2.2 ADAMS軟件介紹

2.2.1 ADAMS軟件簡(jiǎn)介

機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems， ADAMS）是由美國(guó)MDI公司（Mechanical Dynamics Inc.）開(kāi)發(fā)的基于多體動(dòng)力學(xué)理論的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件，ADAMS已迅速發(fā)展成為CAE領(lǐng)域中使用范圍最廣、應(yīng)用行業(yè)最多的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真工具，占據(jù)了該領(lǐng)域1/2以上的市場(chǎng)份額，目前，已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用，在航空航天、汽車(chē)工程、工程機(jī)械等行業(yè)均有廣泛的應(yīng)用，ADAMS軟件現(xiàn)已經(jīng)并入美國(guó)MSC公司。

ADAMS軟件采用交互式的建模方式，利用該軟件的模型庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)等，可以創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，其求解器基于多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程，使用該軟件，用戶可以方便地對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。

ADAMS軟件宣傳并推廣了“虛擬樣機(jī)”的概念，使用該軟件可以建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，真實(shí)地模擬其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并且可以迅速地分析和比較多種參數(shù)方案，直至獲得優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，從而大大減少了昂貴的物理樣機(jī)制造及試驗(yàn)次數(shù)，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，大幅度地縮短了產(chǎn)品研制周期和費(fèi)用。

ADAMS軟件的特點(diǎn)如下：

（1）利用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)建立機(jī)械系統(tǒng)三維參數(shù)化模型。

（2）分析類型包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和準(zhǔn)靜力學(xué)分析，以及線性和非線性動(dòng)力學(xué)分析，包含剛體和柔性體分析。

（3）具有先進(jìn)的數(shù)值算法和強(qiáng)有力的求解器，使求解快速、準(zhǔn)確。

（4）具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，允許用戶定義自己的子程序，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。

（5）具有多種CAD、FEA和控制設(shè)計(jì)軟件包的接口。

2.2.2 ADAMS軟件的組成

ADAMS軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成，用戶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。

1.基本模塊

1）用戶界面模塊ADAMS/View

ADAMS/View提供了一個(gè)交互式圖形建模環(huán)境和仿真計(jì)算的前處理功能，具有快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對(duì)話框創(chuàng)建和修改工具，包采用簡(jiǎn)單的分層方式完成建模工作，它提供了豐富的建模工具、約束庫(kù)和力/力矩庫(kù)，采用基于Parasolid核心的建模方法，支持布爾運(yùn)算，在ADAMS/View中，用戶可像用Excel一樣方便地編輯模型數(shù)據(jù)，對(duì)于復(fù)雜的幾何模型，ADAMS/View支持從UG、Solidworks、Pro/E等軟件中建模然后再導(dǎo)入其中。

ADAMS/View的界面如圖2.4所示。

ADAMS/View支持對(duì)話框的方式定義求解器的各項(xiàng)設(shè)置，并自動(dòng)完成模型與求解器及后處理程序的連接。

ADAMS/View有自己的高級(jí)編程語(yǔ)言，支持從命令行輸入命令，支持C++語(yǔ)言二次開(kāi)發(fā)，有豐富的宏命令，有在線幫助功能。

2）求解器模塊ADAMS/Solver

ADAMS/Solver是ADAMS用來(lái)求解機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的算法模塊，該模塊可以自動(dòng)形成機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)方程，提供靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的解算結(jié)果。用戶可以將其當(dāng)做一個(gè)“黑箱”，只要在ADAMS/View中定義好各種建模和求解選項(xiàng)，就可以精確有效地解決各種工程問(wèn)題。

3）后處理模塊ADAMS/PostProcessor

ADAMS軟件的后處理器可以對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行豐富的數(shù)據(jù)作圖，數(shù)據(jù)處理（如曲線的代數(shù)運(yùn)算、反向、偏置、縮放、編輯等），可對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如均值、均方根、極值、斜率等，支持?jǐn)?shù)據(jù)文件的輸出。

支持仿真動(dòng)畫(huà)回放，支持多窗口畫(huà)面分割顯示及多頁(yè)面存儲(chǔ)，多視窗動(dòng)畫(huà)與曲線結(jié)果可同步顯示，并可錄制成視頻文件，便于更形象地認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)方案。

2.擴(kuò)展模塊

● 振動(dòng)分析模塊ADAMS/Vibration；

● 線性化分析模塊ADAMS/Linear；

● 高速動(dòng)畫(huà)模塊ADAMS/Animation；

● 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析模塊ADAMS/Insight；

● 耐久性分析模塊ADAMS/Durability；

● 數(shù)字化裝配回放模塊ADAMS/DMU Replay。

3.接口模塊

● 柔性分析模塊ADAMS/Flex；

● 控制模塊ADAMS/Controls；

● 圖形接口模塊ADAMS/Exchange；

● CATIA專業(yè)接口模塊CAT/ADAMS；

● Pro/E接口模塊Mechanical/Pro。

其中柔性體接口模塊和控制模塊將在后續(xù)章節(jié)詳細(xì)介紹。

4.專業(yè)領(lǐng)域模塊

● 轎車(chē)模塊ADAMS/Car；

● 懸架設(shè)計(jì)軟件包Suspension Design；

● 概念化懸架模塊CSM；

● 駕駛員模塊ADAMS/Driver；

● 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊ADAMS/Driveline；

● 輪胎模塊ADAMS/Tire；

● 柔性環(huán)輪胎模塊FTire Module；

● 柔性體生成器模塊ADAMS/FBG；

● 經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)模型EDM；

● 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模塊ADAMS/Engine；

● 配氣機(jī)構(gòu)模塊ADAMS/Engine Valvetrain；

● 正時(shí)鏈模塊ADAMS/Engine Chain；

● 附件驅(qū)動(dòng)模塊Accessory Drive Module；

● 鐵路車(chē)輛模塊ADAMS/Rail；

● FORD汽車(chē)公司專用汽車(chē)模塊Chassis。

5.工具箱

● 軟件開(kāi)發(fā)工具包ADAMS/SDK；

● 虛擬試驗(yàn)工具箱Virtual Test Lab；

● 虛擬試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析工具箱Virtual Experiment Modal Analysis；

● 鋼板彈簧工具箱Leafspring Toolkit；

● 飛機(jī)起落架工具箱ADAMS/Landing Gear；

● 履帶/輪胎式車(chē)輛工具箱Tracked/Wheeled Vehicle；

● 齒輪傳動(dòng)工具箱ADAMS/Gear Tool。