商品簡介
本書注重基礎、突出實例講解，分為基礎與實例兩部分，共17章。其中，基礎部分包括軟件及動力學理論簡介、動力學模型建立基礎、ADAMS運動學分析、ADAMS靜力學分析及線性化分析、求解器算法以及ADAMS應用基礎、載荷施加、後處理分析等內容；實例部分包括多剛體分析、剛-柔耦合分析、多柔體分析、耐久性分析、振動分析、參數化分析和車輛分析等內容。本書下載文件中配有書中實例的幾何模型以及實例的分析模型，方便讀者查閱。
本書結合作者多年科研實踐和本科生與研究生的相關教學經驗編撰而成，可作為理工科院校相關專業的高年級本科生、研究生及教師學習ADAMS軟件的教材或參考書，也可作為從事汽車交通、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、國防工業、造船等科學研究的工程技術人員使用ADAMS軟件的參考書。
作者簡介
陳峰華，副教授，從事機械設計及動力學仿真計算教學工作十余年。目前主要從事結構動力學設計、精密機械設計及教學工作。精通ADAMS、MSC系列軟件、AutoCAD、Pro/Engineer等軟件，出版《ADAMS2016虛擬樣機技術從入門到精通》等多本計算機圖書。
名人/編輯推薦
虛擬樣機技術是設計制造領域的一項新技術，其應用涉及汽車制造、工程機械、造船、航海、機械電子和通用機械等多個領域。采用虛擬樣機代替物理樣機不但可以縮短開發周期，而且可以大大提高設計效率。本書注重基礎，突出實例講解，分為基礎與實例兩部分，其中基礎部分包括軟件及動力學理論簡介、動力學模型建立基礎、ADAMS運動學分析、ADAMS靜力學分析及線性化分析、求解器算法以及ADAMS應用基礎、載荷施加、後處理分析等內容；實例部分包括多剛體分析、剛-柔耦合分析、多柔體分析、耐久性分析、參數化分析和車輛分析等內容。
本書結合編者多年科研實踐和本科生與研究生相關教學經驗編撰而成，可作為理工科院校相關專業的高年級本科生、研究生及老師學習ADAMS軟件的教材或參考書，也可作為從事汽車交通、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、國防工業、造船等科學研究的工程技術人員使用ADAMS軟件的參考書。
序
本書介紹的軟件ADAMS是專門用於機械產品虛擬樣機開發的工具，通過虛擬試驗和測試，在產品開發階段就可以幫助設計者發現設計缺陷，並提出改進的方法。
ADAMS研究復雜系統的運動學關係和動力學關係，以計算多體系統動力學為理論基礎，結合高速計算機來對產品進行仿真計算，得到各種試驗數據，幫助設計者發現問題並解決問題。本書主要介紹ADAMS的使用方法，由於涉及較多的理論知識，尤其是力學方面的知識，因此請讀者參考多體系統動力學和結構動力學方面的書籍。
本書內容介紹
本書以ADAMS 2020版本為基礎，涉及的內容包括剛性體建模、柔性體建模、參數化設計、優化計算、振動分析、控制系統等，詳細介紹了ADAMS/View、ADAMS/PostProcsser、ADAMS/Autoflex、ADAMS/Vibration、ADAMS/Controls、ADAMS/Car等模塊的使用方法，所介紹的不僅是入門內容，更多的是高級應用的內容。
全書共分為17章，各章安排如下：
第1章 簡要介紹ADAMS 2020的新功能、ADAMS軟件的基本算法，包括ADAMS建模中的一些基本概念、運動學分析算法、動力學分析算法、靜力學分析及線性化分析算法以及ADAMS軟件積分器等內容。
第2章 首先介紹ADAMS 2020的工作界面、零件庫、約束庫和設計流程，然後講解ADAMS中工作界面的設置以及物體、約束副和施加載荷的創建，最後分析講解後處理中的動畫顯示和輸出測量曲線等。
第3章 介紹載荷的施加方式以及各種載荷的作用，並通過實例具體講解各種載荷的施加方式。
第4章 講解後處理的使用方法，通過後處理計算標記點（Marker）的位移、速度和加速度，計算運動副關聯的兩個構件之間的相對位移、速度和加速度等。
第5章 通過一個卡車模型和3個具體實例幫助讀者熟悉剛體建模、定義材料屬性、施加驅動和約束及仿真分析、後處理等操作步驟，以達到掌握運用ADAMS進行剛體建模的目的。
第6章 介紹剛-柔耦合建模的知識，通過3個具體的實例講解剛-柔耦合仿真模型的建立及求解和後處理等內容。
第7章 首先介紹多柔體仿真的工程背景，然後講解多柔體系統動力學中的幾個突出問題，最後通過兩個實例具體講解多柔體系統動力學仿真的使用方法。
第8章 首先介紹機電聯合仿真的基礎知識，然後對控制工具欄進行詳細講解，最後通過實例講解機電一體化聯合仿真的實踐與應用。通過本章的學習，讀者可以掌握利用控制器進行仿真控制設置以及實現機電一體聯合仿真的方法。
第9章 首先介紹三維建模軟件與ADAMS之間的交換接口，然後講解Pro/E和SOLID模型導入ADAMS的步驟，最後給出UG與ADAMS之間雙向模型交換的一個典型實例，講解兩者之間模型轉換的方法。
第10章 首先對參數化建模做簡單介紹，然後通過雙擺臂獨立前懸架機構實例對參數化建模做詳盡的闡述和分析，最後利用前懸架機構優化設計分析實例對機構優化設計進行深入分析。通過本章的學習，讀者可以掌握參數化建模和分析的步驟，以及通過參數化建模來分析不同變量對系統的影響。
第11章 首先介紹振動分析模塊，然後通過實例講解剛性體模型建立振動模型、振動參數的輸入和輸出以及模型的測試、驗證、精化及優化等，最後通過實例講解柔性體模型建立振動模型的過程。通過本章的學習，讀者可以掌握振動模型的輸入和輸出，振動仿真模型測試、驗證、精化及優化，以及結果後處理方法等相關知識。
第12章 以3個耐久性例子為基礎介紹耐久性模塊的使用，通過實例的學習和分析，使讀者對耐久性模塊能夠有深入的了解和認識，學會通過耐久性模塊查看模型的應力和應變信息，並生成報告文件。
第13章 首先介紹ADAMS二次開發用戶界面的定制，然後講解宏命令的使用方法，最後講解循環命令和條件命令的使用。
第14章 首先介紹ADAMS的主要文件，然後講解求解器（Solver）模型語言分類並對每個模型語言與語法附帶一個例子，最後介紹求解器（Solver）命令及仿真控制文件。通過本章的學習，讀者可以深刻理解ADAMS中幾何、約束、力元等的實質，脫離ADAMS/View環境，直接利用ADAMS/Solver進行一些高級應用。
第15章 首先介紹用戶子程序種類和使用的基礎知識，然後通過例子講解GFOSUB用戶子程序及常用的子程序，最後對功能子程序進行概述，重點講解SYSARY和SYSFNC功能子程序。通過本章的學習，讀者將具備基本的開發用戶子程序的能力。
第16章 通過簡要講解ADAMS中專業車輛模塊ADAMS/Car，再通過創建懸吊系統、整車裝配等來展示如何應用這個專業模塊進行設計和仿真設計，使讀者掌握用車輛模塊創建整車模型以及進行仿真設計的方法。
第17章 首先介紹ADAMS函數的基礎知識，然後通過例子講解驅動約束、定義和調用系統狀態變量、測量及請求的定義和調用等。通過本章的學習，讀者將對函數有進一步的認識和了解，增進對函數的掌握和理解。
本書最後的附錄給出ADAMS中常用的使用技巧，幫助讀者在學習過程中更快地掌握軟件的使用技巧，提高工作效率。
配書資源——素材文件與教學視頻
為方便讀者使用本書，本書還提供了實例素材文件，讀者可以直接在軟件環境下調用，方便上機演練。另外，編者還為本書錄制了軟件基礎操作及部分實例的教學視頻，讀者可以掃描下述二維碼下載：
如果下載有問題，請電子郵件聯繫booksaga@126.com，郵件主題為“ADAMS2020虛擬樣機技術從入門到精通”。
技術支持
為了方便解決本書疑難問題，讀者朋友在學習過程中遇到與本書有關的技術問題，可以發郵件到郵箱comshu@126.com，編者會盡快給予解答。讀者也可以訪問微信公眾號“算法仿真在線”在相關欄目下留言獲取幫助。
雖然在本書的編寫過程中編者力求敘述準確、完善，但是由於水平有限，書中欠妥之處在所難免，希望讀者和同仁能夠及時指出，共同促進本書質量的提高。
編 者
2020年9月
目次
第1章 ADAMS 2020簡介 1
1.1 ADAMS 2020新功能 1
1.2 ADAMS多體系統動力學的建模、分析和計算方法 2
1.2.1 廣義坐標的選擇 2
1.2.2 多體系統動力學研究狀況 2
1.2.3 多體系統建模理論 5
1.2.4 多體系統動力學數值求解 6
1.2.5 計算多剛體系統動力學自動建模 9
1.2.6 多體系統動力學中的剛性問題 9
1.3 ADAMS建模基礎 12
1.3.1 參考標記 13
1.3.2 坐標系的選擇 13
1.4 ADAMS運動學分析 14
1.4.1 ADAMS運動學方程 14
1.4.2 ADAMS運動學方程的求解算法 15
1.5 ADAMS動力學分析 15
1.5.1 ADAMS動力學方程 15
1.5.2 初始條件分析 19
1.5.3 ADAMS動力學方程的求解 20
1.6 ADAMS靜力學及線性化分析 21
1.6.1 靜力學分析 21
1.6.2 線性化分析 22
1.7 ADAMS求解器算法介紹 22
1.7.1 ADAMS數值算法簡介 22
1.7.2 動力學求解算法介紹 23
1.7.3 坐標縮減的微分方程求解過程算法 24
1.7.4 動力學求解算法特性比較 24
1.7.5 求解器的特點比較 25
1.7.6 剛性問題求解算法選擇 25
1.8 本章小結 26
第2章 ADAMS應用基礎 27
2.1 設置工作環境 27
2.2 ADAMS的界面 32
2.3 ADAMS的零件庫 33
2.4 ADAMS的約束庫 36
2.5 ADAMS的設計流程 40
2.6 創建物體 40
2.7 創建約束副 52
2.8 施加力 60
2.9 仿真和動畫 63
2.10 輸出測量曲線 64
2.11 本章小結 65
第3章 施加載荷 66
3.1 外部載荷的定義 66
3.2 柔性連接 68
3.3 在運動副上添加摩擦力 70
3.4 實例 72
3.4.1 實例一：齒輪接觸分析 72
3.4.2 實例二：小車越障柔性連接 74
3.4.3 實例三：射擊 77
3.5 本章小結 82
第4章 計算求解與結果後處理 83
4.1 計算求解 83
4.1.1 計算類型 83
4.1.2 驗證模型 84
4.1.3 仿真控制 84
4.1.4 傳感器 87
4.2 實例一：仿真類型與傳感器 88
4.2.1 設計要求 88
4.2.2 建模 88
4.2.3 模型運動初步仿真 92
4.2.4 存儲數據文件 92
4.2.5 生成地塊及添加約束 93
4.2.6 測量 94
4.2.7 生成傳感器 94
4.2.8 模型仿真 95
4.3 ADAMS後處理簡介 95
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 96
4.3.2 ADAMS/PostProcessor的啟動與退出 96
4.3.3 ADAMS/PostProcessor窗口介紹 97
4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 97
4.4.1 創建任務和添加數據 98
4.4.2 工具欄的使用 99
4.4.3 窗口模式的設置 101
4.4.4 ADAMS/PostProcessor的頁面管理 101
4.5 ADAMS/PostProcessor輸出仿真結果的動畫 102
4.5.1 動畫類型 102
4.5.2 加載動畫 103
4.5.3 動畫演示 103
4.5.4 時域動畫的控制 103
4.5.5 頻域動畫的控制 104
4.5.6 記錄動畫 105
4.6 ADAMS/PostProcessor繪制仿真結果的曲線圖 106
4.6.1 由仿真結果繪制曲線圖的類型 106
4.6.2 曲線圖的建立 106
4.6.3 曲線圖上的數學計算 108
4.7 曲線圖的處理 109
4.7.1 曲線數據濾波 109
4.7.2 快速傅裡葉變換 110
4.7.3 生成伯德圖 111
4.8 實例二：跳板振動分析 111
4.8.1 動力學模型的建立和仿真分析 111
4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和設置曲線圖 112
4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor對曲線圖進行操作 114
4.9 實例三：加緊機構仿真後處理 115
4.9.1 細化模型 115
4.9.2 深化設計 121
4.10 本章小結 124
第5章 剛性體建模及仿真分析 125
5.1 建立模型 125
5.2 定義材料屬性 126
5.3 重命名部件 127
5.4 施加約束 127
5.4.1 創建固定副 127
5.4.2 創建旋轉副 128
5.4.3 創建平移副 129
5.4.4 柔性約束力 130
5.4.5 施加接觸 131
5.5 施加驅動 132
5.5.1 在車輪與車體之間施加轉動驅動 132
5.5.2 在平移副上施加移動驅動 133
5.6 求解器設置 134
5.7 仿真 135
5.8 後處理分析 136
5.9 實例一：吊車起吊過程分析 137
5.9.1 創建模型 138
5.9.2 定義材料屬性 138
5.9.3 重命名部件 139
5.9.4 施加約束 140
5.9.5 施加驅動 142
5.9.6 設置求解器 144
5.9.7 仿真 145
5.9.8 後處理分析 145
5.10 實例二：轉盤機構剛體建模及仿真分析 146
5.10.1 創建模型 146
5.10.2 查看約束 147
5.10.3 施加驅動 147
5.10.4 設置求解器 148
5.10.5 仿真 148
5.10.6 後處理分析 149
5.11 實例三：偏轉摩天輪多剛體動力學仿真分析 149
5.11.1 導入模型 149
5.11.2 定義材料屬性 151
5.11.3 重命名部件 152
5.11.4 渲染模型和布爾運算 152
5.11.5 施加約束 153
5.11.6 施加驅動 155
5.11.7 設置求解器 155
5.11.8 仿真 155
5.11.9 後處理分析 156
5.12 本章小結 158
第6章 剛-柔混合建模 159
6.1 離散柔性連接件 159
6.2 利用有限元程序建立柔性體 160
6.2.1 模態的概念 161
6.2.2 柔性體與剛性體之間的連接 161
6.2.3 柔性體替換剛性體 161
6.3 實例一：模態中性文件的生成及編輯 162
6.3.1 在ADAMS中導入MNF文件 162
6.3.2 編輯柔性體 163
6.4 實例二：鐵錘敲擊墻壁剛柔碰撞動力學分析 166
6.4.1 建立模型 166
6.4.2 定義材料屬性 167
6.4.3 渲染模型 168
6.4.4 施加約束 169
6.4.5 施加載荷 170
6.4.6 檢查模型 170
6.4.7 仿真計算 170
6.4.8 柔性體的替換與編輯 171
6.4.9 仿真計算 172
6.4.10 後處理 172
6.5 實例三：鐘擺機構剛體離散及動力學分析 173
6.5.1 創建模型 174
6.5.2 施加約束和驅動 175
6.5.3 仿真 176
6.5.4 創建柔性離散連桿 177
6.5.5 創建剛-柔體間的約束和驅動 177
6.5.6 仿真 179
6.5.7 後處理 179
6.6 本章小結 182
第7章 多柔體動力學仿真 183
7.1 多柔體系統及工程背景 183
7.2 多柔體系統動力學的突出問題 184
7.3 實例一：連桿機構柔體動力學仿真分析 185
7.3.1 創建模型 185
7.3.2 柔性化連桿機構 187
7.3.3 施加約束和驅動 189
7.3.4 仿真 189
7.3.5 後處理 190
7.4 實例二：風力發電機建模及風載仿真分析 192
7.4.1 導入並編輯模型 192
7.4.2 驅動 194
7.4.3 仿真 194
7.4.4 後處理 194
7.5 本章小結 197
第8章 機電一體聯合仿真 198
8.1 機電一體化系統仿真分析簡介 198
8.2 ADAMS/View控制工具欄 199
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 199
8.2.2 使用ADAMS/View中的控制工具欄 199
8.2.3 控制模塊類型 200
8.2.4 產生控制模塊 201
8.2.5 檢驗控制模塊的連接關係 201
8.3 實例一：雷達機構的機電聯合仿真 201
8.3.1 ADAMS/Controls求解基本步驟 201
8.3.2 啟動ADAMS/Controls模塊 202
8.3.3 構造ADAMS機械系統樣機模型 202
8.3.4 確定ADAMS的輸入和輸出 205
8.3.5 控制系統建模 209
8.3.6 機電系統聯合仿真分析 213
8.4 實例二：滾動球體機電聯合仿真分析 215
8.4.1 打開以及瀏覽模型 215
8.4.2 創建控制系統 215
8.4.3 創建傳感器信號 217
8.4.4 創建激勵信號 218
8.4.5 編輯控制系統 219
8.4.6 用信號管理器連接信號 219
8.4.7 輸出面板 221
8.4.8 創建MATLAB控制系統 221
8.5 本章小結 223
第9章 ADAMS與其他軟件接口 224
9.1 三維建模軟件與ADAMS 224
9.1.1 Pro/E與ADAMS之間的數據傳遞 224
9.1.2 Solidworks與ADAMS之間的數據傳遞 225
9.2 UG與ADAMS之間的數據交換 226
9.2.1 UG與ADAMS共同支持的數據格式 226
9.2.2 實例：UG與ADAMS雙向數據交換 226
9.3 本章小結 232
第10章 ADAMS參數化建模及優化設計 233
10.1 ADAMS參數化建模簡介 233
10.2 實例一：參數化建模應用 234
10.2.1 雙擺臂獨立前懸架拓撲結構 234
10.2.2 系統環境設置 234
10.2.3 雙擺臂獨立前懸架參數化建模 235
10.3 實例二：前懸架機構優化設計分析 240
10.3.1 參數化分析的準備 240
10.3.2 設計研究 243
10.3.3 試驗設計 248
10.3.4 結果分析 255
10.4 本章小結 256
第11章 ADAMS振動分析 257
11.1 振動分析模塊簡介 257
11.2 實例一：剛性體衛星振動分析 257
11.3 實例二：柔性體衛星振動分析 273
11.4 實例三：火車轉向架振動分析 288
11.5 本章小結 294
第12章 耐久性分析 295
12.1 耐久性簡介 295
12.2 實例一：氣缸-曲軸系統耐久性分析 295
12.3 實例二：斜面拉伸耐久性分析 303
12.4 實例三：懸臂梁耐久性分析 309
12.5 本章小結 321
第13章 ADAMS二次開發 322
13.1 定制用戶界面 322
13.2 宏命令的使用 333
13.3 循環命令和條件命令 338
13.4 本章小結 342
第14章 ADAMS模型語言及仿真控制語言 343
14.1 ADAMS的主要文件介紹 343
14.2 ADAMS/Solver模型語言 344
14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 362
14.4 本章小結 369
第15章 ADAMS用戶子程序 370
15.1 ADAMS用戶子程序簡介 370
15.2 常用ADAMS用戶子程序簡介 374
15.3 功能子程序 383
15.4 本章小結 387
第16章 車輛仿真與設計 388
16.1 創建懸吊系統 388
16.2 彈性體對懸吊和整車裝配的影響 397
16.3 包含彈性體的整車裝配 399
16.4 本章小結 402
第17章 ADAMS/View及ADAMS/Solver函數 403
17.1 函數類型及建立 403
17.2 ADAMS/View設計函數 404
17.3 ADAMS/View運行函數及ADAMS/Solver函數 410
17.4 函數應用實例 413
17.5 本章小結 416
附錄 ADAMS的使用技巧 417
參考文獻 423
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