ADAMS的简单教程(上)

ADAMS简单教程,-,Chapter,山东大学机械工程学院,*,ADAMS,简单教程,高,阶机械系统动态分析软件,Multi-body Simulation System,ADAMS,Basic Training,教材编号,：,ADAMS-,20060420-1,R2005,ADAMS简单教程,2,第,1,章 软件介绍第,2,章 基本知识,第,3,章 环境介绍第,4,章 文档介绍,第,5,章 几何建模第,6,章 施加约束,第,7,章 施加载荷 第,8,章 施加驱动,第,9,章 运动仿真,第,10,章 后处理,第,11,章 参数化模型,第,12,章 最优设计,第,13,章 实例讲解,教程目录,0:,教程目录,ADAMS简单教程,3,ADAMS,是英文,Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,的缩写，是由美国,MDI,公司（,Mechanical Dynamics Inc.,）开发的机械系统动力学自动分析软件。,1:,软件介绍,1.2 ADAMS,介绍,在当今动力学分析软件市场上,ADAMS,独占鳌头，拥有,70%,的市场份额，,ADAMS,拥有,windows,版和,unix,两个版本，目前最高版本为,ADAMS 2010,。,ADAMS,软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。,ADAMS,软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。,ADAMS简单教程,4,ADAMS,一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行,静力学,、,运动学,和,动力学分析,。,另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。,ADAMS,软件有两种操作系统的版本：,UNIX,版和,Windows NT/2000,版。,1:,软件介绍,1.2 ADAMS,介绍,(cont.),ADAMS简单教程,5,1.4 ADAMS,基本模块,重要,1:,软件介绍,ADAMS简单教程,6,1.5,用户界面模块,ADAMS/View,ADAMS/View,是,ADAMS,系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、,X,Y,曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。,ADAMS/View,采用简单的分层方式完成建模工作。采用,Parasolid,内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力,/,力矩库，并且支持布尔运算、支持,FORTRAN/77,和,FORTRAN/90,中的函数。除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数、接触函数、样条函数、,1,力,/,力矩函数、合力,/,力矩函数、数据元函数、若干用户子程序函数以及常量和变量等。,1:,软件介绍,ADAMS简单教程,7,1:,软件介绍,1.5,用户界面模块,ADAMS/View(cont.),ADAMS简单教程,8,1:,软件介绍,1.5,用户界面模块,ADAMS/View(cont.),ADAMS简单教程,9,1.6,求解模块,ADAMS/Solver,ADAMS/Solver,是,ADAMS,系列产品的核心模块之一，是,ADAMS,产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。,ADAMS/Solver,有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。,ADAMS/Solver,可以对刚体和弹性体进行仿真研究。为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。用户可以通过运动副、运动激励，高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。,具有丰富的约束摩擦特性功能，在,Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universa,l,等约束中可定义各种摩擦特性。,1:,软件介绍,ADAMS简单教程,10,1.7,后处理模块,ADAMS/PostProcessor,MDI,公司开发的后处理模块,ADAMS/Postprocessor,，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。既可以在,ADAMS/View,环境中运行，也可脱离该环境独立运行。,1:,软件介绍,为用户观察模型的运动提供了所需的环境，用户可以向前、向后播放动画，随时中断播放动画，而且可以选择最佳观察视角，从而使用户更容易地完成模型排错任务；,为了验证,ADAMS,仿真分析结果数据的有效性，可以输入测试数据，并测试数据与仿真结果数据进行绘图比较，还可对数据结果进行数学运算、对输出进行统计分析；,用户可以对多个模拟结果进行图解比较，选择合理的设计方案；,可以帮助用户再现,ADAMS,中的仿真分析结果数据，以提高设计报告的质量；,可以改变图表的形式，也可以添加标题和注释；,可以载入实体动画，从而加强仿真分析结果数据的表达效果；,还可以实现在播放三维动画的同时，显示曲线的数据位置，从而可以观察运动与参数变化的对应关系。,ADAMS/PostProcessor,的主要功能,ADAMS简单教程,11,2.1,机械系统的组成,2:,基本知识,机械系统的组成,零件,静联接,构件,运动副,机构,零件,零件,零件,零件,零件,构件,静联接,机构,机器,ADAMS简单教程,12,机械系统的自由度是指机械系统中各零件相对于地面所具有的独立运动的数量。欲使机构具有确定的运动，则其原动件的数目必须等于该机构的自由度。,2:,基本知识,2.2,自由度,ADAMS,中自由度（,DOF,）计算公式为,其中,n,系统的部件数目（包括地面）；,n,i,系统内各约束所限制的自由度数目。,ADAMS简单教程,13,Cartesian,（直角）,Cylindrical,（圆柱）,Spherical,（球）,ADAMS/View,允许,Cartesian,（直角）、,Cylindrical,（圆柱）、,Spherical,（球）三种坐标系，默认情况下为直角坐标系。,2:,基本知识,2.3,坐标系,ADAMS简单教程,14,全局坐标系,也就是绝对坐标系，固定在地面（,Ground Part,）上，是,ADAMS,中所有零件的位置、方向、速度的度量基准坐标系。,零件的局部坐标系,也称零件坐标系。在建立零件的同时产生，随零件一起运动，它在全局坐标系中的位置和方向决定了零件在全局坐标系中的位置和方向。,标记坐标系,可以把标记分为固定标记和浮动标记两类。固定标记相对零件静止，可用于定义零件的形状、质心位置、作用与约束的位置与方向等。浮动标记相对零件运动，某些情况下要借助浮动坐标系来定义作用与约束。,2:,基本知识,2.3,坐标系,(cont.),ADAMS,在坐标系的运用上总共有三种形式,ADAMS简单教程,15,2.4,坐标轴旋转,(,Euler Angles),以,Euler,角,系统定义部件的旋转方式,，,同时区分为,Body-fixed,Space-fixed,ADAMS/View,缺省值为,Body3,1,3,1 - X axis 2 - Y axis 3 - Z axis,2:,基本知识,ADAMS简单教程,16,3.1,模型,建立环境,设定坐标系统,ADAMS/View,使用,直角坐标系,可,设定为,圆柱坐标系,或,球坐标,设定单位,欲设定单位,使用,主,菜单,Settings | Units,设定重力,欲设定重力,使用,主,菜单,Settings | Gravity,欲定义模型建立环境,.,欲设定坐标系统,使用,主菜单,Settings | Coordinate System,工作目录,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,17,3.2,ADAMS/View,视窗布置,ADAMS/View,主工具箱,建模与仿真,控制工具箱,单击鼠标右键可打开其它工具,显示功能的变更决定于你在主工具箱中所选取的指令而具有不同的画面,坐标系,状态栏,坐标视窗,标题,工作栅格,下拉菜单,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,18,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,几何建模,测量,恢复,/,重做,驱动,运动副,颜色,移动,动态浏览,建构,力元素,前后视图,动态旋转,上下,视图,左右视图,背景颜色,视窗布局,其他,2005,版,3.3,ADAMS/View,2005,主工具箱,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,19,你可以设定工作网格的显示状态,你可以设定工作网格的位置与设定坐标平面,设定位置,.,绝对原点,现有的坐标系统,设定坐标平面,.,绝对坐标轴向,Pre-defined axes, edges, or face normals,Locations of existing CSs or vertices,工作,网格,可以,设定工作网格以便于建立部件,自动捕捉网格以便绘制、移动、改变尺寸、改变几何形状,3.4,工作,栅格,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,20,3.5,变换,工作平面(,WP),x,y,x,y,练习,：,从,P1,之,WP,变换至,P2,之,WP(,使用,右手定则,),1.,选,Pick,设定,2.,选择位置,(,location),3.,定义,X,轴的方向,4.,定义,Y,轴的方向,WP,变换后的坐标值储存问题,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,21,坐标视窗提供,1.,坐标值,（X, Y,X）,2.,长度值,（dx, dy, dz）,按鼠标,左,键从,A,点拖动到,B,点,，,坐标视窗会自动标出相对,X, Y, Z 方向的,长度。,Mag是,合成长度,。,启动方式,：,the Main Toolbox tool:,the menu bar:,View|Coordinates Window,Hotkey:,F4,3.6,坐标视窗,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,22,3,.7,重要,菜单,(menu)_1,File | Open Database,:,打开格式为,*.bin,的文件,File | Import,：*.cmd, *.adm, *.IGS等 CAD model, *.gra/req/res,数据文件,File | Export,：*.cmd, *.adm, *.IGS等 CAD model,FEA loads,File | Print,：,打印,功能，可,输出,PS 格式,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,23,Edit | Appearance,：,提供,部件,透明度,、,隐藏,、,颜色等设定,Edit |,Activate,：,Determines whether or not an object is included in a simulation.,3,.7,重要,菜单,(menu)_,2,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,24,Build | Function,：,建立各种函数关系式,Build | Data elements,：,有,Spline, matrix, curve, array,Build | System elements：State,v,ariable,d,ifferential/,t,ransfer/,linear/general e,quation,Build | Model,：,可,建立另一个,model、,删除,、,更名、切换,等,Build | Flexible bodies,：,分,ADAMS/Flex, Discrete Flexible link，ADAMS/Flex,提供,mnf,文档的输入,，,Flexible Link,提供各式,截面特性的杆件,Build | Materials,：,新增材质,Build | Design Variable,：,建立设计变量,，供,DOE, DS, OPT,使用,Build | Measure,：,建立各种测量关系,3,.7,重要,菜单,(menu)_,3,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,25,3:,环境介绍,3,.7,重要,菜单,(menu)_,4,ADAMS简单教程,26,3,.7,重要,菜单,(menu)_,5,Review | Create an AVI movie file,Review | Create Trace Spline：,对某一点,(,marker),绘制出仿真过程的轨迹线,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,27,3.7,重要,菜单,(menu)_,6,Settings | Force Graphics：,设定,Force, Torque,的,比例及属性,Settings | Solver：,求解过程中的详细设定,设定，如：,求解器的种类、公差、精度、除错、输出等设定,Settings | icons ：,设定,Icons,大小、,颜色,、,显示,/,隐藏等属性,Settings | Fonts ：,字体设定,3:,环境介绍,ADAMS简单教程,28,3:,环境介绍,3,.7,重要,菜单,(menu)_,7,ADAMS简单教程,29,3:,环境介绍,3,.7,重要,菜单,(menu)_,8,ADAMS简单教程,30,不存于,*.,cmd,中,(,请看下一页的详细说明,),A/view *.cmd,4.1,ADAMS Model,结构,仿真资料的输出,资料库,Database,分析模型,图表,客户化设计,测量设定,运动副设计,力元素,分析结果,曲线,部件,标记,（,Marker）,点,（,Points）,几何特征,GUI：,4:,文档介绍,ADAMS简单教程,31,ADAMS/View Database files (.bin),包括完整的,models,仿真结果,图表,等,.,文档较大,为,2,进制文档,(,不可阅读,),可包含多个,model !,ADAMS/View Command files (.cmd),仅包括,model,部件及其属性,文档较小,为文字档,(,可阅读,)，,可跨平台,只包含一个,model !,4.2,ADAMS,文档种类,ADAMS/View,可存储的文档格式最常用的两种为,:,ADAMS,可输入,/出的,文档格式还有,:,ADAMS/Solver,输入文档,(.,adm),几何模型交换文档,(,STEP, IGES, DXF, DWG,Wavefront, stereolithography,Parasolid, etc),测试文档与试算表文档,模拟结果文档,(.,msg, .req, .out, .gra, .res).,存档建议,：,cmd,及,bin,两种格式均存储,设定工作目录,4:,文档介绍,ADAMS简单教程,32,ADAMS/View,.,bin,- ADAMS/View modeling database,.msg,- log of ADAMS/Solver run-time message,.our,- tabular output from ADAMS/Solver,.,cmd,- script of ADAMS/View modeling commands,.adm,- ADAMS/Solver model/dataset defined via statements,.acf,- script of ADAMS/Solver run-time commands,.,res,- ADAMS/Solver results file,.req,- ADAMS/Solver output requests file,.gra,- ADAMS/Solver graphics file,4.3,ADAMS,文档类型,4:,文档介绍,ADAMS简单教程,33,ADAMS/View,建模仿真步骤,:,5.1 ADAMS/View,建模仿真步骤,复杂机器仿真时要循序渐进完成几个零件的约束添加后就进行一次仿真,5:,几何建模,ADAMS简单教程,34,I-DEAS,UG,CATIA,Pro/E,CADDS 5,Solidworks,CoCreate,AutoCAD,Microstation,MSC/Nastran,ANSYS,ABAQUS,I-DEAS,MATRIXx,MATLAB,Easy5,Taguchi Method,JMP, SAS, SPSS,Excel,.,5.2,Virtual Prototyping,整合系统,5:,几何建模,ADAMS简单教程,35,5.2,Virtual Prototyping,整合系统,(cont.),5:,几何建模,ADAMS简单教程,36,Example_1,5:,几何建模,ADAMS简单教程,37,用,ADAMS/VIEW,建模工具直接建模,直接实体建模（质量、惯性矩等）,基本几何形状建模、再挤出、旋转、布尔运算等实体建模,通过,ADAMS/Exchange,模块从外部输入模型文件,后者一般用于复杂零件系统建模，这里我们主要讲述第一种方法。,几何建模是,ADAMS/View,仿真分析的第一步，在开始的时候，都要先建立好几何模型，然后通过约束和载荷等条件的添加完成虚拟样机模型，以进行仿真分析。,5.3,几何建模,ADAMS/View,中实体模型的获得有两种方法,5:,几何建模,ADAMS简单教程,38,Rigid Bodies,可移动的零件,具有质量和惯性矩,不会变形,Flexible Bodies,可移动的零件,具有质量和惯性矩,当承受作用力时会变形,Point Masses,可移动的零件,具有质量但没有惯性矩,Ground Part,在每一个,model,都必须存在,永远保持固定不动,在,model,建立时会自动建立,不会对,model,增加,DOF,点（,Point,）,标记点（,Marker,）,直线和多义线（,Polyline,）,圆和圆弧（,Arc,）,光滑曲线（,Spline,）,5.4,几何体类型（,Parts In ADAMS,）,ADAMS,中,四种,实体模型,.,ADAMS,中,的构造几何形体,.,5:,几何建模,ADAMS简单教程,39,5.5,Maker vs. Point,不具有,独立,方向性 (,依据部件的,CM,之投影),不,随部件的,加入而,产生,格式:,Part_1.Point_1,通常,用来为几何参数化的控制点或,预先定义于空间的定位点,利用,Table Builder,来产生参数,(,Variables),具有,独立,方向性,随部件,加入而,产生,格式:,Part_1.Mar_1,个别,x,y,z,坐标值,Part_1.Mar_1.location1-X value,Marker,Point,5:,几何建模,ADAMS简单教程,40,5.6,几何建模工具,欲建立,rigid body .,使用,主菜单,使用,几何建模面板,使用,Parasolid,核心,具有,布尔运算,、,特征建模,、及,修改能力,如：,挤出,、倒（,圆,）角、,薄壳,化等,对于以建好的模型,，可以,IGES、Parasoild,、STEP,及,STL,等,输入,。,新增一个部件时,，,有三种设定,：,New Part , Add to Part, On the Ground,5:,几何建模,ADAMS简单教程,41,Type,Tool,Graphic,Parameters Specified,Points,CSMs,Polyline,Arcs,Splines,Attach Near/Dont Attach,Location, Parent Part,Orientation, Location,Parent Part,One Line/Multiple Lines,Open/Closed, Length, Vertex Points Angle, Parent Part,Open/Closed, Knot Points, Anchor CSM, Parent Part,Radius, Start and End Angle,Anchor CSM, Parent Part,5.7,几何建模的基本点线模型,构造几何形体,5:,几何建模,ADAMS简单教程,42,Type,Tool,Graphic,Parameters,Boxes,Cylinders,Spheres/,Ellipsoids,Frustums,Torus,Length (x), Height (y), Depth(z), Anchor CSM, Parent Part,Length (z), Radius, Anchor CSM, Parent Part,3-,Diameters, Anchor CSM, Parent Part,Radius of Ring (xy plane), Radius of Circular Cross-section (,to xy plane), Anchor CSM, Parent Part,Length(z), Bottom and Top Radii, Anchor CSM, Parent Part,5.8,几何实体模型,5:,几何建模,ADAMS简单教程,43,Type,Tool,Graphic,Parameters,Links,Plates,Extrusions,Revolutions,Width, Depth,2 Anchor CSM (Length), Parent Part,Thickness, Radius, Vertex Locations, Anchor CSM, Parent Part,Open/Closed Profile,Depth, Anchor CSM, Parent Part,Open/Closed Profile, Sweep Angle, Anchor CSM, Parent Part,*,完整,建模工具在,command navigatorgeometry,如：,挤出,(extrusion),和,回转,(Revoluation),5.8,几何实体模型,(cont.),5:,几何建模,ADAMS简单教程,44,练习,：,对于一个轮廓,，向,Z,方向,挤出,200。亦可,对指定路径,(,path,),挤出。,ADAMS/View,有部分功能，如,建模,、,设计变量,、,参数,、,图表输出设定等的处理,，,并没有完整的显示在工具列及菜单中,。,Tools,Command Navigator,Geometry,Extrusion,挤出,（Extrusion）,5.8,几何实体模型,(cont.),5:,几何建模,ADAMS简单教程,45,工具列,仅,提供,polyline,外型做,回旋建模,。,对于,SPLINE,或,CHAIN,或,LINE,的,组合,，使用,C.N.,内,的,revolution,就可以完成,。,ToolsCommand NavigatorGeometry Revolusion,注意：,Reference Marker .part_1.mar_2,为,Part_1,的,成员,。,.,model_1.part_1.line_1,.,model_1.part_1.spline_1,z,旋转轴为,z,方向,5.8,几何实体模型,(cont.),5:,几何建模,ADAMS简单教程,46,修改几何外形的方式如下,：,控制点,（,Hotpoints,）,以,鼠标拖曳控制点,，,同时也立刻显示修正结果,。,使用对话框,适合几何需要精确尺寸,使用位置表,控制点,（,Hotpoints,）,显示控制点,以,鼠标直接点选欲修改之几何,，,该几何会以高亮显示控制点,。,如何修改外形,鼠标点选控制点后，按住鼠标左键直到修改位置,修改的位置。,5.11,修改,几何外形,5:,几何建模,ADAMS简单教程,47,使用对话框,提供完整的几何信息,在,部件上按鼠标右键后，会弹出一个菜单,修改,几何信息,在,菜单上选择,Modify,Geometry Modify,对话框就会开启,5.11,修改几何外形,(cont.),5:,几何建模,ADAMS简单教程,48,几何体特性一般包括：,质量,、,转动惯量,、,惯性积,、,初始速度,、,初始位置,和,方向,等。,5.12,修改几何体特性,5:,几何建模,ADAMS简单教程,49,5.13,使用外部,CAD,建构模型 -,Pro/Engineer,Mechanism Pro for Pro/E,5:,几何建模,ADAMS简单教程,50,5.14,使用外部,CAD,建模,-,I-DEAS,必须具有机构分析模块,- ,Mechanism Design,。,该模块是,M,echanical Dynamics Inc.（ADAMS,原厂,）,为,I-DEAS,研发的分析模块,，因此，,拥有,ADAMS,稳健的,求解核心。,I-DEAS,自第五版就,开始,有,机构分析仿真,的功能，但都只,局限于运动学分析,，第七版以,后,加入,动力学,分析功能，使得,I-DEAS,用户,可以,在原环境中进行基础分析工作,。基本上，,对于,I-DEAS/Mechanism Design,模块,最主要工作是提供,输入,ADAMS,的,文档,，包含各零件物理特性、,约束条件,、,运动驱动器,、,几何外形信息等,。,这些信息可透过,Export | Mechanism To ADAMS,的,转换界面直接输出,。以下,各节将对,Mechanism Design,模块做进一步说明,，,同时与,ADAMS,所提供的功能作相互,对照,。,Mechanism Design,5:,几何建模,ADAMS简单教程,51,5.15,导入,其他,CAD,文档,ADAMS,与,CAD,系统整合,，,实际上并不是,使用,CAD,的原有,文档,，,因为对于,ADAMS,并不强调所输入的几何是否为,实体,，,与,FEA,软件,不同，因此，,对于机构分析来说,，只需要以下物理,性质的信息,即可，,质量,、,惯性矩,、,质心位置,及密度。,若要,导入,其他,CAD,文档,（除了,SHELL），,必须有,ADAMS/Exchange,的配合（,授权,）。目前可,导入,格式有,IGES、STEP、,Parasolid,、,STL,、DWG、DXF、Wavefront、Render。,注意：,导入,CAD,文档后,，需自行,输入,，,质量,、,惯性矩,、,质心,位置及密度,信息,。可由,CAD,软件得知,。,最佳的策略：,CAD ADAMS,=,完美,5:,几何建模,ADAMS简单教程,52,5.16,辅助,工具：,对齐,、,旋转,工具,部件对,x,y,z,轴旋转,、,平移,平面,对齐,旋转对齐,平移,对齐,直角坐标系统参数化,极坐标系统参数化,栅格设置,5:,几何建模,ADAMS简单教程,53,6.1,约束建模分析,6,:,施加约束,ADAMS,的六大类约束,常用约束,原始,约束,驱动器,接触,(,高副,),约束,Add-on (,复杂,),运动副,.,General Constrain,ADAMS简单教程,54,Rotational DOF Removed,Translational DOF Removed,0,1,2,3,0,1,2,3,Rigid Body,自由刚体,Spherical,球铰,Constant-Vel,恒速副,Hooke/Universal,万向副,(,胡克铰,),Revolute,转动副,Fixed,固定副,Translational,（平）移动副,Cylindrical,柱面副,Planar,平面副,6.2,常用约束（运动副）,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,55,Add-on (Complex) idealized joints are add on constraints that connect parts directly and indirectly. These include.,Screw Joints,Couplers,Gears,Screw Joints,Screw Joints couple the translational and rotational movement of one part with respect to another,Thus, screw joints remove 1 DOF,Modeling of screw joints requires the following.,2 parts,1 scalar pitch factor,1 axis,It is recommended to also specify 1 joint (combination), ensuring translational movement along and rotational movement about the same axis,6.3,附加式,运动副,-,螺旋（,Screw,）,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,56,Couplers,Couplers connect multiple parts indirectly by coupling 2 or 3 joints,Thus, couplers remove 1 DOF, based on the following equation.,Modeling of couplers requires the following:,2 or 3 joints,2 or 3 scalar multipliers,Constraint Equation:,S,1,q,1,+ S,2,q,2 +,S,3,q,3,= 0,Where.,S,1, S,2, S,2,-,scalar multipliers,q,1, q,2, q,3,-,allowable DOF in joint,6.4,附加式,运动副,-,Couplers,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,57,Gears,Gears constrain 2 parts indirectly by coupling 2 joints together,Thus, gears remove 1 DOF, based on the following equation.,Modeling of gears requires the following:,2 joints,1 point (at interface between geared parts),1 axis (in direction of common motion at interface point),Constraint Equation:,R,A,A,- R,B,B,= 0,Rev. Joint 1: 1st Part A,2nd Part C,Rev. Joint 2: 1st Part B,2nd Part C,Common Carrier Part:,Part C,Common Velocity Marker (CV):,belongs to Part C,6.5,附加式,运动副,齿轮,（,Gears,）,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,58,Rotational DOF Removed,Translational DOF Removed,0,1,2,3,0,1,2,3,Rigid Bodies,Spherical,Constant-Vel,Hooke/,Universal,Revolute,Fixed,Translational,Cylindrical,Planar,InPlane,Joint, Point,Motion (tra.),InLine,Perpendicular,Joint, Point,Motion (rot.),Orientation,Parallel_Axes,6.6,驱动器,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,59,Rotational DOF Removed,Translational DOF Removed,0,1,2,3,0,1,2,3,Rigid Bodies,Spherical,Constant-Vel Hooke/,Universal,Revolute,Fixed,Translational,Cylindrical,Planar,InPlane,Joint, Point,Motion (tra.),InLine,Pin-in-slot Cam,Curve-on-curve Cam,Perpendicular,Joint,Point,Motion,(rot.),Orientation,Parallel_Axes,6.7,接触约束,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,60,6.8,接触约束,-,Pin-In-Slot Cams,接触约束包含：,Pin-in-slot Cams,Curve-on-curve Cams,移除,两个,DOF,构成,元件：,两个部件,第一,个部件,接触点,第二,个,部件,曲线,一,个接触点,一,条曲线,一般,应用于点对边线接触或销对槽接触的凸轮设计,（,point-edged cam-follower system,and,pin-in-slot system),Be careful with open curves!,If point goes off either end, simulation will fail. It is better to use closed curves where possible,Pin-in-slot Cams,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,61,部件,的,接触,碰撞固定,于曲线之间,，因此接触,点,不,会离开曲线,。,移除,两个,DOF,构成,元件,两个部件,两,条曲线,一般,应用于凸轮对凸轮的系统,6.9,接触约束,-,Curve-On-Curve Cams,Curve-on-curve Cams,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,62,Rotational DOF Removed,Translational DOF Removed,0,1,2,3,0,1,2,3,Rigid Bodies,Spherical,Constant-Vel,Hooke/,Universal,Revolute,Fixed,Translational,In-Line +,Orientation,Cylindrical,InLine + Parallel,Planar,InPlane + Parallel,InPlane,Motion (tra.),InLine,Pin-in-slot Cam,Curve-on-curve Cam,Perpendicular,Motion,(rot.),Orientation,Parallel_Axes,InPlane,+,Orientation,InPlane +,Perpendicular,InLine +,Perpendicular,6.10,约束,条件,-,Putting It All Together,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,63,Rotational DOF Removed,Translational DOF Removed,0,1,2,3,0,1,2,3,Rigid Bodies,Spherical,Constant-Vel,Hooke/,Universal,Revolute,Fixed,Translational,Cylindrical,Planar,InPlane,InLine,Perpendicular,Orientation,Parallel_Axes,6.11,原始,运动副,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,64,6.12,原始运动副,(,cont,),先、后关系 !,注意,Description,DOF removed,InLine,(,点线约束,),一个点只能沿着直线移动,2,Translational,InPlane,(,点面约束,),一个点只能沿着指定的平面移动,1,Translational,Orientation,(,方向约束,),一个坐标系不能旋转,Parallel Axis,(,平行轴,),一个坐标系可以对一个轴旋转,3,Rotational,2,Rotational,Graphic,First part,Second part,First part,Second part,First part,Second part,First part,Second part,Perpendicular,(,垂直,),一个坐标系可以对两个轴旋转,1,Rotational,Second part,First,part,i,j,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,65,可使用,Modify Joint,对,话,框 修改运动副的特性,对运动副设定,摩擦,力,设定基本特性,设定动作,设定初始状况,6.13,修改运动副,修改运动副特性,6,:,施加约束,ADAMS简单教程,66,7,：施加载荷,ADAMS/VIEW,中的载荷主要指对模型施加力，与前面讲到的运动约束不同，添加力并不一定影响模型的运动，不能从模型中去除自由度。,ADAMS/VIEW,中的力可以分为四类：,一般作用力,，,柔性连接力,，,特殊力和接触力,。,定义力的时候需要设定力的大小和方向，对于力大小的设定有,3,种方法：,直接输入数据,、,利用函数,和,输入子程序的传递参数,。力的方向可以沿坐标轴定义或者是通过两点之间的连线来确定。,7.1,载荷工具箱,ADAMS简单教程,67,名 称,图 标,说 明,Force,（,Single Component,）,单作用力，在作用点上施加单向作用力,Toque,（,Single Component,）,单作用力矩，在作用点上施加单向力矩,Force Vector,（,3-Component Force,）,力矢量，由三个沿地面坐标方向的分力构成,Torque Vector,（,3-Component Torque,）,力矩矢量，由三个沿地面坐标方向的分力矩构成,General Force (6-Component Force/Torque),组合力，由六个沿地面坐标方向的力和力矩构成,7.2,作用力（,Applied Forces,）,分单作用力和多作用力，可为力或力矩，也可为力和力矩的组合,对于单作用力和力矩，其运行方向有,3,种表示方式,1,）,Space Fixed/Fixed,力的方向全局坐标系中固定，不随零件运动而变化。,2,）,Body Fixed/Moving,力的方向在所作用零件的零件坐标系中不变。,3,）,Two Bodies/Between Two Bodies,力的方向在两个零件上的力作用点连线上。,7,：施加载荷,ADAMS简单教程,68,7.3,柔性联接,通过施加接触力，可以描述自由运动的物体在相互接触的时候的运行情况。线框模型与线框模型之间，实体模型与实体模型之间都可以添加接触力，但是除球体与平面的接触（,sphere-to-plane contact,）外，线框模型与实体模型之间不能添加接触力。,当定义复杂或特殊的受力情况时要用到柔性连接力，具体使用方法这里不作介绍。,衬套,线性弹簧,扭转弹簧,无质量梁,场力,7,：施加载荷,ADAMS简单教程,69,8.1,ADAMS,的,驱动器,8,:,施加驱动,ADAMS/View,提供两种运动方式.,运动副运动,.,使用运动副位置定义相对运动的方向,刪除一个,DOF,具有两种方式,.,平移(,Translational),运动副运动,旋转,(,Rotational),运动副运动,一般,(,Point) Marker-Based,运动,(Point Motion),.,使用,CSMs,的位置与坐标系去定义相对运动,刪除 1到,6 个,DOF (rot. and/or trans.),Motion,产生器需为,位移、速度、加速度,之时间函数, 如 M(t)=360d*time,ADAMS简单教程,70,8.2,在,ADAMS,中方程式的定义,方程式可用于定义标量的输入,向量则用于,运动产生,作用力,运动,方程式的定义为位移, 速度, 加速度的,时间,函数, 如下式所示：,STEP(time,0,0,1,1)*20d*sin(2*pi*time),在,ADAMS,中几乎可以产生任何的方程式 ，包含微分方程式等：,- 语法使用,Fortran 77,表示法,8,:,施加驱动,ADAMS简单教程,71,8.3,用方程自定义力元素,8,:,施加驱动,ADAMS简单教程,72,8.4,Function Builder,Function Builder,是用来建立,ADAMS,所需的方程式,.,Runtime Functions,Computed Measure Functions,Function Measure Functions,Design Time Function Expressions,欲使用,Function Builder.,使用下拉式功能表,Tools|Function Builder,在,Impose Joint Motion,对话框, 于,“,F(time) ”,栏位中,按下鼠标右键, 会出现如上图的弹出式选单, 选择,Function Builder or Expression Builder,部分函数同时可为,Run time,及,Design Time,特性，例如：,STEP,。,8,:,施加驱动,ADAMS简单教程,73,函数分类,內建函数或自,定,函数,绘图,基本算术运算子,Function Builder,编辑,器,8.4,Function Builder,(cont.),8,:,施加驱动,ADAMS简单教程,74,9.1,执行简单的仿真,仿真可以检验机构在给定的时间范围內如何作动,只要设定,一个机构的,系统初始设定,一个机构的,负载与约束条件,执行分析,重置,回复到原本的设计状态,停止,在计算完成之前，,可以STOP停止运算，,也可以按键,ESC,执行。,9,:,运动仿真,执行仿真,开始,动画控制,ADAMS/View,的计算内核,ADAMS/Solver,可以进行五种类型的仿真分析,动力学分析（,Dynamic,）,运动学分析（,Kinematic,）,静力学分析（,Static,）,装配分析（,Assemble,）,线形分析（,Linear,）,ADAMS简单教程,75,9.2,基本的仿真设定,Duration,:,相对于仿真结束的时,间量,End Time,:,绝对的仿真结束时间,时间区间,仿真种类,输出,重复播放,静态平衡,计算目前状态下的,静态平衡仿真,Step Size,:,每一个,step,多少时间,Steps,:,在时间范围內分割为 多少,steps,重复先前运算的结果，,速度较快,其他,进入仿真控制对话框,(,Quasi-)static,dynamic,kinematic,transient,9,:,运动仿真,ADAMS简单教程,76,9.3,动画控制,分析程序名称,视角设定,视角固定点设定,摄影机,角度设定,点,轨迹追踪,定,显示,icons,影像叠加,结果存档,循环,播放,9,:,运动仿真,ADAMS简单教程,77,9.4,搭配,Sensors,Sensors,是用于侦测在仿真过程中你所设定的特定值, 当仿真达到此值, 就会执行特定的动作,IF.,值,+/-,公差,THEN,执行指定的动作,Sensors are created with,Either, real-time,表示式,Or,自行撰写的副程式,例如,监测运动副的反作用力, 当超过设定值时, 即停止作动,监测两部件之间的距离, 当接近时则缩小,step size ，可避免发散问题,IF,THEN, 刪除,SENSO,Executive_Control | Delete | Sensor,9,:,运动仿真,ADAMS简单教程,78,9.5,在,ADAMS,中建立,Measures,欲建立,measures,使用下拉式功能表,Build| Measure,可用于,所有的,Me,asures,使用,主工具箱中,Measure,工具,可用于,point-to-point,与,included angle,measures,使用鼠标右键产生弹出式选单并选择,Measure,可用于,