【正文】 （4）采用不同的參數(shù)值組合，設計—套試驗過程或步驟。試驗設計技術包括規(guī)劃試驗過程和試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析等，在對物理樣機進行實驗分析時，試驗設計技術是一種常用的實驗分析手段，ADAMS／View將試驗設計手段成功地引入虛擬樣機分析。最初，所設計的試驗設計（DOE）用在物理實驗上，但對于虛擬試驗的效果也很好。參數(shù)化的模型可以使用戶方便地修改模型而不用考慮模型內(nèi)部之間的關聯(lián)變動，而且可以達到對模型優(yōu)化的目的。ADAMS／View提供了3種類型的參數(shù)化分析方法：設計研究（Design study）、試驗設計（Design of Experiments，DOE）和優(yōu)化分析（Optimization），來實現(xiàn)設計、試驗和優(yōu)化過程。Phase確定標準FFT分析復數(shù)值相位角，在給定頻率處給出時域數(shù)據(jù)中等效正弦函數(shù)表達的相位差，分析得到的是相頻圖。圖2－29 濾波函數(shù)定義對話框在Filter Name欄文本輸入框，輸入所產(chǎn)生的過濾器函數(shù)名稱；在Defined by欄，選擇過濾器類型： 巴特沃斯（Butterworth Filter）、傳遞換函數(shù)（Transfer Function）；過濾方法選擇Analog、Digital；根據(jù)所選的濾波器類型輸入有關參數(shù)； Butterworth濾波器需要設置：低通濾波器Low Pass、高通濾波器HighPass、帶通濾波器Band Pass、或帶止濾波器Band Stop，階數(shù)Order，截至頻率等；傳遞換函數(shù)濾波器需要設置傳遞換函數(shù)分子項系數(shù)（Numerator Coefficients）、分母項系數(shù)（Denominator Coefficients），也可以使用Create From Butterworth按鈕由Butterworth濾波器來定義系數(shù)，還可以用Check Format and Display Plot按鈕顯示已經(jīng)定義的濾波器的幅頻特性，以便檢查定義的濾波器是否正確。確定兩數(shù)據(jù)點之間的距離方法為：在第一點按住鼠標左鍵拖曳到第二點，在拖曳時統(tǒng)計運算工具條顯示兩點的橫坐標差DX、縱坐標差DY、斜率DYlDX、以及Mag（距離）。在對象結(jié)構關系欄選擇要修改的曲線，或在頁面上單擊曲線，然后在特性編輯區(qū)就可進行所需要的修改。在選擇了仿真結(jié)果以繪制曲線后，可以安排結(jié)果曲線的布局，包括增加必要的軸線、確定量度單位的標簽、曲線的標題、描述曲線數(shù)據(jù)的標注等。二、仿真過程回放用ADAMS／PostProcessor程序重現(xiàn)ADAMS／View的仿真計算結(jié)果。（3）對象結(jié)構關系欄 顯示后處理各種對象的結(jié)構關系樹。在ADAMS／PostProcessor窗口中顯示測量和參數(shù)化分析結(jié)果。動力學分析使用數(shù)值分析法求解微分和代數(shù)方程，ADAMS／Solver共提供了4種數(shù)字積分方法， Gear法（GSTIFF）、改進Gear法（WSTIFF）和DASSL法（DSTIFF）為剛性數(shù)字積分法，ABAM法為柔性數(shù)字積分法。4．仿真分析控制參數(shù)的設置靜態(tài)分析、動力學分析、運動分析、裝配分析，ADAMS均使用插值方法求解微分方程。圖2－25創(chuàng)建ADAMS/View動力學仿真選擇ADAMS／Solver，如圖225所示。（3）ADAMS／Solver：由ADAMS／Solver命令組成的腳本仿真，可以在仿真過程中改變模型或ADAMS／Solver設置。（3）運行仿真單擊按鈕，開始仿真分析。（2）設置分析時間和步長End Time ：定義仿真分析停止絕對時間。隨著仿真分析的深入，可以設置更復雜的仿真參數(shù)完成復雜的仿真分析?？梢杂肁DAMS／View提供工具來進行模型檢查。圖2－19 輸出要求設置對話框（2）在對話框中填寫所定義輸出的名稱、ID號（整數(shù)），還可以輸入備注Comment。定義好測量后，會彈出一個顯示窗口。選擇對象，然后選擇Measure，彈出如圖220所示對話框，其中Characteristic中選項如圖221所示。（4）可以用命令文件輸出含有測量的樣機，如果使用ADAMS／Solver輸出含有測量的模型，在重新輸入文件會丟失測量內(nèi)容。另一種是自定義的測量，用ADAMS／View表達式和ADAMS／Solver函數(shù)自定義測量的內(nèi)容。（4）對樣機進行仿真分析。也可在欄內(nèi)點擊鼠標右鍵選擇Pick，在從圖形窗口中點取接觸體，也可在欄內(nèi)直接輸入接觸體的名稱。（3）根據(jù)屏幕狀態(tài)欄的提示，確定襯套力作用的構件、襯套力作用點和襯套力方向，完成襯套力建模。施加在兩個部件上的力分別為作用力和反作用力，兩者大小相等，方向相反。如果選擇了力作用方式為“Two bodies”式，先選擇產(chǎn)生作用力的構件，然后選擇產(chǎn)生反作用力的構件。參照坐標系可設置在力作用的構件上（Moving with Body），也可設置在其它的構件上（Moving with Another Body）。輸入子程序的傳遞參數(shù)，通過傳遞參數(shù)與自編子程序進行數(shù)據(jù)交流。在定義力時，要說明是力還是力矩、力作用的構件、力的作用點、力的大小和方向。已設置運動和初始條件的運動副，ADAMS在求解時，將使用設置的運動條件，而忽略所設置的初始條件。（5）盡量使用一個運動副來完成所需的約束，如需要用多個運動副來約束兩個構件，自由度約束可能會重復，會導致無法預料的結(jié)果。（4）Impose Motion按鈕表示施加一個驅(qū)動在這個鉸上。旋轉(zhuǎn)約束約束兩個構件之間的相對轉(zhuǎn)動，約束3個旋轉(zhuǎn)自由度。如：用旋轉(zhuǎn)運動副將一扇門連接到門框上，在選擇被連接的構件時，應先選門，然后選門框。（4）運動約束，例如：規(guī)定構件按某個給定的規(guī)律運動。否則，將顯示數(shù)據(jù)庫瀏覽器，可以在數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選取修改對象。在位置表中列出了所有熱點的坐標，以及編輯位置表的若干工具。用鼠標拖動這些熱點，就可以修改幾何體的形狀。表2－3列出了ADAMS／View提供的幾種布爾運算功能。（3）如果在連桿的長（Length）、寬（Width）、深（Depth）參數(shù)設置欄沒有選擇輸入數(shù)據(jù)，則表示按默認的比例（例如：寬=長，深=長）繪制連桿。松開鼠標鍵，完成簡單形體建模。其它基本幾何形體工具的用途及參數(shù)設置見表2－1 圖2－2 連桿 圖2－3 點參數(shù)設置 圖2－4 對象列表繪制點的過程：（1）幾何建模庫中，將光標移至按鈕，單擊，出現(xiàn)圖2－3所示參數(shù)設置欄。從中選擇繪制幾何形體工具，再選擇輸入建模參數(shù)并繪制模型。第二章ADAMS建模及仿真運行第一節(jié) ADAMS幾何建模與很多的CAD軟件類似，ADAMS／View提供了豐富的基本幾何建模工具庫，可以通過主工具箱上的建模庫選擇工具按鈕，也可以通過菜單選擇幾何建模工具命令來幾何建模。建模和仿真的步驟可以分為下面幾步：（1）建模（Build）：創(chuàng)建零件、約束零件、施加載荷。Mechanical/pro是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁。6．柔性分析模塊(ADAMS/Flex)ADAMS/Flex提供與ANSYS，NASTRAN，ABAQUS，IDEAS等分析軟件的雙向數(shù)據(jù)接口。該模塊還提供干涉檢測工具，可以動態(tài)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(tǒng)的干涉情況。利用ADAMS／PostProessor，用戶可以更清晰地觀察其他Adams模塊(如ADAMS／View，ADAMS／Car或ADAMS／Engine的仿真結(jié)果，也可將所得到的結(jié)果轉(zhuǎn)化為動畫、表格或者HTML等的形式，能夠更確切地反映模型的特性、便于用戶對仿真計算的結(jié)果進行觀察和分析。2．求解器模塊 (ADAMS/Solver)ADAMS/Solver是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一。（7）可預測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞、包裝、峰值載荷和計算有限元的輸入載荷。如果在仿真過程中，出現(xiàn)雅可比矩陣奇異或矩陣結(jié)構奇異，則數(shù)值發(fā)散，系統(tǒng)顯示仿真失敗。通過改變模型的一個或多個設計變量，進行設計研究、試驗設計、優(yōu)化分析，確定系統(tǒng)設計的最優(yōu)方案。目前，ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。第一章ADAMS簡介 1一、ADAMS分析流程 1二、ADAMS的分析和計算方法 1三、ADAMS特點 2四、Adams模塊 2第二章ADAMS建模及仿真運行 5第一節(jié) ADAMS幾何建模 5一、基本幾何形狀 5二、簡單幾何體 6三、復雜幾何體 9四、修改構件屬性 11第二節(jié) 添加運動副 12一、運動副類型 12二、定義運動副的一些技巧 14第三節(jié) Adams載荷 15一、 添加單向作用力和力矩 16二、添加力或力矩 16三、添加柔性連接 17四、特殊載荷 18第四節(jié) 仿真參數(shù)控制及仿真 19一、仿真分析輸出設置 19二、 模型檢查 22三、模型仿真 23第五節(jié) 仿真后處理 27一、后處理基本操作 27二、仿真過程回放 29三、仿真曲線 29第三章 ADAMS應用 33第一節(jié) 車蓋及其杠桿聯(lián)動機構 33一、 參數(shù)化建模 33二、 設計研究 33三、 試驗設計 33四、 優(yōu)化分析 34五、車蓋及其杠桿聯(lián)動機構分析 35第二節(jié) 航空飛行器夾緊機構 43一、 工作原理 43二、 建立幾何模型 44三、掛鎖仿真分析 45四、 測試驗證 48五、參數(shù)化模型及優(yōu)化設計 50第三節(jié) 內(nèi)燃機配氣機構設計與優(yōu)化 5457第一章ADAMS簡介ADAMS (Automatic Dynamic Analysis Mechanical Systems)軟件是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件，是世界上應用最廣泛的機械系統(tǒng)仿真分析軟件。一、ADAMS分析流程ADAMS提供了功能強大的建模和仿真環(huán)境，可以建模、仿真并優(yōu)化系統(tǒng)模型，快速分析多個設計變量并得到最優(yōu)化設計。（5） 定制界面將經(jīng)常需要改動的設計參數(shù)定制成菜單和便捷的對話窗，使用宏命令執(zhí)行復雜和重復的模型操作，提高工作速度實現(xiàn)用戶化設計。需要檢查系統(tǒng)模型，或者重新設置時間步長、系統(tǒng)阻尼、數(shù)值積分程序中的控制參數(shù)等，直到得出正確的仿真結(jié)果。（8）支持同大多數(shù)CAD、FEA和控制設計軟件包之間的雙向通訊。該軟件自動形成機械系統(tǒng)模型的動力學方程，提供靜力學、運動學和動力學的解算結(jié)果。既可以在ADAMS/View環(huán)境中運行，也可脫離該環(huán)境獨立運行。同時還可以動態(tài)測試所選的兩個運動部件在仿真過程中距離的變化。利用ADAMS/Flex模塊，可以導入有限元軟件生成的模態(tài)中性文件 (MNF格式)，建立剛?cè)狁詈隙囿w動力學模型，提高系統(tǒng)仿真的精度。Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具創(chuàng)建，Pro/E用戶不需要退出Pro/E環(huán)境，就可以將裝配的總成根據(jù)其運動關系建立運動學/動力學模型，進行系統(tǒng)的運動學/動力學仿真分析，并進行干涉檢查。（2）測試模型（Test）：設置測量和仿真輸出，仿真分析，回放仿真結(jié)果動畫、繪結(jié)果曲線。在主工具箱中的幾何建模工具庫按鈕上右擊，出現(xiàn)如圖21所示的界面。一、基本幾何形狀ADAMS／View中的基本幾何形狀為點、直線、曲線和標記坐標(Marker)等。（2）在參數(shù)設置欄，設置圖參數(shù)。表2－1 基本幾何形體工具用 途快捷圖標參數(shù)設置說 明定義點Point●點加到地面上，還是另一個構件上●是否要將附近的對象同點關聯(lián) 按鼠標右鍵，彈出鼠標附近所有對象的列表供選擇關聯(lián)定義標記坐標Marker●標記加到地面上或另一個構件上●標記坐標的方向繪制直線和多義線Polyline●產(chǎn)生新構件還是添加到構件或地面上●線型：直線、開口多義線、封閉多義線。表2－2 ADAMS／View基本形體圖庫名稱和快捷鍵圖 形尺寸參數(shù)／默認值說 明長方體Box長高起始標記點 質(zhì)心標記點深長（Length）高（Height）深（Depth）/2Min（長，高）繪圖起始和結(jié)束點為長方體的兩個對角端點。此時，狀態(tài)欄將提示選擇繪制連桿的第一點（Pick one end，then draw to the other end）。表2－3 組合形體快捷圖標功 能說 明 Union合并兩個相交的實體實體2并入實體1，然后實體2被刪除 merge合并兩個不相交的實體實體2并入實體l，然后實體2被刪除 Intersect兩個實體的相交形體實體l變成兩實體相交部分的形狀，實體2被刪除 Cut用一個實體切割另實體用實體I切割實體2，實體2中同實體I相交的部分被刪除 Split還原被組合實體將經(jīng)過合并、相交和切割等處理形成的組合形體還原為原先的基本形體附注：實體1為選擇的第一個實體，實體2為選擇的第二個實體。（2）利用Modify命令：如果需要精確修改幾何體尺寸，可以利用Modify命令彈出式對話框輸入尺寸，方法為：在需修改的幾何體對象右擊選擇需要修改的幾何對象，在下一層的彈出菜單中，選擇Modify命令，顯示對象的修改對話框。 圖2－6 位置編輯四、修改構件屬性除了幾何形狀，在仿真分析時還需要的構件屬性包括質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量和慣性積，初始速度，初始位置和方向等。應當注意構件的質(zhì)量不能設置為零，根據(jù)牛頓定律：a=F/m，零質(zhì)量將使可移動構件加速度無窮大，導致分析失敗。一、運動副類型有兩種啟動約束工具的方法，一種是在主工具箱中，右擊選擇約束工具按鈕，或在Build菜單中選擇Joints項，可顯示約束對話框。產(chǎn)生運動副時，ADAMS／View自動給為運動副取名為：“JOINT_序號”，如：JOINT_2。點在面約束兩個構件之間的相對轉(zhuǎn)動，約束3個旋轉(zhuǎn)自由度。（5）Initial Conditions