本书全面讲解虚拟样机技术的基础知识以及ADAMS 2014的实现方法, 包括多体系统动力学基础、ADAMS基本操作、创建约束、施加载荷、建模与仿真实例、计算结果后处理、参数化建模及优化设计, 并在此基础上介绍了工程开发中最常用的几个专业模块, 即ADAMS/Vibration振动模块、ADAMS/Controls控制模块ADAMS/Car车辆模块、ADAMS/Engine发动机等模块。这些技术均代表了当今社会虚拟样机技术发展的最新应用成果。

第1章 ADAMS 2016简介 1
1.1 ADAMS 2016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 7
1.2.5 计算多刚体系统动力学自动建模 10
1.2.6 多体系统动力学中的刚性问题 10
1.3 ADAMS建模基础 13
1.3.1 参考标架 14
1.3.2 坐标系的选择 14
1.4 ADAMS运动学分析 15
1.4.1 ADAMS运动学方程 15
1.4.2 ADAMS运动学方程的求解算法 16
1.5 ADAMS动力学分析 16
1.5.1 ADAMS动力学方程 16
1.5.2 初始条件分析 20
1.5.3 ADAMS动力学方程的求解 21
1.6 ADAMS静力学及线性化分析 23
1.6.1 静力学分析 23
1.6.2 线性化分析 23
1.7 ADAMS求解器算法介绍 23
1.7.1 ADAMS数值算法简介 23
1.7.2 动力学求解算法介绍 24
1.7.3 坐标缩减的微分方程求解过程算法 25
1.7.4 动力学求解算法特性比较 25
1.7.5 求解器的特点比较 26
1.7.6 刚性问题求解算法选择 27
1.8 本章小结 27
第2章 ADAMS应用基础 28
2.1 设置工作环境 28
2.2 ADAMS的界面 33
2.3 ADAMS的零件库 35
2.4 ADAMS的约束库 37
2.5 ADAMS的设计流程 41
2.6 创建物体 42
2.7 创建约束副 53
2.8 施加力 62
2.9 仿真和动画 65
2.10 输出测量曲线 67
2.11 本章小结 67
第3章 施加载荷 68
3.1 外部载荷的定义 68
3.2 柔性连接 70
3.3 在运动副上添加摩擦力 73
3.4 实例 75
3.4.1 实例一：齿轮接触分析 75
3.4.2 实例二：小车越障柔性连接 77
3.4.3 实例三：射击 80
3.5 本章小结 85
第4章 计算求解与结果后处理 86
4.1 计算求解 86
4.1.1 计算类型 86
4.1.2 验证模型 87
4.1.3 仿真控制 87
4.1.4 传感器 90
4.2 实例一：仿真类型与传感器 91
4.2.1 设计要求 91
4.2.2 建模 91
4.2.3 模型运动初步仿真 96
4.2.4 存储数据文件 96
4.2.5 生成地块及添加约束 96
4.2.6 测量 97
4.2.7 生成传感器 98
4.2.8 模型仿真 99
4.3 ADAMS后处理简介 99
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 99
4.3.2 ADAMS/PostProcessor 的启动与退出 100
4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介绍 100
4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 101
4.4.1 创建任务和添加数据 101
4.4.2 工具栏的使用 102
4.4.3 窗口模式的设置 104
4.4.4 ADAMS/PostProcessor的页面管理 105
4.5 ADAMS/PostProcessor输出仿真结果的动画 105
4.5.1 动画类型 105
4.5.2 加载动画 106
4.5.3 动画演示 106
4.5.4 时域动画的控制 107
4.5.5 频域动画的控制 108
4.5.6 记录动画 109
4.6 ADAMS/PostProcessor绘制仿真结果的曲线图 109
4.6.1 由仿真结果绘制曲线图的类型 109
4.6.2 曲线图的建立 110
4.6.3 曲线图上的数学计算 111
4.7 曲线图的处理 113
4.7.1 曲线数据滤波 113
4.7.2 快速傅立叶变换 114
4.7.3 生成伯德图 114
4.8 实例二：跳板振动分析 115
4.8.1 动力学模型的建立和仿真分析 115
4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和设置曲线图 116
4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor对曲线图进行操作 118
4.9 实例三：加紧机构仿真后处理 119
4.9.1 细化模型 119
4.9.2 深化设计 125
4.10 本章小结 128
第5章 刚性体建模及仿真分析 129
5.1 建立模型 129
5.2 定义材料属性 130
5.3 重命名部件 131
5.4 施加约束 131
5.4.1 创建固定副 131
5.4.2 创建旋转副 132
5.4.3 创建滑移副 133
5.4.4 柔性约束力 134
5.4.5 施加接触 135
5.5 施加驱动 136
5.5.1 在车轮与车体之间施加旋转驱动 136
5.5.2 在滑移副上施加平移驱动 137
5.6 求解器设置 138
5.7 仿真 139
5.8 后处理分析 139
5.9 实例一：吊车起吊过程分析 141
5.9.1 创建模型 141
5.9.2 定义材料属性 142
5.9.3 重命名部件 142
5.9.4 施加约束 143
5.9.5 施加驱动 145
5.9.6 设置求解器 147
5.9.7 仿真 147
5.9.8 后处理分析 148
5.10 实例二：转盘机构刚体建模及仿真分析 149
5.10.1 创建模型 149
5.10.2 查看约束 149
5.10.3 施加驱动 150
5.10.4 设置求解器 150
5.10.5 仿真 151
5.10.6 后处理分析 151
5.11 实例三：偏转摩天轮多刚体动力学仿真分析 152
5.11.1 导入模型 152
5.11.2 定义材料属性 154
5.11.3 重命名部件 155
5.11.4 渲染模型和布尔运算 155
5.11.5 施加约束 156
5.11.6 施加驱动 158
5.11.7 设置求解器 158
5.11.8 仿真 158
5.11.9 后处理分析 159
5.12 本章小结 160
第6章 刚-柔混合建模 161
6.1 离散柔性连接件 161
6.2 利用有限元程序建立柔性体 162
6.2.1 模态的概念 163
6.2.2 柔性体与刚性体之间的连接 163
6.2.3 柔性体替换刚性体 163
6.3 实例一：模态中性文件的生成及编辑 164
6.3.1 在ADAMS中导入MNF文件 165
6.3.2 编辑柔性体 165
6.4 实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞动力学分析 168
6.4.1 建立模型 168
6.4.2 定义材料属性 169
6.4.3 渲染模型 170
6.4.4 施加约束 171
6.4.5 施加载荷 172
6.4.6 检查模型 173
6.4.7 仿真计算 173
6.4.8 柔性体的替换与编辑 173
6.4.9 仿真计算 174
6.4.10 后处理 175
6.5 实例三：钟摆机构刚体离散及动力学分析 176
6.5.1 创建模型 176
6.5.2 施加约束和驱动 177
6.5.3 仿真 178
6.5.4 创建柔性离散连杆 179
6.5.5 创建刚-柔体间的约束和驱动 179
6.5.6 仿真 181
6.5.7 后处理 181
6.6 本章小结 183
第7章 多柔体动力学仿真 184
7.1 多柔体系统及工程背景 184
7.2 多柔体系统动力学的突出问题 185
7.3 实例一：连杆机构柔体动力学仿真分析 186
7.3.1 创建模型 186
7.3.2 柔性化连杆机构 188
7.3.3 施加约束和驱动 191
7.3.4 仿真 191
7.3.5 后处理 191
7.4 实例二：风力发电机建模及风载仿真分析 193
7.4.1 导入并编辑模型 193
7.4.2 驱动 195
7.4.3 仿真 195
7.4.4 后处理 196
7.5 本章小结 198
第8章 机电一体联合仿真 199
8.1 机电一体化系统仿真分析简介 199
8.2 ADAMS/View控制工具栏 200
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 200
8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具栏 200
8.2.3 控制模块类型 201
8.2.4 产生控制模块 202
8.2.5 检验控制模块的连接关系 202
8.3 实例一：雷达机构的机电联合仿真 202
8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步骤 203
8.3.2 启动ADAMS/Controls模块 203
8.3.3 构造ADAMS机械系统样机模型 204
8.3.4 确定ADAMS的输入和输出 207
8.3.5 控制系统建模 210
8.3.6 机电系统联合仿真分祈 215
8.4 实例二：滚动球体机电联合仿真分析 216
8.4.1 打开以及浏览模型 216
8.4.2 创建控制系统 217
8.4.3 创建传感器信号 219
8.4.4 创建激励信号 219
8.4.5 编辑控制系统 220
8.4.6 用信号管理器连接信号 220
8.4.7 输出面板 222
8.4.8 创建MATLAB控制系统 222
8.5 本章小结 224
第9章 ADAMS与其他软件接口 225
9.1 三维建模软件与ADAMS 225
9.1.1 Pro/E与ADAMS之间的数据传递 225
9.1.2 Solidworks与ADAMS之间的数据传递 226
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 227
9.3 本章小结 233
第10章 ADAMS参数化建模及优化设计 234
10.1 ADAMS参数化建模简介 234
10.2 实例一：参数化建模应用 235
10.2.1 双摆臂独立前悬架拓扑结构 235
10.2.2 系统环境设置 235
10.2.3 双摆臂独立前悬架参数化建模 236
10.3 实例二：前悬架机构优化设计分析 241
10.3.1 参数化分析的准备 241
10.3.2 设计研究 244
10.3.3 试验设计 249
10.3.4 结果分析 256
10.4 本章小结 257
第11章 ADAMS振动分析 258
11.1 振动分析模块简介 258
11.2 实例一：刚性体卫星振动分析 258
11.2.1 建立模型 258
11.2.2 仿真模型 259
11.2.3 建立输入通道 260
11.2.4 建立运动学输入通道和激振器 263
11.2.5 建立输出通道 264
11.2.6 测试模型 265
11.2.7 验证模型 266
11.2.8 精化模型 270
11.2.9 优化模型 272
11.3 实例二：柔性体卫星振动分析 274
11.3.1 建立模型 274
11.3.2 仿真模型 275
11.3.3 建立输入通道 276
11.3.4 建立运动学输入通道和激振器 278
11.3.5 建立输出通道 280
11.3.6 测试模型 280
11.3.7 验证模型 281
11.3.8 精化模型 285
11.3.9 优化模型 287
11.4 实例三：火车转向架振动分析 289
11.4.1 建立模型 289
11.4.2 仿真模型 290
11.4.3 定义设计变量 291
11.4.4 建立输入通道 292
11.4.5 建立输出通道 293
11.4.6 测试模型 293
11.4.7 后处理 293
11.5 本章小结 296
第12章 耐久性分析 297
12.1 耐久性简介 297
12.2 实例一：气缸?曲轴系统耐久性分析 297
12.2.1 导入并熟悉模型 298
12.2.2 约束 298
12.2.3 驱动 298
12.2.4 加载耐久性模块 299
12.2.5 仿真 299
12.2.6 后处理 300
12.3 实例二：斜面拉伸耐久性分析 305
12.3.1 导入并熟悉模型 305
12.3.2 倾斜 306
12.3.3 建立约束 307
12.3.4 创建载荷 307
12.3.5 加载耐久性模块 308
12.3.6 仿真 308
12.3.7 后处理 309
12.4 实例三：悬臂梁耐久性分析 311
12.4.1 创建模型 311
12.4.2 查看模型信息 312
12.4.3 施加约束 313
12.4.4 施加载荷 314
12.4.5 加载耐久性模块 314
12.4.6 仿真 315
12.4.7 重新单向力定义函数 315
12.4.8 重新仿真 316
12.4.9 后处理 316
12.5 本章小结 323
第13章 ADAMS二次开发 324
13.1 定制用户界面 324
13.1.1 定制菜单 326
13.1.2 定制对话框 331
13.2 宏命令的使用 335
13.2.1 创建宏命令 335
13.2.2 在宏命令中使用参数 337
13.3 循环命令和条件命令 340
13.3.1 循环命令 340
13.3.2 条件命令 342
13.4 本章小结 344
 
第14章 ADAMS模型语言及仿真控制语言 345
14.1 ADAMS的主要文件介绍 345
14.2 ADAMS/Solver模型语言 346
14.2.1 ADAMS/Solver模型语言分类及其语法介绍 346
14.2.2 模型文件的开头与结尾 348
14.2.3 惯性单元 348
14.2.4 几何单元 349
14.2.5 约束单元 352
14.2.6 力元 354
14.2.7 系统模型单元 357
14.2.8 轮胎单元 358
14.2.9 数据单元 360
14.2.10 分析参数单元 361
14.2.11 输出单元 363
14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 364
14.3.1 ADAMS/Solver命令结构及分类 364
14.3.2 创建ADAMS/Solver仿真控制文件 371
14.4 本章小结 372
第15章 ADAMS用户子程序 373
15.1 ADAMS用户子程序简介 373
15.1.1 用户子程序的种类 373
15.1.2 子程序的使用 375
15.2 常用ADAMS用户子程序简介 377
15.2.1 使用GFOSUB用户子程序实例 377
15.2.2 常用用户定义子程序及实例 379
15.3 功能子程序 386
15.3.1 功能子程序概述 386
15.3.2 功能子程序SYSARY和SYSFNC 387
15.4 本章小结 390
第16章 车辆仿真与设计 391
16.1 创建悬吊系统 391
16.1.1 创建悬吊和转向系统 392
16.1.2 定义车辆参数 393
16.1.3 后处理 394
16.1.4 推力分析 395
16.1.5 仿真结果绘图 396
16.1.6 悬吊系统与转向系统的修改 398
16.1.7 修改后的系统模型分析 398
16.1.8 分析结果 399
16.2 弹性体对悬吊和整车装配的影响 400
16.2.1 创建悬吊装配 400
16.2.2 创建弹性体 401
16.3 包含弹性体的整车装配 402
16.4 本章小结 405
第17章 ADAMS/VIEW及ADAMS/SOLVER函数 406
17.1 函数类型及建立 406
17.1.1 建立表达式模式下的函数 406
17.1.2 建立运行模式下的函数 406
17.2 ADAMS/View设计函数 407
17.2.1 数学函数 407
17.2.2 位置/方向函数 408
17.2.3 建模函数 409
17.2.4 矩阵/数组函数 410
17.2.5 字符串函数 412
17.2.6 数据库函数 412
17.2.7 GUI函数组 413
17.2.8 系统函数组 413
17.3 ADAMS/View运行函数及ADAMS/Solver函数 413
17.3.1 位移函数 414
17.3.2 速度函数 414
17.3.3 加速度函数 415
17.3.4 接触函数 415
17.3.5 样条差值函数 415
17.3.6 约束力函数 415
17.3.7 合力函数 416
17.3.8 数学函数 416
17.3.9 数据单元 416
17.4 函数应用实例 416
17.4.1 定义不同形式的驱动约束 417
17.4.2 定义和调用系统状态变量 418
17.4.3 度量或请求的定义和调用 419
17.5 本章小结 419
附录 ADAMS的使用技巧 420
参考文献 426