【正文】 二、簡(jiǎn)單幾何體ADAMS／View提供了表2－2所示若干常用基本形體圖庫(kù)，利用這些參數(shù)化圖庫(kù)，可以方便地繪制一些基本形體，簡(jiǎn)單形體幾何建模的步驟如下：（1）在幾何建模庫(kù)中選點(diǎn)三維實(shí)體建模工具圖標(biāo)在參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新構(gòu)件New Part，或是添加幾何體到己有的構(gòu)件Add to Part，還是添加幾何體到地面上On Ground。根據(jù)狀態(tài)欄提示，選擇繪制點(diǎn)的位置。首先選擇點(diǎn)是放置到Ground上（Add to Ground），或者放置到另一個(gè)構(gòu)件上（Add to Part）。標(biāo)記坐標(biāo)Marker具有位置和方向，可用于定義力的作用位置，定義Part的幾何形狀和方向、形心的位置，定義Part的約束位置和方向，定義運(yùn)動(dòng)的方向等。這些基本幾何形狀沒(méi)有質(zhì)量，主要用于定義其它的幾何形狀和形體。也可以通過(guò)命令來(lái)建立幾何模型。圖2－1 ADAMS／View主工具箱按住右鍵不放，將鼠標(biāo)拖至所選的建模工具按鈕，然后松開(kāi)右鍵，選擇有關(guān)建模工具。（6）優(yōu)化分析（Optimize）：進(jìn)行主要設(shè)計(jì)影響因素研究、進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究、進(jìn)行最優(yōu)化研究。（3）驗(yàn)證模型（Validate）：輸入試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)、添加試驗(yàn)曲線(xiàn)。用戶(hù)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的成本、重量、裝配及約束條件，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的零部件載荷，預(yù)測(cè)其使用壽命、可靠性，解決發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。9．轎車(chē)模塊（ADAMS/Car)ADAMS/Car是MDI公司與Audi、BMW、Renault和Volvo等公司合作開(kāi)發(fā)的整車(chē)設(shè)計(jì)軟件，包括車(chē)身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)等，集成了這些公司在汽車(chē)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，幫助設(shè)計(jì)師快速建造高精度的整車(chē)虛擬樣機(jī)，直觀(guān)地再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下整車(chē)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、乘坐舒適性和安全性的特征參數(shù)，從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴(lài)。8．圖形接口模塊(ADAMS/Exchange)ADAMS/Exchange利用IGES、STEP、STL、DWG/DXF等產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)文件格式，導(dǎo)入零件的幾何模型，完成ADAMS與其他CAD/CAM/CAE軟件之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸，實(shí)現(xiàn)ADAMS與CAD/CAM/CAE軟件集成。結(jié)合ADAMS/Linear模塊，對(duì)零部件的模態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，控制模態(tài)的阻尼，去除對(duì)仿真結(jié)果影響小的模態(tài)，提高仿真的速度。能夠快速準(zhǔn)確將ADAMS線(xiàn)性化模型轉(zhuǎn)入Vibration模塊中；能夠?yàn)檎駝?dòng)分析開(kāi)辟輸入、輸出通道，能定義頻域輸入函數(shù)，產(chǎn)生用戶(hù)定義的力頻譜；能求解所關(guān)注的頻帶范圍的系統(tǒng)模型，評(píng)價(jià)頻響函數(shù)的幅值大小及相位特征；能夠動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)態(tài)響應(yīng)及各模態(tài)響應(yīng)；將系統(tǒng)模型中有關(guān)受迫振動(dòng)響應(yīng)的信息列表；將ADAMS模型中的狀態(tài)矩陣輸出到MATLAB及MATRIX中；運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)及振動(dòng)分析結(jié)果和參數(shù)化的振動(dòng)輸入數(shù)指優(yōu)化系統(tǒng)綜合性能。該模塊與ADAMS View模塊實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成。4．動(dòng)畫(huà)模塊(ADAMS/Animation)ADAMS/Animation是ADAMS的一個(gè)集成可選模塊，用戶(hù)能借助于增強(qiáng)透視、半透明、彩色編輯及背景透視等方法精細(xì)加工所形成的動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)動(dòng)力學(xué)仿真分析結(jié)果動(dòng)畫(huà)顯示的真實(shí)感。ADAMS/Postprocessor功能主要包括：提供用戶(hù)觀(guān)察模型運(yùn)動(dòng)所需的環(huán)境，播放動(dòng)畫(huà)，選擇觀(guān)察視角。用戶(hù)同時(shí)可求解運(yùn)動(dòng)副之間的作用力和反作用力，或施加單點(diǎn)外力。ADAMS/Solver有各種建模和求解選項(xiàng)，以便精確有效地解決各種工程應(yīng)用問(wèn)題。除此之外，還提供了豐富的函數(shù)庫(kù)，如位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)單元函數(shù)、用戶(hù)子程序函數(shù)等。四、Adams模塊Adams模塊包括基本模塊(View、Solver、Postprocessor)、擴(kuò)展模塊(Hydraulics、Vibration、Linear、insight、Durability)、專(zhuān)業(yè)模塊(Car、Engine、Driveline、EDM、EngineChain等)、接口模塊、專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類(lèi)模塊組成，用戶(hù)不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專(zhuān)用模塊針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。（5）具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，允許用戶(hù)集成自己的子程度。三、ADAMS特點(diǎn)（1）利用交互式圖形環(huán)境和零件、約束、力庫(kù)建立系統(tǒng)參數(shù)化模型。如果系統(tǒng)的自由度不為零，通過(guò)分析初始條件，判定是進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析還是靜力學(xué)分析，然后通過(guò)積分器求解矩陣方程。二、ADAMS的分析和計(jì)算方法ADAMS采用多體動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，選取系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)剛體質(zhì)心在慣性參考系中的三個(gè)直角坐標(biāo)和確定剛體力位的三個(gè)歐拉角作為笛卡爾廣義坐標(biāo)，用帶乘子的拉格朗日方程處理具有多余坐標(biāo)的完整約束系統(tǒng)或非完整約束系統(tǒng)，導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)方程。（3）模型細(xì)化添加摩擦、定義柔性體、施加作用力函數(shù)、定義控制。ADAMS分析流程包括以下幾個(gè)方面：（1） 創(chuàng)建仿真模型在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)模型時(shí)，首先要?jiǎng)?chuàng)建具有質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等物理特性的零件（Part），利用Adams/View約束庫(kù)創(chuàng)建兩個(gè)零件之間的約束副(Contrain)，確定零件之間的連接以及兩構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，ADAMS利用其提供的試驗(yàn)分析功能，用戶(hù)可以快速研究多個(gè)設(shè)計(jì)變量，并將仿真計(jì)算結(jié)果以圖表和曲線(xiàn)形式表達(dá)出來(lái)，也可以通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)觀(guān)察這些結(jié)果。利用ADAMS ，設(shè)計(jì)人員能夠建立機(jī)械系統(tǒng)虛擬樣機(jī)，在物理樣機(jī)制造之前，分析其工作性能，幫助用戶(hù)更好地理解系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案比較和優(yōu)化等。ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行系統(tǒng)的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線(xiàn)。Adams開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊類(lèi)理虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。最后，通過(guò)添加力(Force)和力矩(Torque)，設(shè)置測(cè)量和仿真輸出，進(jìn)行仿真分析，獲得仿真結(jié)果曲線(xiàn)。（4） 參數(shù)化和優(yōu)化分析為了便于比較不同的設(shè)計(jì)方案，可以定義設(shè)計(jì)點(diǎn)和設(shè)計(jì)變量，將模型進(jìn)行參數(shù)化，通過(guò)修改設(shè)計(jì)參數(shù)自動(dòng)地修改仿真模型。Adams的計(jì)算程序應(yīng)用了吉爾(Gear)的剛性積分算法以及稀疏矩陣技術(shù)，大大提高了計(jì)算效率。如果在仿真時(shí)間結(jié)束前，不發(fā)生雅可比矩陣奇異或矩陣結(jié)構(gòu)奇異(如位置鎖死)，則仿真成功，可以進(jìn)入后處理，進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的測(cè)量及繪制曲線(xiàn)。（2）分析類(lèi)型包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和準(zhǔn)靜力學(xué)分析，以及線(xiàn)性和非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析，剛體和柔性體分析。（6）自動(dòng)輸出位移、速度、加速度和反作用力，仿真結(jié)果顯示為動(dòng)畫(huà)和曲線(xiàn)圖形。1．用戶(hù)界面模塊(ADAMS／View)ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一，具有強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，主要用于前處理(建模)。ADAMS/View有自己的高級(jí)編程語(yǔ)言，支持命令行輸入命令和C++語(yǔ)言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對(duì)話(huà)框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線(xiàn)幫助功能。ADAMS/Solver可以對(duì)剛體和彈性體進(jìn)行仿真研究。3．后處理模塊(ADAMS/Post Processor)ADAMS/Postprocessor用來(lái)處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示仿真動(dòng)畫(huà)等。試驗(yàn)驗(yàn)證：為了驗(yàn)證ADAMS仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性，導(dǎo)入測(cè)試數(shù)據(jù)，并與仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)分析?？梢赃x擇不同的光源，并交互地移動(dòng)、對(duì)準(zhǔn)和改變光源強(qiáng)度，還可以將多臺(tái)攝像機(jī)置于不同的位置、角度同時(shí)觀(guān)察仿真過(guò)程，從而得到更完善的運(yùn)動(dòng)圖像。5．振動(dòng)分析模塊(ADAMS/Vibration)ADAMS/Vibration是進(jìn)行頻域振動(dòng)分析的工具。ADAMS/Vibration輸出的數(shù)據(jù)還可被用來(lái)研究預(yù)測(cè)汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)等機(jī)動(dòng)車(chē)輛的噪音對(duì)駕駛員及乘客的振動(dòng)沖擊，體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代設(shè)計(jì)趨勢(shì)。同時(shí)，可以輸出系統(tǒng)仿真后的載荷譜和位移譜信息，利用有限元軟件進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變以及疲勞壽命的評(píng)估分析和研究。ADAMS/Exchange自動(dòng)將圖形文件轉(zhuǎn)換成一組包含外形、標(biāo)志和曲線(xiàn)的圖形要素，通過(guò)控制傳輸時(shí)的精度，獲得較為精確的幾何形狀和質(zhì)量、質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等信息，增強(qiáng)ADAMS建立仿真模型的能力。ADAMS/Car中包括整車(chē)動(dòng)力學(xué)模塊(Vehicle Dynamics)和懸架設(shè)計(jì)模塊(Suspension Design)，其仿真工況包括：方問(wèn)盤(pán)角階躍、斜坡和脈沖輸入、蛇行穿越試驗(yàn)、漂移試驗(yàn)、加速試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向試驗(yàn)等，同時(shí)還可以設(shè)定試驗(yàn)過(guò)程中的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、變速器檔位等。ADAMS／View是一個(gè)功能強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，可以建模、仿真并優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)模型，快速分析多個(gè)設(shè)計(jì)變量并得到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。如試驗(yàn)曲線(xiàn)與仿真曲線(xiàn)一致則進(jìn)入步驟5，否則進(jìn)入步驟4。（7）宏操作（Automate）：定制用戶(hù)界面、創(chuàng)建用戶(hù)對(duì)話(huà)框、以宏的形式記錄并重新進(jìn)行模型操作，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)化設(shè)計(jì)。選擇建模工具后，主工具箱下部將顯示所選建模工具基本參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)欄。選擇菜單Build→Bodies→Geometry命令，顯示圖21所示建模工具對(duì)話(huà)框。Point和Marker是最常用的幾何建模輔助工具。例如：連桿有3個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)，如圖2－2所示，兩個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)定義連桿的兩個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)標(biāo)記坐標(biāo)定義連桿的質(zhì)心。然后選擇是否要將附近的對(duì)象同點(diǎn)關(guān)聯(lián)，Don＇t Attach選項(xiàng)表示不關(guān)聯(lián)，Attach Near選項(xiàng)表示關(guān)聯(lián)。如果對(duì)象周?chē)性S多其他對(duì)象而難以選擇，可以將鼠標(biāo)置于該對(duì)象上，按右鍵將顯示圖2－4所示的對(duì)象列表，在列表中選需要放置點(diǎn)的對(duì)象。（2）參數(shù)設(shè)置欄，選擇輸入有關(guān)尺寸參數(shù)。如果在參數(shù)設(shè)置欄設(shè)置了根據(jù)輸入的尺寸數(shù)值產(chǎn)生形體，則已設(shè)置數(shù)值的尺寸將不隨鼠標(biāo)拖動(dòng)而變化。2．有1個(gè)熱點(diǎn)控制板厚拉伸體Extrusion拉伸端面(Profile)長(zhǎng)(Length)或拉伸路徑拉伸實(shí)體或薄殼(Closed／Open)拉伸方向：向前、對(duì)中、向后1．拉伸端面的頂點(diǎn)均為熱點(diǎn)，修改這些熱點(diǎn)的位置，可以改變端面形狀2．另有一個(gè)熱點(diǎn)定義長(zhǎng)度回轉(zhuǎn)形體Revolution回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)面(Profile)回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)實(shí)體或薄殼(Closed／Open)L．回轉(zhuǎn)面的頂點(diǎn)均為熱點(diǎn)，可以通過(guò)修改這些熱點(diǎn)，改變回轉(zhuǎn)面以及回轉(zhuǎn)形體形狀2．回轉(zhuǎn)面不能同回轉(zhuǎn)軸相交1．長(zhǎng)方體（1）在幾何建模庫(kù)中選點(diǎn)長(zhǎng)方體建模工具按鈕，在主工具箱的下方顯示長(zhǎng)方體建模參數(shù)的輸入對(duì)話(huà)框， 在參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新Part，還是將長(zhǎng)方體添加到現(xiàn)有Part之上，或者是添加到Ground上。（2）在在主工具箱的下方顯示連桿建模參數(shù)的輸入對(duì)話(huà)框參數(shù)設(shè)置欄，設(shè)置是產(chǎn)生新構(gòu)件（New Part），還是將連桿添加到現(xiàn)有構(gòu)件（Add to Part），或者是要添加到地面(On Ground)。（5）按照屏幕下方狀態(tài)欄的提示：Pick one end，then draw to the other end，用鼠標(biāo)確定起始繪圖點(diǎn)。三、復(fù)雜幾何體1．利用布爾運(yùn)算組合將若干個(gè)基本形體進(jìn)行布爾運(yùn)算可以構(gòu)成形狀復(fù)雜的幾何形體。表2－4 幾何體特征快捷圖標(biāo)功能參數(shù)設(shè)置說(shuō) 明Chamfer倒角斜面的寬度（Width）Fillet圓角圓角半徑（Radius）末端半徑值（End Radius）要求圓角半徑變化時(shí)，需選擇End Radius項(xiàng)，輸入末端半徑值，此時(shí)圓角半徑為起始半徑Hole開(kāi)孔Hole 半徑（Radius）深度（Depth）半徑和深度的設(shè)置，不能使幾何體分成兩塊Boss凸圓半徑（Radius）高度（Height）Hollow抽殼殼體厚度添加細(xì)節(jié)特征的一般步驟如下：（1）選取有關(guān)細(xì)節(jié)特征工具的按鈕。（1）拖動(dòng)熱點(diǎn)：點(diǎn)擊所繪幾何圖形，會(huì)出現(xiàn)若干熱點(diǎn)。根據(jù)修改對(duì)話(huà)框的提示，修改和輸入有關(guān)參數(shù)。左鍵選中需要修改的對(duì)象，在彈出式修改對(duì)話(huà)框中，選擇按鈕，顯示熱點(diǎn)的位置表。有兩種方法進(jìn)入構(gòu)件特性修改對(duì)話(huà)框：（1）在需要修改的構(gòu)件上單擊鼠標(biāo)右鍵，再選擇Modify。如在選擇Modify命令前時(shí)已經(jīng)選擇構(gòu)件，將顯示該構(gòu)件特性修改對(duì)話(huà)框。選擇Show calculated inertia按鈕，可以顯示構(gòu)件質(zhì)量和慣性矩的計(jì)算結(jié)果。（3）接觸，定義兩構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生接觸時(shí)的相互約束。1．常用運(yùn)動(dòng)副常用的運(yùn)動(dòng)副見(jiàn)表25。ADAMS ／ View設(shè)定在兩個(gè)被連接的構(gòu)件中，注意是構(gòu)件1連接到構(gòu)件2上。2．基本約束ADAMS／View還提供了5種常見(jiàn)到基本約束，靈活使用這些基本約束可以組成不同的約束，或構(gòu)成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)約束。構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的二個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，約束l個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。3．高副約束ADAMS／View提供了高副約束工具和，定義凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪和從動(dòng)件之間的約束。（3）Force Display下拉菜單中有None、On First Body、On Second Body 3個(gè)選項(xiàng)，表示是否顯示連接力及顯示在哪個(gè)約束部件上。 圖2－11 旋轉(zhuǎn)副的修改二、定義運(yùn)動(dòng)副的一些技巧（1）建模時(shí)，應(yīng)逐步地對(duì)構(gòu)件施加運(yùn)動(dòng)副，并檢驗(yàn)添加的運(yùn)動(dòng)副是否有錯(cuò)誤。（4）注意檢查運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型是否正確。（7）在無(wú)沒(méi)有作用力狀態(tài)下，運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析來(lái)檢驗(yàn)樣機(jī)。（9）設(shè)置了運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，不要設(shè)初始條件。（2）柔性連接力：可以抵消驅(qū)動(dòng)的作用。（4）接觸力：模型運(yùn)動(dòng)時(shí)，部件接觸相互作用力。（2）使用函數(shù)表達(dá)式利用位移、速度和加速度函數(shù)，用以建立力和各種運(yùn)動(dòng)之間的函數(shù)關(guān)系。（3）輸入子程序的傳遞參數(shù)用FORTRAN、C或C＋十語(yǔ)言編寫(xiě)子程序，定義力和力矩。也可以在菜單Build→Forces，彈出力庫(kù)。（2）參照構(gòu)件參考坐標(biāo)（Body fixed），力的方向隨作用構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而變化，相對(duì)于指定的構(gòu)件參考坐標(biāo)始終不變化。（2）設(shè)置參數(shù)：Run－Time Direction：設(shè)置力的作用方式是Space fixed、Body fixed、或Tw