第5章 ADAMSView虚拟样机仿真分析 5.1 ADAMSView函数 5.2 设计变量的创建 5.3 虚拟样机参数化 5.4 约束

2．用户自定义的编译函数
编译函数可以用VC语言编写，然后通过编译同ADAMS/View连接， 产生编译函数的方法如下：
（1）在Path/aview/user_subs目录中复制源代码的模板文件（Path表 示ADAMS2007程序的安装目录）vc_init_usr.c。
（2）通过修改模板文件编写自定义的函数，然后进行调试。 （3）将新的函数添加到注册子程序中。 （4）用ADAMS/View对新函数和修改后的注册子程序进行连接。 （5）在表达式中使用新的函数。
2．速度函数
速度函数返回两个坐标标记之间的线速度或角速度的矢量分量 值，在仿真分析过程中，可以利用速度函数获取对象的速度测量 值。速度函数的应用场合包括：
（1）绘制速度测量图。
（2）产生与速度有关的方程式。
（3）监控对象的速度，当速度达到一定值时，触发特定的事 件。
3．加速度函数
加速度函数返回两个坐标标记之间的线加速度或角加速度的矢 量分量值，在仿真分析过程中，可以利用加速度函数获取对象的 加速度测量值。加速度函数的应用场合包括：
6．对象函数 对象函数中使用的力函数用于返回由模拟单元产生的瞬时力， 包括由于约束和运动产生的力、诸如弹簧阻尼和轴衬等连接产生 的力、作用力等。对象函数用途如下：： （1）绘制力的测量图。 （2）产生与力有关的方程式。 （3）监控对象的力，当力达到一定值时，触发特定的事件。
7．合力函数 合力函数返回两个标记之间的作用力和反作用力的总合力，或 者是仅作用在一个标记上的作用力的合力。
► ADAMS/View设计过程函数
1．用户自定义的解释函数
解释函数由若干插入了表达式的语句组成，可以在命令窗口中产 生。使用解释函数时，ADAMS将用户的参数代入对应的参数名称 所在的函数语句中（产生解释函数时，必须详细说明函数的语句和 参数名称）。
例如：
function create function_name=MID_PT&text_of_expresslon=“LOC_ALONG_LINE （O1，O2，DM（O1，O2））”&argument_names=“O1”，“O2”& type=location_orientation
选择仿真方式
播放设置
5.7虚拟样机优化分析设置
►设计研究分析
Design study：设计研究。每次只分析一个设计参数变化对样 机的影响。在参数设定范围内，每次取一个不同的设计参数值自 动进行仿真分析，完成设计研究后以报表的形式列出每次分析的 数据结果。
。
►设计点的参数化
设计点参数化是参数化方式中最简单实用的方式。
在建模时，首先根据虚拟样机几何实体建模的需要，
创建若干设计点，这些设计点可以作为创建几何实
体的基准点，然后利用这些设计点创建新构件，此
时ADAMS/View自动为新构件创建必要的表达式以
约束构件和设计点之间的关系。在创建设计点时，
如使用Attach Near，则可以在已存在的设计点上创
（1）绘制加速度测量图。
（2）产生与加速度有关的方程式。
（3）监控对象的加速度，当加速度达到一定值时，触发特定 的事件。
4．接触函数 接触函数用于定义碰撞力，在定义不同物体发生间歇的接触现 象时，接触函数非常有用。
5．样条函数 样条函数是一种插值方法，通过样条函数可以获得曲线和曲面 在已知数据点之间的数值。在仿真过程中，可以通过样条函数定 义一个满足所有数据点的光滑函数。样条函数用途如下： （1）用实验数据来定义运动。 （2）用实验数据来定义力。 （3）绘制通过数据点的光滑曲线。
5.2 ADAMS/View函数创建过程
为了能够方便构建函数，ADAMS/View提供了一个使用方便的构造函 数对话框，如图5-1所示。根据正在进行的不同操作，进入构造函数对 话框的方法也不同，ADAMS/View显示的构造函数对话框，分为表达式 和运行过程函数两种工作方式。
表达式输入
函数目录和列表
在ADAMS程序中，用“.”来表示数据库中对象名称的路径。对象 名称的表示方式有两种：一是用对象的根路径表示，另一种是用相 对路径表示。
4．运算符
ADAMS/View允许用户使用运算符将进行各种基本函数组合运算， 形成新的函数，其包括以下类型：
（1）算术运算符（表-2所示），包括分组、取负、求幂、加、 减、乘、除等。运算优先级别表示当表达式包含多个操作符时，先 执行那个操作符。
选择单位
设计变量的初始 值及其范围设置
选择设计变量 是否取任意值
显示参数
5.3 虚拟样机的参数化 ► 表达式应用
表达式是最基本的参数化方式，当表达式中的某一个变量值变 化时，ADAMS/View将自动更新表达式的值。ADAMS/View表达 式可以包括：常数、标准的数学运算符、数学函数、 ADAMS/View中预定义的特殊函数、样机模型中性能参数等。表 达式参数化方法如下：
（1）常数，例如:5（整数）、5.2（实数）、“x”（字符 串）、.model_1.part_2.marker_1（对象）、{“x”，“y”}（字符串矩 阵）、{[1,2]，[3,4]，[5,6]}（实数矩阵）等。
（2）符号常数，符号常数定义了一些常用的数值，表5-1列出了 ADAMS/View的符号常数。
图5-4 Collapse选项作用示意图
2．方向函数f(θ)
应用方向函数f(θ)可以创建标记点、力或运动副等目标对象与 某个标记点的方向约束关系。单击f(θ)出现三种选项：Same As： 该选项使用方法意义和位置函数f(x)一样，只是此时约束的是方向； Along Axis：该选项仅对所约束对象的一个坐标轴产生方向约束； In Plane：该选项可以对所约束对象的两个坐标轴产生方向约束， 使用该选项，将被约束对象的第一个坐标轴指向选择的第一标记点， 被约束对象的第二个坐标轴指向所选的第二个标记点，最后 ADAMS/View自动通过右手法则确定第三个坐标轴的方向。
8．数学函数 数学函数可以应用于数值和矩阵运算，如果输入的是数值，则 返回数值。输入的是矩阵，则返回矩阵。
9．数据单元 数据单元存取用于存取通用系统的各种状态值，例如：数值、 矩阵值、微分值和积分值等。
10．用户自编子程序 用户自编子程序调用功能用于同用户自编子程序交换数据，通 过同自编子程序的数据交换，可以定义参数化的子程序。
（3）函数，函数是由一些自变量组成的表达式，例如：SIN（）， COS（），TAN（）等。
（4）数据库对象及其分量值 通过表达式，可存取数据库中的 数据，包括字符串、实数、整数、数据库对象、数组等。
3．访问数据库
用户可以通过访问数据库查找需要的数据，再利用这些数据生成 新的数据。例如：根据一个构件的速度去计算另一个构件的速度； 根据两坐标系的位置，计算连接的方向。
绘制函数图形
获得对象名称及其 相关数据
计算函数值
5.3 设计变量创建
在参数化分析过程中，使用设计变量可以使ADAMS/View自动地进 行一系列的仿真分析。设计变量创建的方式有两种：一种是使用设 计变量创建对话框，另一种是使用右键弹出菜单中的Create Design Variable命令。
选择设计变量的类型
选择目标函数定义类型
选项栏中选择目标函数 的计算方法
5.5目标函数的创建
在进行参数化仿真分析时需要测量ADAMS/View能够计算的虚 拟样机模型的某一特性，这在优化设计中称为目标函数，在试验 设计中称为响应特性。
选择约束函数定义类型
选项栏中选择约束函数 的计算方法
5.6仿真剧本创建
使用仿真剧本进行模型仿真分析，可以实现一些交互式仿真分 析所不能实现的操作。
运行过程函数用于定义仿真状态之间的约束关系，ADAMS 仅在仿真分析过程中更新运行过程函数值。ADAMS提供的运 行过程函数包括：位移函数、速度函数、加速度函数、接触函 数、样条函数、作用力函数、产生力函数、数学函数、数据单 元存取、用户自编子程序调用、参数和变量等。
► ADAMS/View函数表达式语法
（2）关系运算符（表5-3所示），用以较两个同样类型的对象， 如果两个对象的关系与关系运算符一致，则表达式返回值为True， 否则返回False。
（3）逻辑运算符（表5-4所示），对两个逻辑值进行运算，并返 回一个逻辑值。
（4）字符串/矩阵连接运算符//，如果被连接的对象中有一个是字 符串，则另一个对象作为字符串连接。如果被连接的对象中有一个 或两个是矩阵，则连接后是一个具有相同元素的矩阵。
。
建新的设计点，ADAMS/View使用LOC_RELATIVE
函数为新的设计点创建位置约束表达式。
5.4 约束函数创建
在进行优化设计时，可以创建优化约束来限制优化目标对象的 数值范围。通常优化设计可以允许变量在无限的范围内变化，确 保获得最优化参数配置。但是这种优化往往是不现实的，因为模 型的重量、尺寸、速度和力等一般特性也是优化设计的约束条件。 优化分析中约束函数的定义类似于目标函数。在优化分析中， ADAMS/View能保证约束函数的计算值总是负的，因此不会与目 标函数混合。
3．系统提供的函数
ADAMS/View提供了二百多个设计过程函数，函数构造对话框中 列出所有系统支持的函数。系统提供的设计过程函数包括：数学函 数（Math Functions）、位置和方向函数（Location/Orientation）、 模型函数（Modeling Functions）、数组和矩阵函数（Matrix/array Functions）、字符串函数（String Functions）、数据库函数 （Database Functions）、其他函数（Miscellaneous Functions）等8大 类，附录2中列出了系统提供的常用设计过程函数。
5.1 ADAMS/View函数
ADAMS/View函数包括设计过程函数（Design-time functions）和运行过程函数（Run-time functions）。