的名称 （一定要将 几何实体创建到它属于的部 件）。
Marker的创建
“Center Marker”编辑框中， 右击鼠标选择“Marker” ，在 出现的子菜单中点击 “Create”，弹出创建Marker 的对话框,使用缺省名字。 ”Location“编辑框中，右击 鼠标，选择“Pick Location”， 然后用鼠标在图形区中选择 点“uca_knuckle”，在对话 框的下拉菜单中选择“Along Axis orientation”，选择点 “uca_f_center”，见图10-12。 （表示创建的Marker“Z”轴方 向为点“uca_knuckle”指向 点“uca_f_center”方向，这 指定了所创建圆柱体的轴线 方向）
ADAMS参数化建模及优化设计
华中科技大学CAD中心
参数化的四种方法
参数化点坐标 使用设计变量 参数化运动方式 使用参数表达式
参数化建模应用实例
以双摆臂独立前悬架运动学模型为例 以参数化点坐标的方式进行参数化建模
双摆臂独立前悬架拓扑结构
主要部件：上摆臂 （UCA）、下摆臂 （LCA）、转向节 （Knuckle）、横向拉 杆（Tie Rod）、测试 台（Test Plane）、地 面（Ground）
参数化点的确定
能为模型对象位置和方向定位
根据点能创建模型可视化几何实体
模型的参数化表
序号
名称
1 lca_r_center 2 lca_f_center 3 lca_knuckle 4 uca_r_center 5 uca_f_center 6 uca_knuckle 7 tierod_middle 8 tierod_knuckle 9 hookref 10 knuckle_center 11 wheel_center 12 wheel_outer 13 wheel_inner 14 test_plane
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测量函数的定义
前束角测量函数：菜单Build->Measure->Function->New，在对话 框Measure Name中输入.model_1.M_Toe_Angle。选择单位为角度。 上部对话框输入 “ATAN2(DY(.model_1.knuckle.MARKER_18,.model_1.knuckle. MARKER_11,.model_1.ground.orin),DX(.model_1.knuckle.MAR KER_18,.model_1.knuckle.MARKER_11,.model_1.ground.orin)) ”。 外倾角测量，测量名为.model_1.M_Camber_Angle函数定义 为.model_1.M_Camber_Angle “ATAN2(DZ(.model_1.knuckle.MARKER_18, .model_1.knuckle. MARKER_11, .model_1.ground.orin),DX(.model_1.knuckle.MAR KER_18,.model_1.knuckle.MARKER_11,.model_1.ground.orin))” MARKER11是定位于参数化点wheel_inner处，MARKER18定位于 参数化点wheel_center处，ground.orin为地面参考Marker。
设计变量的修改
在菜单Build中选择Design Variable、Modify，在对话框， Units中选择length，Value Range中选择+/- Delta Relative to Value，在－、＋ Delta编辑框 中分别输入-5.0，5.0。选择 Apply键确认，并继续修改设计 变量，所有完成后点击OK按钮确 认。 使用表格编辑器创建和修改设计 变量。选择Tools菜单的Table Editor命令，显示如图表格编辑 器可通过编辑器窗口的底部 Variable项，显示所有的变量； Filters项，显示表格编辑器显示 所有与变量变化有关的特性，包 括：Range、Allowed values和 Delta Type等。通过表格改变设 计变量的有关特性。
ADAMS参数化建模及优化设计
华中科技大学CAD中心
参数化的四种方法
参数化点坐标 使用设计变量 参数化运动方式 使用参数表达式
参数化建模应用实例
以双摆臂独立前悬架运动学模型为例
以参数化点坐标的方式进行参数化建模
双摆臂独立前悬架拓扑结构
主要部件：上摆臂 （UCA）、下摆臂 （LCA）、转向节 （Knuckle）、横向拉 杆（Tie Rod）、测试 台（Test Plane）、地 面（Ground）
上摆臂前端与车体铰链联接点
转向节与上摆臂铰链联接点 左横向拉杆与车体铰链联接点 转向节与横向拉杆铰链联接点 定位万向节（车体上）Z方向点 转向节中心点 轮中心点 定义轮几何实体辅助点 定义轮几何实体辅助点
14
test_plane
743.0, 1442.0, 207.0
测试台与转向节铰链联接点
参数化点的创建
70
长度 -30 -30 270 270 顶端半径 300 300
300
底端半径
Frustum1 Frustum2
wheel_outer wheel_inner
模型示意图
约束的创建
进入“Command Navigator”对话框，展开 “constraint”、“joint”， 双击“spherical”。 在弹出对话框的I、J part Name编辑框中分别输入 uca和knuckle，在 “location”编辑框中选择 点uca_knuckle。点击 “ok”完成创建。
实体名称的创建
”Command Navigator>“geometry”->“create” >“shape”，双击“cylinder”创 建几何实体，在名字框可以改 动几何实体的名称 （一定要将 几何实体创建到它属于的部 件）。
Marker的创建
“Center Marker”编辑框中， 右击鼠标选择“Marker” ，在 出现的子菜单中点击 “Create”，弹出创建Marker 的对话框,使用缺省名字。 ”Location“编辑框中，右击 鼠标，选择“Pick Location”， 然后用鼠标在图形区中选择 点“uca_knuckle”，在对话 框的下拉菜单中选择“Along Axis orientation”，选择点 “uca_f_center”，见图10-12。 （表示创建的Marker“Z”轴方 向为点“uca_knuckle”指向 点“uca_f_center”方向，这 指定了所创建圆柱体的轴线 方向）
系统环境设置
工作平面设置：进入菜单 settings working grid…， 在弹出对话框中选择Gloab XZ在主工具箱，点击视图 设置 单位设置 ：菜单Settings— >Units，选择MMKS 消息窗口设置 ：菜单View －>Message Window，在 弹出对话框中点击左下角按 钮Setting，选择Error。
参数化点的确定
能为模型对象位置和方向定位
根据点能创建模型可视化几何实体
模型的参数化表
序号 名称 坐标值（X, Y, Z） 说 明
1
2 3 4
lca_r_center
lca_f_center lca_knuckle uca_r_center
307.0 ,1560.0, 383.0
307.0, 1285.0, 388.0 686.0, 1414.0, 364.0 384.0, 1564.0, 650.0
Cylinder4
Wheel Cylinder1
knuckle_center
wheel_center
uca_knuckle
wheel_inner
knuckle_center, uca_knuckle
70
15
300
Cylinder2
wheel_center
Location
wheel_outer
Along Axis… wheel_center wheel_center
部件模型的创建
创建空部件
创建几何实体
空部件的创建（以上摆臂为例）
进入“Command Navigator” 对话框，依次展开“part”、 “create”和“rigid_body”， 选择“name_and_position”， 弹出创建刚体对话框，将部 件名字改为.model_1.uca， 其余缺省，点击“OK”
384.0, 1330.0, 708.0
593.0, 1448.0, 686.0 377.0, 1311.0, 471.0 703.0, 1305.0, 459.0 390.0，1311.0，471.0 686.0, 1442.0, 507.0 743.0, 1442.0, 507.0 813.0, 1442.0, 507.0 673.0, 1442.0, 507.0
test_plane
uca_r_center
wheel_center
inplane
test_plane
knuckle
test_plane
创建驱动
在“Command Navigator”>“constraint”->“create”、 “joint”，双击 “motion_generator”。 在“Motion name”改变motion的 名字。在函数类型下拉菜单中选择 “Function”，在编辑框中输入“100*time+100”。在接下来的两个 下拉菜单中分别选择 “displacement”和“Motion On Joint”。 在Joint Name中选择测试台上的平 移铰，在自由度类型下拉菜单中选 择“translational”。 点击“OK”。
约束列表
铰类型 I Part J Part Location Along Axis Orientation
球铰
lca
knuckle
球铰
tierod
knuckle
旋转铰
lca
ground
lca_f_center
lca_r_center
旋转铰
平移副
uca
test_plane
ground
ground
uca_f_center
模型部件列表
部件 Location LCA Cylinder1 Cylinder2 tierod test_plane Knuckle Cylinder1 Cylinder1 Cylinder1 Cylinder2 Cylinder3 lca_knuckle lca_knuckle tierod_knuckle test plane knuckle_center knuckle_center knuckle_center Center Marker Along Axis… lca_f_center lca_r_center tierod_middle wheel_center uca_knuckle lca_knuckle tierod_knuckle 长度（L） DM(object1, object2) lca_knuckle , lca_f_center lca_knuckle , lca_r_center tierod_knuckle ,tierod_middle 20 knuckle_center, uca_knuckle knuckle_center, lca_knuckle knuckle_center, tierod_knuckle 半径 15 15 15 15 120 15 15 15
下摆臂后端与车体铰链联接点
下摆臂前端与车体铰链联接点 转向节与下摆臂铰链联接点 上摆臂后端与车体铰链联接点