第1章  ADAMS 2020简介 1

1.1  ADAMS 2020新功能 1

1.2  ADAMS多体系统动力学的建模、

分析和计算方法 2

1.2.1  广义坐标的选择 2

1.2.2  多体系统动力学研究状况 2

1.2.3  多体系统建模理论 5

1.2.4  多体系统动力学数值求解 6

1.2.5  计算多刚体系统动力学自动建模 9

1.2.6  多体系统动力学中的刚性问题 9

1.3   ADAMS建模基础 12

1.3.1  参考标记 13

1.3.2  坐标系的选择 13

1.4   ADAMS运动学分析 14

1.4.1  ADAMS运动学方程 14

1.4.2  ADAMS运动学方程的求解算法 15

1.5   ADAMS动力学分析 15

1.5.1  ADAMS动力学方程 15

1.5.2  初始条件分析 19

1.5.3  ADAMS动力学方程的求解 20

1.6   ADAMS静力学及线性化分析 21

1.6.1  静力学分析 21

1.6.2  线性化分析 22

1.7   ADAMS求解器算法介绍 22

1.7.1  ADAMS数值算法简介 22

1.7.2  动力学求解算法介绍 23

1.7.3  坐标缩减的微分方程

求解过程算法 24

1.7.4  动力学求解算法特性比较 24

1.7.5  求解器的特点比较 25

1.7.6  刚性问题求解算法选择 25

1.8   本章小结 26

第2章  ADAMS应用基础 27

2.1  设置工作环境 27

2.2  ADAMS的界面 32

2.3  ADAMS的零件库 33

2.4  ADAMS的约束库 36

2.5  ADAMS的设计流程 40

2.6  创建物体 40

2.7  创建约束副 52

2.8  施加力 60

2.9  仿真和动画 63

2.10  输出测量曲线 64

2.11  本章小结 65

第3章  施加载荷 66

3.1  外部载荷的定义 66

3.2  柔性连接 68

3.3  在运动副上添加摩擦力 70

3.4  实例 72

3.4.1  实例一：齿轮接触分析 72

3.4.2  实例二：小车越障柔性连接 74

3.4.3  实例三：射击 77

3.5  本章小结 82

第4章  计算求解与结果后处理 83

4.1  计算求解 83

4.1.1  计算类型 83

4.1.2  验证模型 84

4.1.3  仿真控制 84

4.1.4  传感器 87

4.2  实例一：仿真类型与传感器 88

4.2.1  设计要求  88

4.2.2  建模 88

4.2.3  模型运动初步仿真 92

4.2.4  存储数据文件 92

4.2.5  生成地块及添加约束 93

4.2.6  测量 94

4.2.7  生成传感器 94

4.2.8  模型仿真 95

4.3   ADAMS后处理简介 95

4.3.1  ADAMS/PostProcessor的用途 96

4.3.2  ADAMS/PostProcessor的启动

与退出 96

4.3.3  ADAMS/PostProcessor

窗口介绍 97

4.4  ADAMS/PostProcessor使用技巧 97

4.4.1  创建任务和添加数据 98

4.4.2  工具栏的使用 99

4.4.3  窗口模式的设置 101

4.4.4  ADAMS/PostProcessor

的页面管理 101

4.5  ADAMS/PostProcessor

输出仿真结果的动画 102

4.5.1  动画类型 102

4.5.2  加载动画 103

4.5.3  动画演示 103

4.5.4  时域动画的控制 103

4.5.5  频域动画的控制 104

4.5.6  记录动画 105

4.6  ADAMS/PostProcessor

绘制仿真结果的曲线图 106

4.6.1  由仿真结果绘制曲线图的类型 106

4.6.2  曲线图的建立 106

4.6.3  曲线图上的数学计算 108

4.7  曲线图的处理 109

4.7.1  曲线数据滤波 109

4.7.2  快速傅里叶变换 110

4.7.3  生成伯德图 111

4.8  实例二：跳板振动分析 111

4.8.1  动力学模型的建立和仿真分析 111

4.8.2  采用ADAMS/PostProcessor

建立和设置曲线图 112

4.8.3  采用ADAMS/PostProcessor

对曲线图进行操作 114

4.9  实例三：加紧机构仿真后处理 115

4.9.1  细化模型 115

4.9.2  深化设计 121

4.10  本章小结 124

第5章  刚性体建模及仿真分析 125

5.1  建立模型 125

5.2  定义材料属性 126

5.3  重命名部件 127

5.4  施加约束 127

5.4.1  创建固定副 127

5.4.2  创建旋转副 128

5.4.3  创建平移副 129

5.4.4  柔性约束力 130

5.4.5  施加接触 131

5.5  施加驱动 132

5.5.1  在车轮与车体之间

施加转动驱动 132

5.5.2  在平移副上施加移动驱动 133

5.6  求解器设置 134

5.7  仿真 135

5.8  后处理分析 136

5.9  实例一：吊车起吊过程分析 137

5.9.1  创建模型 138

5.9.2  定义材料属性 138

5.9.3  重命名部件 139

5.9.4  施加约束 140

5.9.5  施加驱动 142

5.9.6  设置求解器 144

5.9.7  仿真 145

5.9.8  后处理分析 145

5.10  实例二：转盘机构刚体建模及

仿真分析 146

5.10.1  创建模型 146

5.10.2  查看约束 147

5.10.3  施加驱动 147

5.10.4  设置求解器 148

5.10.5  仿真 148

5.10.6  后处理分析 149

5.11  实例三：偏转摩天轮多刚体动力学

仿真分析 149

5.11.1  导入模型 149

5.11.2  定义材料属性 151

5.11.3  重命名部件 152

5.11.4  渲染模型和布尔运算 152

5.11.5  施加约束 153

5.11.6  施加驱动 155

5.11.7  设置求解器 155

5.11.8  仿真 155

5.11.9  后处理分析 156

5.12  本章小结 158

第6章  刚-柔混合建模 159

6.1  离散柔性连接件 159

6.2  利用有限元程序建立柔性体 160

6.2.1  模态的概念 161

6.2.2  柔性体与刚性体之间的连接 161

6.2.3  柔性体替换刚性体 161

6.3  实例一：模态中性文件的生成及编辑 162

6.3.1  在ADAMS中导入MNF文件 162

6.3.2  编辑柔性体 163

6.4  实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞

动力学分析 166

6.4.1  建立模型 166

6.4.2  定义材料属性 167

6.4.3  渲染模型 168

6.4.4  施加约束 169

6.4.5  施加载荷 170

6.4.6  检查模型 170

6.4.7  仿真计算 170

6.4.8  柔性体的替换与编辑 171

6.4.9  仿真计算 172

6.4.10  后处理 172

6.5  实例三：钟摆机构刚体离散及

动力学分析 173

6.5.1  创建模型 174

6.5.2  施加约束和驱动 175

6.5.3  仿真 176

6.5.4  创建柔性离散连杆 177

6.5.5  创建刚-柔体间的约束和驱动 177

6.5.6  仿真 179

6.5.7  后处理 179

6.6  本章小结 182

第7章  多柔体动力学仿真 183

7.1   多柔体系统及工程背景 183

7.2  多柔体系统动力学的突出问题 184

7.3  实例一：连杆机构柔体动力学

仿真分析 185

7.3.1  创建模型 185

7.3.2  柔性化连杆机构 187

7.3.3  施加约束和驱动 189

7.3.4  仿真 189

7.3.5  后处理 190

7.4  实例二：风力发电机建模及

风载仿真分析 192

7.4.1  导入并编辑模型 192

7.4.2  驱动 194

7.4.3  仿真 194

7.4.4  后处理 194

7.5  本章小结 197

第8章  机电一体联合仿真 198

8.1  机电一体化系统仿真分析简介 198

8.2  ADAMS/View控制工具栏 199

8.2.1  ADAMS中建立控制器的方法 199

8.2.2  使用ADAMS/View中的

控制工具栏 199

8.2.3  控制模块类型 200

8.2.4  产生控制模块 201

8.2.5  检验控制模块的连接关系 201

8.3  实例一：雷达机构的机电联合仿真 201

8.3.1  ADAMS/Controls求解

基本步骤 201

8.3.2  启动ADAMS/Controls模块 202

8.3.3  构造ADAMS机械系统

样机模型 202

8.3.4  确定ADAMS的输入和输出 205

8.3.5  控制系统建模 209

8.3.6  机电系统联合仿真分析 213

8.4  实例二：滚动球体机电联合仿真分析 215

8.4.1  打开以及浏览模型 215

8.4.2  创建控制系统 215

8.4.3  创建传感器信号 217

8.4.4  创建激励信号 218

8.4.5  编辑控制系统 219

8.4.6  用信号管理器连接信号 219

8.4.7  输出面板 221

8.4.8  创建MATLAB控制系统 221

8.5  本章小结 223

第9章  ADAMS与其他软件接口 224

9.1  三维建模软件与ADAMS 224

9.1.1  Pro/E与ADAMS

之间的数据传递 224

9.1.2  Solidworks与ADAMS

之间的数据传递 225

9.2  UG与ADAMS之间的数据交换 226

9.2.1  UG与ADAMS共同

支持的数据格式 226

9.2.2  实例：UG与ADAMS

双向数据交换 226

9.3  本章小结 232

第10章  ADAMS参数化建模及

优化设计 233

10.1  ADAMS参数化建模简介 233

10.2  实例一：参数化建模应用 234

10.2.1  双摆臂独立前悬架拓扑结构 234

10.2.2  系统环境设置 234

10.2.3  双摆臂独立前悬架

参数化建模 235

10.3  实例二：前悬架机构优化设计分析 240

10.3.1  参数化分析的准备 240

10.3.2  设计研究 243

10.3.3  试验设计 248

10.3.4  结果分析 255

10.4  本章小结 256

第11章  ADAMS振动分析 257

11.1   振动分析模块简介 257

11.2   实例一：刚性体卫星振动分析 257

11.2.1  建立模型 258

11.2.2  仿真模型 258

11.2.3  建立输入通道 259

11.2.4  建立运动学输入通道和

激振器 262

11.2.5  建立输出通道 263

11.2.6  测试模型 264

11.2.7  验证模型 265

11.2.8  精化模型 268

11.2.9  优化模型 271

11.3   实例二：柔性体卫星振动分析 273

11.3.1  建立模型 273

11.3.2  仿真模型 274

11.3.3  建立输入通道 275

11.3.4  建立运动学输入通道和

激振器 277

11.3.5  建立输出通道 278

11.3.6  测试模型 279

11.3.7  验证模型 280

11.3.8  精化模型 283

11.3.9  优化模型 286

11.4   实例三：火车转向架振动分析 288

11.4.1  建立模型 288

11.4.2  仿真模型 288

11.4.3  定义设计变量 289

11.4.4  建立输入通道 290

11.4.5  建立输出通道 290

11.4.6  测试模型 291

11.4.7  后处理 292

11.5   本章小结 294

第12章  耐久性分析 295

12.1   耐久性简介 295

12.2   实例一：气缸-曲轴系统

耐久性分析 295

12.2.1  导入并熟悉模型 296

12.2.2  约束 296

12.2.3  驱动 296

12.2.4  加载耐久性模块 297

12.2.5  仿真 297

12.2.6  后处理 298

12.3   实例二：斜面拉伸耐久性分析 303

12.3.1  导入并熟悉模型 303

12.3.2  倾斜 304

12.3.3  建立约束 305

12.3.4  创建载荷 305

12.3.5  加载耐久性模块 306

12.3.6  仿真 306

12.3.7  后处理 307

12.4  实例三：悬臂梁耐久性分析 309

12.4.1  创建模型 309

12.4.2  查看模型信息 310

12.4.3  施加约束 311

12.4.4  施加载荷 312

12.4.5  加载耐久性模块 313

12.4.6  仿真 313

12.4.7  重新单向力定义函数 314

12.4.8  重新仿真 314

12.4.9  后处理 314

12.5  本章小结 321

第13章  ADAMS二次开发 322

13.1  定制用户界面 322

13.1.1  定制菜单 323

13.1.2  定制对话框 329

13.2  宏命令的使用 333

13.2.1  创建宏命令 333

13.2.2  在宏命令中使用参数 335

13.3  循环命令和条件命令 338

13.3.1  循环命令 338

13.3.2  条件命令 340

13.4  本章小结 342

第14章  ADAMS模型语言及

仿真控制语言 343

14.1  ADAMS的主要文件介绍 343

14.2  ADAMS/Solver模型语言 344

14.2.1  ADAMS/Solver模型

语言分类及其语法介绍 344

14.2.2  模型文件的开头与结尾 346

14.2.3  惯性单元 346

14.2.4  几何单元 347

14.2.5  约束单元 350

14.2.6  力元 352

14.2.7  系统模型单元 354

14.2.8  轮胎单元 355

14.2.9  数据单元 357

14.2.10  分析参数单元 359

14.2.11  输出单元 360

14.3  ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 362

14.3.1  ADAMS/Solver命令结构

及分类 362

14.3.2  创建ADAMS/Solver

仿真控制文件 368

14.4  本章小结 369

第15章  ADAMS用户子程序 370

15.1  ADAMS用户子程序简介 370

15.1.1  用户子程序的种类 370

15.1.2  子程序的使用 372

15.2  常用ADAMS用户子程序简介 374

15.2.1  使用GFOSUB用户

子程序实例 374

15.2.2  常用用户定义子程序及实例 376

15.3  功能子程序 383

15.3.1  功能子程序概述 383

15.3.2  功能子程序SYSARY和

SYSFNC 384

15.4  本章小结 387

第16章  车辆仿真与设计 388

16.1  创建悬吊系统 388

16.1.1  创建悬吊和转向系统 389

16.1.2  定义车辆参数 390

16.1.3  后处理 391

16.1.4  推力分析 392

16.1.5  仿真结果绘图 393

16.1.6  悬吊系统与转向系统的修改 395

16.1.7  修改后的系统模型分析 395

16.1.8  分析结果 396

16.2  弹性体对悬吊和整车装配的影响 397

16.2.1  创建悬吊装配 397

16.2.2  创建弹性体 398

16.3  包含弹性体的整车装配 399

16.4  本章小结 402

第17章  ADAMS/View及

ADAMS/Solver函数 403

17.1  函数类型及建立 403

17.1.1  建立表达式模式下的函数 403

17.1.2  建立运行模式下的函数 403

17.2  ADAMS/View设计函数 404

17.2.1  数学函数 404

17.2.2  位置/方向函数 405

17.2.3  建模函数 406

17.2.4  矩阵/数组函数 406

17.2.5  字符串函数 408

17.2.6  数据库函数 409

17.2.7  GUI函数组 409

17.2.8  系统函数组 410

17.3  ADAMS/View运行函数及

ADAMS/Solver函数 410

17.3.1  位移函数 410

17.3.2  速度函数 411

17.3.3  加速度函数 411

17.3.4  接触函数 412

17.3.5  样条差值函数 412

17.3.6  约束力函数 412

17.3.7  合力函数 412

17.3.8  数学函数 413

17.3.9  数据单元 413

17.4  函数应用实例 413

17.4.1  定义不同形式的驱动约束 413

17.4.2  定义和调用系统状态变量 415

17.4.3  测量或请求的定义和调用 416

17.5  本章小结 416

附录  ADAMS的使用技巧 417

参考文献 423