第3章ADAMS軟件介紹

1、第3章 ADAMS軟件介紹本章對基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的商業(yè)軟件ADAMS進(jìn)行扼要介紹，并分類介紹ADAMS軟件的主要模塊，包括基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊和工具箱。通過本章的學(xué)習(xí)可以對ADAMS軟件的主要模塊有個概要性的了解，便于以后對各模塊具體內(nèi)容的學(xué)習(xí)掌握。3.1 ADAMS軟件概述ADAMS軟件，即機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。目前，ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商

2、采用。根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS軟件銷售總額近8千萬美元、占據(jù)了51%的份額。ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，

3、又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。本書將以Windows 2000版的ADAMSl2.0為藍(lán)本。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，如表3.1-1-1所示。用戶不僅可以采用通用模塊對一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專用模塊針對特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。表3-1 ADAMS軟件模塊基本模塊用戶界面模塊ADAMSView求解器模塊ADAMSSolver后處理模

4、塊ADAMSPostProcessor擴(kuò)展模塊液壓系統(tǒng)模塊ADAMS/Hydraulics振動分析模塊ADAMS/Vibration線性化分析模塊ADAMS/Linear高速動畫模塊ADAMS/Animation試驗設(shè)計與分析模塊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/ExchangeCATIA專業(yè)接口模塊CAT/ADAMSPro/E接口模塊Mechanical/Pro專業(yè)領(lǐng)域模塊轎車模塊ADAMS/Car懸架設(shè)計

5、軟件包Suspension Design概念化懸架模塊CSM駕駛員模塊ADAMS/Driver動力傳動系統(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)驗動力學(xué)模型EDM發(fā)動機(jī)設(shè)計模塊ADAMS/Engine配氣機(jī)構(gòu)模塊ADAMS/Engine Valvetrain正時鏈模塊ADAMS/Engine Chain附件驅(qū)動模塊Accessory Drive Module鐵路車輛模塊ADAMS/RailFORD汽車公司專用汽車模塊ADAMS/Pre（現(xiàn)改名為Chassis）工具箱軟件開發(fā)工具包ADAMS/SDK

6、虛擬試驗工具箱Virtual Test Lab虛擬試驗?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/輪胎式車輛工具箱Tracked/Wheeled Vehicle齒輪傳動工具箱ADAMS/Gear Tool表3.1-1 ADAMS軟件模塊3.2 ADAMS軟件基本模塊3.2.1 用戶界面模塊（ADAMS/View）ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一，采用以用戶為中心的交互式圖形環(huán)境，將圖標(biāo)操作、菜單操作、鼠標(biāo)點(diǎn)取操作與交互式圖形建模、

7、仿真計算、動畫顯示、優(yōu)化設(shè)計、X-Y曲線圖處理、結(jié)果分析和數(shù)據(jù)打印等功能集成在一起。ADAMS/View采用簡單的分層方式完成建模工作。采用Parasolid內(nèi)核進(jìn)行實(shí)體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和力/力矩庫，并且支持布爾運(yùn)算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、1力/力矩函數(shù)、合力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)元函數(shù)、若干用戶子程序函數(shù)以及常量和變量等。自9.0版后，ADAMS/View采用用戶熟悉的Motif界面(UNIX系統(tǒng))和Windows界面(NT系統(tǒng))，從而大大提高了快速建模能力。在A

8、DAMS/View中，用戶利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一樣方便地編輯模型數(shù)據(jù)，同時還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(設(shè)計研究)、DOE(實(shí)驗設(shè)計)及OPTIMIZE(優(yōu)化)功能可使用戶方便地進(jìn)行優(yōu)化工作。ADAMS/View有自己的高級編程語言，支持命令行輸人命令和C+語言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對話框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線幫助功能。ADAMS/View模塊界面如圖3.2-1所示。圖3.2-1 ADAMS/View模塊ADAMS/View新版采用了改進(jìn)的動畫/曲線圖窗口，能夠在同一窗口內(nèi)可以同步顯示模型的

9、動畫和曲線圖；具有豐富的二維碰撞副，用戶可以對具有摩擦的二維點(diǎn)曲線、圓曲線、平面曲線、以及曲線曲線、實(shí)體實(shí)體等碰撞副自動定義接觸力；具有實(shí)用的Parasolid輸入/輸出功能，可以輸入CAD中生成的Parasolid文件，也可以把單個構(gòu)件、或整個模型、或在某一指定的仿真時刻的模型輸出到一個Parasolid文件中；具有新型數(shù)據(jù)庫圖形顯示功能，能夠在同一圖形窗口內(nèi)顯示模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇某一構(gòu)件或約束(運(yùn)動副或力)后顯示與此項相關(guān)的全部數(shù)據(jù)；具有快速繪圖功能，繪圖速度是原版本的20倍以上；采用合理的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)向器，可以在一次作業(yè)中利用一個名稱過濾器修改同一名稱中多個對象的屬性，便于修改某一個數(shù)據(jù)庫

10、對象的名稱及其說明內(nèi)容；具有精確的幾何定位功能，可以在創(chuàng)建模型的過程中輸入對象的坐標(biāo)、精確地控制對象的位置；多種平臺上采用統(tǒng)一的用戶界面、提供合理的軟件文檔；支持lntel Windows NT平臺的快速圖形加速卡，確保ADAMS/View的用戶可以利用高性能OpenGL圖形卡提高軟件的性能；命令行可以自動記錄各種操作命令，進(jìn)行自動檢查。3.2.2求解器模塊 (ADAMS/Solver)ADAMS/Solver是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一，是ADAMS產(chǎn)品系列中處于心臟地位的仿真器。該軟件自動形成機(jī)械系統(tǒng)模型的動力學(xué)方程，提供靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的解算結(jié)果。ADAMS/Solver有各

11、種建模和求解選項，以便精確有效地解決各種工程應(yīng)用問題。ADAMS/Solver可以對剛體和彈性體進(jìn)行仿真研究。為了進(jìn)行有限元分析和控制系統(tǒng)研究，用戶除要求軟件輸出位移、速度、加速度和力外，還可要求模塊輸出用戶自己定義的數(shù)據(jù)。用戶可以通過運(yùn)動副、運(yùn)動激勵，高副接觸、用戶定義的子程序等添加不同的約束。用戶同時可求解運(yùn)動副之間的作用力和反作用力，或施加單點(diǎn)外力。ADAMS/Solver新版中對校正功能進(jìn)行了改進(jìn)，使得積分器能夠根據(jù)模型的復(fù)雜程度自動調(diào)整參數(shù)，仿真計算速度提高了30%；采用新的S12型積分器（Stabilized Index 2 intergrator），能夠同時求解運(yùn)動方程組的位移和

12、速度，顯著增強(qiáng)積分器的魯棒性，提高復(fù)雜系統(tǒng)的解算速度；采用適用于柔性單元(梁、襯套、力場、彈簧-阻尼器)的新算法，可提高S12型積分器的求解精度和魯棒性；可以將樣條數(shù)據(jù)存儲成獨(dú)立文件使之管理更加方便，并且spline語句適用于各種樣條數(shù)據(jù)文件，樣條數(shù)據(jù)文件子程序還支持用戶定義的數(shù)據(jù)格式；具有豐富的約束摩擦特性功能，在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等約束中可定義各種摩擦特性。3.2.3 后處理模塊（ADAMS/Postprocessor）MDI公司開發(fā)的后處理模塊ADAMS/Postprocess

13、or，用來處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示仿真動畫等。既可以在ADAMS/View環(huán)境中運(yùn)行，也可脫離該環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行。如圖3.2-2所示。ADAMS/Postprocessor的主要特點(diǎn)是，采用快速高質(zhì)量的動畫顯示，便于從可視化角度深入理解設(shè)計方案的有效性；使用樹狀搜索結(jié)構(gòu)，層次清晰，并可快速檢索對象；具有豐富的數(shù)據(jù)作圖、數(shù)據(jù)處理及文件輸出功能；具有靈活多變的窗口風(fēng)格，支持多窗口畫面分割顯示及多頁面存儲；多視窗動畫與曲線結(jié)果同步顯示，并可錄制成電影文件；具有完備的曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：如均值、均方根、極值、斜率等；具有豐富的數(shù)據(jù)處理功能，能夠進(jìn)行曲線的代數(shù)運(yùn)算、反向、偏置、縮放、編輯和生成波特圖等；為光滑消

14、隱的柔體動畫提供了更優(yōu)的內(nèi)存管理模式；強(qiáng)化了曲線編輯工具欄功能；能支持模態(tài)形狀動畫，模態(tài)形狀動畫可記錄的標(biāo)準(zhǔn)圖形文件格式有：*.gif，*.jpg，*.bmp，*.xpm， *.avi 等；在日期、分析名稱、頁數(shù)等方面增加了圖表動畫功能；可進(jìn)行幾何屬性的細(xì)節(jié)的動態(tài)演示。圖3.2-2 ADAMS/Postprocessor模塊ADAMS/Postprocessor的主要功能包括：ADAMS/Postprocessor為用戶觀察模型的運(yùn)動提供了所需的環(huán)境，用戶可以向前、向后播放動回，隨時中斷播放動畫，而且可以選擇員佳觀察視角，從而使用戶更容易地完成模型排錯任務(wù)；為了驗證ADAMS仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的

15、有效性可以輸入測試數(shù)據(jù)，并測試數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖比較，還可對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、對輸出進(jìn)行統(tǒng)計分析；用戶可以對多個模擬結(jié)果進(jìn)行圖解比較，選擇合理的設(shè)計方案；可以幫助用戶再現(xiàn)ADAMS中的仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)，以提高設(shè)計報告的質(zhì)量；可以改變圖表的形式，也可以添加標(biāo)題和注釋；可以載入實(shí)體動畫，從而加強(qiáng)仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的表達(dá)效果；還可以實(shí)現(xiàn)在播放三維動畫的同時，顯示曲線的數(shù)據(jù)位置，從而可以觀察運(yùn)動與參數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。3.3 ADAMS軟件擴(kuò)展模塊3.3.1 液壓系統(tǒng)模塊（ADAMS/Hydraulics）應(yīng)用ADAMS/Hydraulics模塊，用戶能夠精確地對由液壓元件驅(qū)動的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)

16、行動力學(xué)仿真分析。這類復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)包括:工程機(jī)械、汽車制動系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、飛機(jī)起落架等。運(yùn)用ADAMS/Hydraulics模塊可以提高機(jī)械工程師建立包括液壓回路在內(nèi)的機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模型的能力，工程師利用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls模塊相結(jié)合，就可以在同一仿真環(huán)境中建造、試驗和觀察包括機(jī)-電-液一體化的虛擬樣機(jī)。ADAMS/Hydraulics是選裝模塊，使用的前提條件是要具備ADAMS/SoIver和ADAMS/View模塊。ADAMS/Hydraulics可以幫助用戶將系統(tǒng)性能仿真與液壓系統(tǒng)設(shè)計無縫集成為一體。用戶可以首先在ADAMS/View中建立液

17、壓回路框圖，然后通過液壓油缸將其連接到機(jī)械系統(tǒng)模型中，最后選取最適當(dāng)?shù)?、功能最?qiáng)的積分器仿真分析整個系統(tǒng)的性能。用戶同時使用ADAMS/Hydraulics和ADAMS/Controls，可以提供閥體的反饋控制輸入。并且由于液壓系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)之間的相互作用在計算機(jī)內(nèi)被有機(jī)地集成為一體，因此可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)的裝配和仿真試驗。用戶應(yīng)用ADAMS/Hydraulics模塊，可以建造機(jī)械系統(tǒng)與液壓回路之間相互作用的模型，并在計算機(jī)里設(shè)置系統(tǒng)的運(yùn)行特性，進(jìn)行各種靜態(tài)、模態(tài)、瞬態(tài)和動態(tài)分析。例如：可以進(jìn)行液壓系統(tǒng)峰值壓力和運(yùn)行壓力的分析、液壓系統(tǒng)滯后特性的分析、液壓系統(tǒng)控制的分析、功率消耗的分析、液壓元

18、件和管路尺寸的分析等。由于ADAMS/Hydraulics采用了與ADAMS/View相同的參數(shù)化功能和函數(shù)庫，因此用戶在液壓元件設(shè)計中同樣可以運(yùn)用設(shè)計研究(DS)、試驗設(shè)計(DOE)以及優(yōu)化(OPTIMIZE)等技術(shù)。3.3.2 振動分析模塊（ADAMS/Vibration）ADAMS/Vibration是進(jìn)行頻域分析的工具，可用來檢測ADAMS模型的受迫振動(例如；檢測汽車虛擬樣機(jī)在顛簸不平的道路工況下行駛時的動態(tài)響應(yīng))，所有輸入輸出都將在頻域內(nèi)以振動形式措述，該模塊可作為ADAMS運(yùn)動仿真模型從時域向頻域轉(zhuǎn)換的橋梁。通過運(yùn)用ADAMS/Vibration可以實(shí)現(xiàn)各種子系統(tǒng)的裝配，并進(jìn)行線

19、性振動分析，然后利用功能強(qiáng)大的后處理模塊ADAMS/Postprocessor可進(jìn)一步作出因果分析與設(shè)計目標(biāo)設(shè)置分析。采用ADAMS/Vibration模塊，可以在模型的不同的測試點(diǎn)，進(jìn)行受迫響應(yīng)的頻域分析；頻域分析中可以包含液壓、控制及用戶系統(tǒng)等結(jié)果信息；能夠快速準(zhǔn)確將ADAMS線性化模型轉(zhuǎn)入vibration模塊中；能夠為振動分析開辟輸入、輸出通道，能定義頻域輸入函數(shù)，產(chǎn)生用戶定義的力頻譜；能求解所關(guān)注的頻帶范圍的系統(tǒng)模型，評價頻響函數(shù)的幅值大小及相位特征；能夠動畫演示受迫響應(yīng)及各模態(tài)響應(yīng)；能把系統(tǒng)模型中有關(guān)受迫振動響應(yīng)的信息列表；為進(jìn)一步分析能把ADAMS模型中的狀態(tài)矩陣輸出到MATLA

20、B及MATRIX中；運(yùn)用設(shè)計研究、DOE及振動分析結(jié)果和參數(shù)化的振動輸入數(shù)指優(yōu)化系統(tǒng)綜合性能。運(yùn)用ADAMS/Vibration能使工作變得快速簡單，運(yùn)用虛擬檢測振動設(shè)備方便地替代實(shí)際振動研究中復(fù)雜的檢測過程，從而避免了實(shí)際檢測只能在設(shè)計的后期進(jìn)行且費(fèi)用高昂等弊病，縮短設(shè)計時間、降低設(shè)計成本。ADAMSVibration輸出的數(shù)據(jù)還可被用來研究預(yù)測汽車、火車、飛機(jī)等機(jī)動車輛的噪音對駕駛員及乘客的振動沖擊，體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代設(shè)計趨勢。3.3.3 線性化分析模塊（ADAMS/Linear）ADAMS/Linear是ADAMS的一個集成可選模塊，可以在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時將系統(tǒng)非線性的運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)方程

21、進(jìn)行線性化處理，以便快速計算系統(tǒng)的固有頻率(特征值)、特征向量和狀態(tài)空間矩陣，使用戶能更快而較全面地了解系統(tǒng)的固有特性。ADAMS/Linear主要功能特點(diǎn)包括：利用該模塊可以給工程師帶來許多幫助：可以在大位移的時域范圍和小位移的頻率范圍間提供一座橋梁，方便地考慮系統(tǒng)中零部件的彈性特性；利用它生成的狀態(tài)空間矩陣可以對帶有控制元件的機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時控制仿真；利用求得的特征值和特征向量可以對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性研究。3.3.4 高速動畫模塊（ADAMS/Animation）ADAMS/Animation是ADAMS的一個集成可選模塊，使用戶能借助于增強(qiáng)透視、半透明、彩色編輯及背景透視等方法精細(xì)加工所形成的動

22、畫，增強(qiáng)動力學(xué)仿真分析結(jié)果動畫顯示的真實(shí)感。用戶既可以選擇不同的光源，并交互地移動、對準(zhǔn)和改變光源強(qiáng)度，還可以將多臺攝像機(jī)置于不同的位置、角度同時觀察仿真過程，從而得到更完善的運(yùn)動圖象。該模塊還提供干涉檢測工具，可以動態(tài)顯示仿真過程中運(yùn)動部件之間的接觸干涉，幫助用戶觀察整個機(jī)械系統(tǒng)的干涉情況;同時還可以動態(tài)測試所選的兩個運(yùn)動部件在仿真過程中距離的變化。該模塊主要功能是：采用基于Motif/Windows的界面，標(biāo)準(zhǔn)下拉式菜單和彈出式對話窗，易學(xué)易用；與ADAMS/View模塊無縫集成，在ADAMS/View中只需點(diǎn)一下鼠標(biāo)就可轉(zhuǎn)換到ADAMS/Animation；其使用的前提條件是必須要有AD

23、AMS/View模塊和ADAMS/Solver模塊。3.3.5 試驗設(shè)計與分析模塊（ADAMS/Insight） ADAMS/Insight是基于網(wǎng)頁技術(shù)的新模塊，利用該模塊，工程師可以方便地將仿真試驗結(jié)果置于intranet或extranet網(wǎng)頁上，這樣，企業(yè)不同部門的人員(設(shè)計工程師、試驗工程師、計劃/采購/管理/銷售部門人員)都可以共享分析成果，加速決策進(jìn)程，最大限度地減少決策的風(fēng)險。 應(yīng)用ADAMS/Insight，工程師可以規(guī)劃和完成一系列仿真試驗，從而精確地預(yù)測所設(shè)計的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)在各種工作條件下的性能，并提供了對試驗結(jié)果進(jìn)行各種專業(yè)化的統(tǒng)計分析的工具。ADAMS/Insight是

24、選裝模塊，既可以在ADAMS/View，ADAMS/Car, ADAMS/Pre環(huán)境中運(yùn)行，也可脫離ADAMS環(huán)境單獨(dú)運(yùn)行。工程師在擁有這些能力后，就可以對任何一種仿真進(jìn)行試驗方案設(shè)計，精確地預(yù)測設(shè)計的性能，得到高品質(zhì)的設(shè)計方案。ADAMS/Insight采用的試驗設(shè)計方法包括全參數(shù)法、部分參數(shù)法、對角線法、Box-Behnkn法，Placket-Bruman法和D-Optimal法等。當(dāng)采用其他軟件設(shè)計機(jī)械系統(tǒng)時，工程師可以直接輸入或通過文件輸入系統(tǒng)矩陣對設(shè)計方案進(jìn)行試驗設(shè)計；可以通過掃描識別影響系統(tǒng)性能的靈敏參數(shù)或參數(shù)組合可以采用響應(yīng)面法（Response Surface Methods）

25、通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸分析，幫助工程師更好地理解產(chǎn)品的性能和系統(tǒng)內(nèi)部各個零部件之間的相互作用；試驗結(jié)果采用工程單位制，可以方便地輸入其他試驗結(jié)果進(jìn)行工程分析；通過網(wǎng)頁技術(shù)可以將仿真試驗結(jié)果通過網(wǎng)頁進(jìn)行交流，便于企業(yè)各個部門評價和調(diào)整機(jī)械系統(tǒng)的性能。另外，ADAMS/Insight能幫助工程師更好地了解產(chǎn)品的性能，能有效地區(qū)分關(guān)鍵參數(shù)和非關(guān)鍵參數(shù)；能根據(jù)客戶的不同要求提出各種設(shè)計方案，可以清晰地觀察對產(chǎn)品性能的影響；在產(chǎn)品制造之前，可綜合考慮各種制造田素的影響（例如：公差、裝配誤差、加工精度等），大大地提高產(chǎn)品的實(shí)用性；能加深對產(chǎn)品技術(shù)要求的理解，強(qiáng)化在企業(yè)各個部門之間的合作。應(yīng)用ADAMS

26、/Insight，工程師可以將許多不同的設(shè)計要求有機(jī)地集成為一體，提出最佳的設(shè)計方案，并保證試驗分析結(jié)果具有足夠的工程精度。3.3.6 耐久性分析模塊（ADAMS/Durability）耐久性試驗是產(chǎn)品開發(fā)的一個關(guān)鍵步驟，耐久性試驗?zāi)軌蚪獯稹皺C(jī)構(gòu)何時報廢或零部件何時失效”這個問題，它對產(chǎn)品零部件性能、整機(jī)性能都具有重要影響。MDI公司已經(jīng)與MTS公司及nCode公司合作，共同開發(fā)ADAMS/Durability，使之成為耐久性試驗的完全解決方案。ADAMS/Durability按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐久性文件格式對時間歷程數(shù)據(jù)接口進(jìn)行了一次全新的擴(kuò)展。目前，該模塊支持兩種時間歷程文件格式：nSoft和M

27、TS的RPC3。ADAMS/Durability可以把上述文件格式的數(shù)據(jù)直接輸入到ADAMS仿真模塊中去，或把ADAMS的仿真分析結(jié)果輸出到這種文件格式中來。ADAMS/Durability集成了VTL（Virtual Test Lab）技術(shù)，VTL工具箱是由MTS與MDI公司設(shè)計及創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械檢測系統(tǒng)，通過MTS的RPC圖形用戶接口可實(shí)施檢測，并保留檢測配置及操作問題，VTL的檢測結(jié)果將返回工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RPC格式文件中，以便由標(biāo)準(zhǔn)分析應(yīng)用程序使用一旦得到實(shí)際檢測結(jié)果，便可以執(zhí)行預(yù)測分析及驗證。nCode公司的nSoft耐久性分析軟件可以進(jìn)行應(yīng)力壽命、局部應(yīng)變壽命、裂隙擴(kuò)展?fàn)顩r、多軸向疲勞及熱

28、疲勞特征、振動響應(yīng)、各種焊接機(jī)構(gòu)強(qiáng)度等分析。ADAMS/Durability把以上技術(shù)集成在一起，從而使虛擬樣機(jī)檢測系統(tǒng)耐久性成為現(xiàn)實(shí)。ADAMS/Durability的主要功能是，可以從nSoft的DAC及RPC3文件中提取時間記載數(shù)據(jù)，并將其內(nèi)插入ADAMS仿真模塊中進(jìn)行分析，可以把REQUEST數(shù)據(jù)存儲在DAC及MTS RPC3文件中，把ADAMS仿真結(jié)果及測量數(shù)據(jù)輸出到DAC及MTS RPC3文件；可以查看DAC及MTS RPC3文件的頭信息與數(shù)據(jù)；可以提取DAC及MTS RPC3文件中的數(shù)據(jù)并繪圖，以此與ADAMS仿真結(jié)果相對照。3.3.7 數(shù)字化裝配回放模塊（ADAMS/DMU R

29、eplay）ADAMS/DMU（Digital Mockup）Replay模塊是MDI公司與Dassault Systems合作，針對CATIA的用戶推出的全新模塊，是運(yùn)行在CATIA V5中的應(yīng)用程序，可通過CATIA V5的界面訪問。該模塊是ADAMS與CATIA之間數(shù)據(jù)通訊的橋梁。利用它可以把其他ADAMS產(chǎn)品（如CAT/ADAMS）中得到的分析結(jié)果導(dǎo)入到CATIA中進(jìn)行動畫顯示。ADAMS/DMU模塊的主要功能是，能夠把ADAMS的分析結(jié)果導(dǎo)入到CATIA V5中；能夠調(diào)整ADAMS部件名稱與CATIA幾何體相一致以便于顯示；能夠用裝配的CATIA幾何體動畫顯示仿真結(jié)果；在運(yùn)動情況下，

30、能產(chǎn)生一般幾何體部件的包絡(luò)線，執(zhí)行動態(tài)干涉檢查。3.4 ADAMS軟件接口模塊3.4.1 柔性分析模塊（ADAMS/Flex）ADAMS/Flex是ADAMS軟件包中的個集成可選模塊，提供了與ANSYS，MSC/NASTRAN，ABAQUS，I-DEAS等軟件的接口，可以方便地考慮零部件的彈性特性，建立多體動力學(xué)模型，以提高系統(tǒng)仿真的精度。ADAMS/Flex模塊支持有限元軟件中的MNF(模態(tài)中性文件)格式。結(jié)合ADAMS/Linear模塊，可以對零部件的模態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，去除對仿真結(jié)果影響極小的模態(tài)，并可以人為控制各階模態(tài)的阻尼，進(jìn)而大大提高仿真的速度。同時，利用ADAMS/Flex模塊，

31、還可以方便地向有限元軟件輸出系統(tǒng)仿真后的載荷譜和位移譜信息，利用有限元軟件進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變以及疲勞壽命的評估分析和研究。3.4.2 控制模塊（ADAMS/Controls）ADAMS/Controls是ADAMS軟件包中的一個集成可選模塊。在ADAMS/Controls中，設(shè)計師既可以通過簡單的繼電器、邏輯與非門、阻尼線圈等建立簡單的控制機(jī)構(gòu)，也可利用通用控制系統(tǒng)軟件(如：Matlab，MATRIX，EASY5)建立的控制系統(tǒng)框圖，建立包括控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)和運(yùn)動機(jī)械系統(tǒng)的仿真模型。在仿真計算過程中，ADAMS采取兩種工作方式：其一，機(jī)械系統(tǒng)采用ADAMS解算器，控制系統(tǒng)采用控制軟件解

32、算器，二者之間通過狀態(tài)方程進(jìn)行聯(lián)系；其二，利用控制軟件書寫描述控制系統(tǒng)的控制框圖，然后將該控制框圖提交給ADAMS，應(yīng)用ADAMS解算器進(jìn)行包括控制系統(tǒng)在內(nèi)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的同步仿真計算。這樣的機(jī)械-控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真分析過程可以用于許多領(lǐng)域，例如汽車自動防抱死系統(tǒng)（ABS）、主動懸架、飛機(jī)起落架助動器、衛(wèi)星姿態(tài)控制等。聯(lián)合仿真計算可以是線性的，也可以是非線性的。使用ADAMS/Controls的前提是需要ADAMS與控制系統(tǒng)軟件同時安裝在相同的工作平臺上。3.4.3 圖形接口模塊（ADAMS/Exchange）ADAMS/Exchange是ADAMS/View的一個集成可選模塊，其功能

33、是利用IGES、STEP、STL、DWG/DXF等產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換庫的標(biāo)準(zhǔn)文件格式完成ADAMS與其它CAD/CAM/CAE軟件之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸，從而使ADAMS與CAD/CAM/CAE軟件更緊密地集成在一起。ADAMS/Exchange可保證傳輸精度、節(jié)省用戶時間、增強(qiáng)仿真能力。當(dāng)用戶將CAD/CAM/CAE軟件中建立的模型問ADAMS傳輸時，ADAMS/Exchange自動將圖形文件轉(zhuǎn)換成一組包含外形、標(biāo)志和曲線的圖形要素，通過控制傳輸時的精度，可獲得較為精確的幾何形狀，并獲得質(zhì)量、質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量等重要信息；用戶可在其上添加約束、力和運(yùn)動等，這樣就減少了在ADAMS中重建零件幾何外形的要求，

34、節(jié)省建模時間，增強(qiáng)了用戶觀察虛擬樣機(jī)仿真模型的能力。如圖3-23.22所示。3.4.4 CATIA專業(yè)接口模塊（CAT/ADAMS）為了使ADAMS更方便地與CATIA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，Dassault Systems公司與美國MDI公司在柱面汽車公司BMW、Chrysler和Peugeot等的大力支持下開發(fā)了CAT/ADAMS。應(yīng)用CAT/ADAMS可將ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)有機(jī)地融入CATIA之中，即同時將CATIA的運(yùn)動學(xué)模型、幾何圖形和其它實(shí)體信息方便地傳遞至ADAMS；可以對整個產(chǎn)品進(jìn)行動力學(xué)分析，并將分析結(jié)果反饋給CATIA；可以進(jìn)行碰撞檢測和間隙影響研究。采用這樣的接口可以改進(jìn)仿真精

35、度、提高工程分析的速度和效率，從而快速評價多種設(shè)計方案。3.4.5 Pro/E接口模塊（Mechanical/Pro）Mechanical/Pro是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁。二者采用無縫連接的方式，使Pro/E用戶不必退出其應(yīng)用環(huán)境，就可以將裝配的總成根據(jù)其運(yùn)動關(guān)系定義為機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)仿真，并進(jìn)行干涉檢查、確定運(yùn)動鎖止的位置、計算運(yùn)動副的作用力。Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具創(chuàng)建的，因此Pro/E用戶可以在其熟悉的CAD環(huán)境中建立三維機(jī)械系統(tǒng)模型，并對其運(yùn)動性能進(jìn)行仿真分析。通過一個按鍵操作，可將數(shù)據(jù)傳送到ADAMS中，進(jìn)行全面的動力學(xué)分析

36、。3.5 ADAMS軟件專用領(lǐng)域模塊3.5.1 轎車模塊（ADAMS/Car）ADAMS/Car是MDI公司與Audi、BMW、Renault和Volvo等公司合作開發(fā)的整車設(shè)計軟件包，集成了他們在汽車設(shè)計、開發(fā)方面的專家經(jīng)驗，能夠幫助工程師快速建造高精度的整車虛擬樣機(jī)，其中包括車身、懸架、傳動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動系統(tǒng)等，工程師可以通過高速動畫直觀地再現(xiàn)在各種試驗工況下（例如:天氣、道路狀況、駕駛員經(jīng)驗）整車的動力學(xué)響應(yīng)，并輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性、制動性、乘坐舒適性和安全性的特征參數(shù)，從而減少對物理樣機(jī)的依賴，而仿真時間只是進(jìn)行物理樣機(jī)試驗的幾分之一。ADAMS/Car采用的用戶化界面是根

37、據(jù)汽車工程師的習(xí)慣而專門設(shè)計的。工程師不必經(jīng)過任何專業(yè)培訓(xùn)，就可以應(yīng)用該軟件開展卓有成效的開發(fā)工作。ADAMS/Car中包括整車動力學(xué)模塊(Vehicle Dynamics)和懸架設(shè)計模塊(Suspension Design)，其仿真工況包括:方問盤角階躍、斜坡和脈沖輸入、蛇行穿越試驗、漂移試驗、加速試驗、制動試驗和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向試驗等，同時還可以設(shè)定試驗過程中的節(jié)氣門開度、變速器檔位等。3.5.2懸架設(shè)計軟件包（Suspension Design）Suspension Design中包括以特征參數(shù)(前束、定位參數(shù)、速度)表示的概念式懸架模型。通過這些特征參數(shù)，設(shè)計師可以快速確定在任意載荷和輪胎條件

38、下的輪心位置和方向。在此基礎(chǔ)上，快速建立包括橡膠襯套等在內(nèi)的柔體懸架模型。應(yīng)用Suspension Design，設(shè)計師可以得到與物理樣機(jī)試驗完全相同的仿真試驗結(jié)果。Suspension Design采用全參數(shù)的面板建模方式，借助懸架面板，設(shè)計師可以提出原始的懸架設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上，通過調(diào)整懸架參數(shù)(例如:連接點(diǎn)位置和襯套參數(shù))就可以快速確定滿足理想懸梁特性的懸梁方案。Suspension Design可以進(jìn)行的懸梁試驗包括:單輪激振試驗、雙輪同向激振試驗、雙輪反向激振試驗、轉(zhuǎn)向試驗和靜載試驗等，輸出三十九種標(biāo)準(zhǔn)懸架特征參數(shù)。3.5.3概念化懸架模塊（CSM）CSM(Conceptual S

39、uspension Module)概念化懸架模塊是一個選裝模塊，可作為ADAMS/Car的一部分，也可以單獨(dú)使用。利用CSM,通過預(yù)先定義懸架運(yùn)動時或受外力作用時車橋的軌跡，可以在ADAMSCar中實(shí)現(xiàn)懸架的運(yùn)動分析。利用CSM不需要建立詳細(xì)的多體懸架模型，就可以研究系統(tǒng)級的車輛動力學(xué)性能。因為特征文件.SCF中不包含任何相關(guān)的幾何信息，所以CSM模型不但可以與他人(例如：零件供應(yīng)商)共享懸架特征文件(.SCF)，而且不必?fù)?dān)心泄密。與多體懸架模型相比，CSM提供了懸架的運(yùn)動性能分析，只注重懸架布局的最終結(jié)果，可以快速建立簡化的14DOF的汽車模型，該汽車模型中包含非線性的彈性動力學(xué)性能的多體懸

40、架模型。使用CSM可在同一個車輛裝配中把概念化懸架與多體懸架結(jié)合使用；可以通過表格數(shù)據(jù)（2維或3維的樣條函數(shù)）或二元多項式系數(shù)定義懸架特征曲線；從ADAMS/Car多體懸架分析中可以自動產(chǎn)生懸架特征.SCF文件；用戶可以如同懸架設(shè)計模塊一樣進(jìn)行整車的仿真分析。3.5.4駕駛員模塊（ADAMS/Driver）ADAMS/Driver是ADAMS軟件包中的一個可選模塊，該模塊是在德國的IPG-Driver基礎(chǔ)上，經(jīng)過二次開發(fā)而形成的成熟產(chǎn)品。利用ADAMS/Driver，用戶可以確定汽車駕駛員的行為特征，確定各種操縱工況（例如:穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎制動、ISO變線試驗、側(cè)向風(fēng)試驗等），同時確定方向盤轉(zhuǎn)角

41、或轉(zhuǎn)矩、加速踏板位置、作用在制動踏板上的力、離合器的位置、變速器檔位，提高車輛動力學(xué)仿真的真實(shí)感。當(dāng)同時使用ADAMS/Tire模塊和ADAMS/Driver模塊時，設(shè)計人員還可以研究車輛沿傾斜彎道、坡道及崎嶇不平路面行駛時的三維動力學(xué)響應(yīng)。該模塊特別適用于裝備有各種正、負(fù)反饋的智能系統(tǒng)(例如:制動防抱死系統(tǒng)ABS、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS、四輪驅(qū)動系統(tǒng)4WD、自動導(dǎo)航系統(tǒng))的汽車。ADAMS/Driver模塊還可以通過調(diào)整駕駛員行為適應(yīng)各種汽車特定的動力學(xué)特性，并具有記憶功能。3.5.5動力傳動系統(tǒng)模塊（ADAMS/Driveline）動力傳動系統(tǒng)是ADAMS推出的全新模塊，利用此模塊，用戶可以快

42、速地建立、測試具有完整傳動系統(tǒng)或傳動系統(tǒng)部件的數(shù)字化虛擬樣機(jī)，也可以把建立的數(shù)字化虛擬樣機(jī)加入到ADAMS /Car中進(jìn)行整車動力學(xué)性能的研究。ADAMS/Driveline從ADAMS /Car繼承了關(guān)鍵的特征，如模板、參數(shù)以及可擴(kuò)展的仿真環(huán)境，與ADAMS /Car和ADAMS /Engine一起構(gòu)成完整的車輛仿真工具。使用ADAMS/Driveline模塊，可以快速創(chuàng)建完整的、參數(shù)化的傳動系統(tǒng)，研究扭矩的傳遞以及分配，傳動系統(tǒng)的裝配以及振動分析等性能，也可預(yù)測部件的疲勞壽命，獲得NVH（振動、噪音、沖擊）特性。利用該模塊建立的包含傳動系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)可加入到ADAMS /Car中分析研究整

43、車（如前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動以及全輪驅(qū)動）的動力學(xué)性能分析。3.5.6輪胎模塊（ADAMS/Tire）ADAMS/Tire是研究輪胎/道路相互作用的建?？蛇x模塊。利用該模塊工程師可以更方便地計算側(cè)向力、自動回正力矩及由于路面不平而產(chǎn)生的力，進(jìn)行裝備不同輪胎的整車在各種路面條件下的多組道路試驗。ADAMS/Tire可以計算輪胎為克服滾動阻力而受到的垂向、縱向和側(cè)向載荷；仿真研究車輛在制動、轉(zhuǎn)向、加速、滑行、滑移等大變形工況下的動力學(xué)特性；研究車輛的穩(wěn)定性，計算汽車的偏轉(zhuǎn)、俯仰和側(cè)傾特性；其輸出力和加速度數(shù)據(jù)可以作為有限元軟件包的輸入載荷進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)力和疲勞特性研究。ADAMS/Tire模型的數(shù)據(jù)輸入

44、形式多樣，既可以是輪胎特性，也可以是試驗數(shù)據(jù)表。軟件中包含荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)HansPacejka教授與瑞典Volvo汽車公司合作開發(fā)的“Magic Formula”輪胎模型（MF輪胎）。3.5.7柔性環(huán)輪胎模塊（FTire Module）FTire（Flexible Ring Tire Model）柔性環(huán)輪胎模型，是ADAMS/Tire的新增模塊，是個2.5維的非線性輪胎模型，輪胎的胎體由些環(huán)形的元素來代替，一般大約為50100個元素，通過剛性彈簧互相連接起來。這些環(huán)形元素相對于輪輻可以在任意方向彎曲。FTire與TYDEX基本輪胎界面一致。FTire模塊主要是針對乘坐舒適性、耐久性以及

45、操縱性能方面的應(yīng)用而設(shè)計的。此外，該模塊在模型的逼真度、細(xì)節(jié)與計算速度之間提供了一個有效的折中方法； 在頻域提供了有效的分析結(jié)果，頻率可高達(dá)120Hz；容易從輪胎的測量數(shù)據(jù)中獲得模型參數(shù)；對波長降到輪胎接地尺寸的半的小障礙物，能夠得出有效的結(jié)果；當(dāng)通過凸凹不平的路面時，能提供很高的精確值。3.5.8柔性體生成器模塊（ADAMS/FBG）ADAMS/FBG（Flexible Body Generator）模塊實(shí)際上是在ADAMS中集成了一個簡單的FEA求解器，是ADAMS由系統(tǒng)動力學(xué)向結(jié)構(gòu)動力學(xué)的一次重要功能擴(kuò)展，其主要是為ADAMS/Car，ADAMS/Engine，ADAMS/Rail等采用

46、模板建模方式模塊配備的選裝模塊。利用此模塊，可以根據(jù)AFI（AutoFlex Input）文件自動生成形狀復(fù)雜的柔性體，以便在仿真分析中研究柔性部件的變形，更加精確地預(yù)測載荷，提高仿真的準(zhǔn)確度。AFI文件是文本文件，通過定義幾何體形狀、材料以及相關(guān)屬性等，創(chuàng)建MNF（Modal Neutral File）文件，該文件為柔性體的有限元輸出文件，定義了柔性體的特性。 使用該模塊，把中心線、橫截面、柔性元素等信息寫入到AFI文件中，利用ADAMS/FBG對輸入的AFI文件進(jìn)行解析，進(jìn)而生成相應(yīng)的MNF文件，然后把MNF文件導(dǎo)入到采用模板建模方式的模塊中，把生成的柔性體信息賦給已存在的柔性體，或者創(chuàng)建

47、一個新的柔性體。3.5.9經(jīng)驗動力學(xué)模型（EDM）虛擬樣機(jī)功能的巨大發(fā)展歸功于MDI公司與MTS系統(tǒng)公司共同開發(fā)的EDM（Empirical Dynamics Models）經(jīng)驗動力學(xué)模塊。利用EDM，可快速建立基于試驗數(shù)據(jù)的高精度彈性件模型，特別是在設(shè)計復(fù)雜的懸架、阻尼器、襯套、發(fā)動機(jī)懸置和輪胎等。以前復(fù)雜模型的建立依賴于零部件的詳細(xì)幾何、物理屬性，以及物理特性。由于EDM是基于試驗數(shù)據(jù)的，能進(jìn)行自我校驗，減少了試驗驗證工作，大大節(jié)約了計算時間。經(jīng)驗動力學(xué)模型易于生成和使用，不僅適用于部件裝配，也適用于系統(tǒng)裝配中。使用EDM，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就可以創(chuàng)建高精度的彈性元件模型；與傳統(tǒng)的模型相比，

48、適用于較高的振幅和頻率范圍；與傳統(tǒng)利用幾何等信息建立的模型相比，運(yùn)算速度顯著提高；能夠加速車輛的開發(fā)過程，縮短研制周期。3.5.10發(fā)動機(jī)設(shè)計模塊（ADAMS/Engine）ADAMS/Engine是美國MDI(Mechanical Dynamics, lnc.)公司最新推出的全新仿真環(huán)境，其主要功能是為工程師提供傳動系快速建模、仿真的專業(yè)化工具。ADAMS/Engine是為建造和測試發(fā)動機(jī)虛擬樣機(jī)而開發(fā)的軟件環(huán)境，利用它用戶可以在產(chǎn)品開發(fā)的各個階段快速地優(yōu)化傳動系的單個零件、子系統(tǒng)以及整個系統(tǒng)的性能。ADAMS/Engine模塊是ADAMS/Car模塊的重要補(bǔ)充，主要是建立發(fā)動機(jī)配氣系統(tǒng)的專

49、業(yè)化仿真環(huán)境，并將增加正時系統(tǒng)、傳送帶、曲軸、連桿和活塞系統(tǒng)的仿真試驗功能。通過ADAMS/Engine與ADAMS/Car的有機(jī)結(jié)合，可以建立一個集整車動力學(xué)、懸架設(shè)計和發(fā)動機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化的完整集成仿真環(huán)境。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)是汽車設(shè)計的一個重要組成部分，通過ADAMS/Engine提供的專業(yè)化仿真環(huán)境，汽車工程師能夠在產(chǎn)品設(shè)計的早期，預(yù)測、修改和優(yōu)化傳動系的高頻性能，并將傳動系的零部件(例如：曲柄、連桿、活塞銷、活塞和活塞環(huán)等)和子系統(tǒng)（配氣系統(tǒng)、正時系統(tǒng)、傳送帶、曲軸、連桿和活塞系統(tǒng)等）組成完整的虛擬發(fā)動機(jī)。在此基礎(chǔ)上，發(fā)動機(jī)工程師能夠在綜合考慮成本、重量、裝配及約束等設(shè)計要求的前提下，計算傳動系的

50、零部件載荷，預(yù)測其使用壽命、可靠性，解決發(fā)動機(jī)系統(tǒng)振動等動力學(xué)問題。用戶能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的成本、重量、裝配及約束條件，計算傳動系的零部件載荷，預(yù)測其使用壽命、可靠性，解決發(fā)動系系統(tǒng)振動等動力學(xué)問題。3.5.11配氣機(jī)構(gòu)模塊（ADAMS/Engine Valvetrain）ADAMS/Engine Valvetrain是MDI公司推出的發(fā)動機(jī)設(shè)計軟件包中的第一個模塊，應(yīng)用該模塊，可以快速建立配氣機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型，研究凸輪軸的扭轉(zhuǎn)振動和軸承載荷，氣門機(jī)構(gòu)的凸輪壓力，氣門動力學(xué)，彈簧動力學(xué)和摩擦損失等；而且用戶還可以方便地控制輸出文件的格式和內(nèi)容，輸出二維曲線和多維曲面，仿真數(shù)據(jù)也可以深入其他圖形工

51、具，進(jìn)行專業(yè)的后處理。 利用Valvetrain模塊，可以優(yōu)化配氣機(jī)構(gòu)、氣門座和凸輪的可靠性。首先采用高精度模板快速建立配氣機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行仿真分析，進(jìn)而輸出氣門位移隨轉(zhuǎn)速與曲柄轉(zhuǎn)角變化的曲線，并與最佳換氣所期望的氣門位移特性曲線比較，在此基礎(chǔ)上，工程人員按照氣門位移曲線和氣門落座速度修正凸輪輪廓形狀以改善其性能。此外，利用此模塊，還可以優(yōu)化液壓間隙調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計。3.5.12正時鏈模塊（ADAMS/Engine Chain）ADAMS/Engine Chain是MDI公司推出的發(fā)動機(jī)設(shè)計軟件包中的又一模塊，應(yīng)用這個模塊，用戶可以建立由滾子和襯套組成的正時鏈模型?？梢苑治霎?dāng)鏈輪和導(dǎo)向輪

52、任意布置時正時鏈系統(tǒng)的性能，研究正時鏈中襯套和鏈的振動以及沖擊載荷、齒形帶的張緊力和振動、斜齒/錐齒輪傳動中齒輪的振動。利用這個模塊，還可以方便地定義滾子/襯套傳動鏈的斜率、后節(jié)距、寬度、質(zhì)量分布和慣量等特性，設(shè)計非對稱齒，定義傳動齒之間的接觸特性，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)式、移動式以及固定式等不同形式的導(dǎo)向輪。3.5.13 附件驅(qū)動模塊（Accessory Drive Module）附件驅(qū)動模塊是ADMS/Engine中的最新模塊，同配氣機(jī)構(gòu)、正時鏈一樣，是發(fā)動機(jī)子系統(tǒng)完整解決方案的一部分。利用附件驅(qū)動模塊，用戶可以創(chuàng)建v型布置的皮帶輪和張緊輪，并把它們布置在附件驅(qū)動機(jī)構(gòu)中正確的位置，在整個機(jī)構(gòu)上安裝皮帶就

53、構(gòu)成了附件驅(qū)動系統(tǒng)。通過把附件驅(qū)動系統(tǒng)與其他ADAMS/Engine的子系統(tǒng)(如配氣機(jī)構(gòu)、齒輪傳動等)裝配起來，并用數(shù)值或者用戶自定義函數(shù)來設(shè)置皮帶的速度和阻尼扭矩來評價傳動性能。3.5.14 鐵路車輛模塊（ADAMS/Rail）ADAMS/Rail是由美國MDI公司、荷蘭鐵道組織(NS)、Delft工業(yè)大學(xué)以及德國ARGE CARE公司合作開發(fā)的，專門用于研究鐵路機(jī)車、車輛、列車和線路相互作用的動力學(xué)分析軟件。用戶可以利用ADAMS/Rail方便快速地建立完整的、參數(shù)化的機(jī)車車輛或列車模型以及各種子系統(tǒng)模型和各種線路模型，并根據(jù)用戶分析目的不同而定義相應(yīng)的輪軌接觸模型。然后自動組裝成用戶所需

54、要的系統(tǒng)模型，執(zhí)行相應(yīng)的分析。進(jìn)而可以進(jìn)行諸如機(jī)車車輛穩(wěn)定性臨界速度、曲線通過性能、脫軌安全性、牽引/制動特性、輪軌相互作用力、隨機(jī)響應(yīng)性能和乘客舒適性指標(biāo)以及縱向列車動力學(xué)等問題的研究。3.5.15 FORD汽車公司專用汽車模塊（ADAMS/Pre，現(xiàn)名Chassis）ADAMS/Pre （Chassis）模塊是MDI公司為美國FORD汽車公司開發(fā)的專用汽車分析仿真模塊。在SDI環(huán)境中，具有完善的整車控制功能；具有基于EDM的沖擊模型；能與ADAMS/Hydraulics、Solver編碼相集成；能與外部源編碼控制系統(tǒng)相集成；具有完整連接器、立體軸向拖臂的后懸架模塊；擴(kuò)展了彈簧阻尼緩沖器附加

55、選擇；在標(biāo)準(zhǔn)模板中，支持兩級彈簧阻尼緩沖器結(jié)機(jī)構(gòu)。另外，該模塊支持?jǐn)?shù)據(jù)庫文件的更新，優(yōu)化了附加選擇方法并鞏固了現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模板；為了更有效地利用硬盤空間，新版本中增加了輸出/結(jié)果文件標(biāo)志，該標(biāo)志便于ADAMS/Pre控制是否要生成輸出結(jié)果文件，輸入輸出文件標(biāo)志設(shè)定可以更有效地利用磁盤空間；增強(qiáng)了建模方法、仿真功能，增加自由運(yùn)動仿真、新懸架模型以及圖形接口；能與ADAMS/Insight相集成。3.6 ADAMS軟件工具箱3.6.1 軟件開發(fā)工具包（ADAMS/SDK）ADAMS/SDK（Software Development Kit）是ADAMS軟件的開發(fā)工具包，利用ADAMS/SDK，用

56、戶可以把運(yùn)動仿真功能完全集成到自己的軟件包中，也可以為已有的產(chǎn)品增加更強(qiáng)的運(yùn)動仿真能力。集成后的工具包與ADAMS具有同樣的仿真分析功能。 ADAMS/SDK使用流行的C或C+語言作為編程接口環(huán)境?？梢钥焖佟⒑唵?、有效地在用戶的軟件包中增加運(yùn)動仿真功能。用戶通過集成ADAMS在各行業(yè)中已驗證的經(jīng)驗，可以大大地節(jié)省在運(yùn)動仿真開發(fā)方面的投資。ADAMS/SDK可以廣泛地應(yīng)用于CAD軟件中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)工具，CAD軟件中裝配位置的確定，制造業(yè)中的動態(tài)仿真，數(shù)字化裝配運(yùn)動回放及工業(yè)特殊用途的運(yùn)動仿真。3.6.2 虛擬試驗工具箱（Virtual Test Lab）為了加快汽車模型以及零部件的驗證過程縮

57、短產(chǎn)品的開發(fā)周期，MDI與MTS公司合作開發(fā)了VTL（Virtual Test Lab）工具箱與EDM（Empirical Dynamics Models）模型。利用EDM，可快速建立高精度模型，顯著提高仿真精度。而使用VTL工具箱，用戶可以在設(shè)計與驗證的過程中，預(yù)測疲勞、車輛動力性、操縱性、乘坐舒適性以及噪音和振動特性。VTL，EDM與ADAMS虛擬樣機(jī)相結(jié)合，大大加速了虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展。VTL使用與物理樣機(jī)測試相同的界面和分析技術(shù)，在設(shè)計開發(fā)的早期，即在物理樣機(jī)或物理試驗系統(tǒng)建立之前，就可對系統(tǒng)性能進(jìn)行預(yù)先評估，使設(shè)計中的問題和錯誤提前暴露，保證設(shè)計的可靠性并減少潛在的拖延。同時利用VTL測試分析，可使設(shè)計工程師、分析工程師、試驗工程師更好地協(xié)同工作，也為新人提供了有用的試驗訓(xùn)練工具。VTL工具箱是MTS設(shè)計和建立的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械測試虛擬系統(tǒng)。利用它，用戶的模型和MTS機(jī)械設(shè)備的模型可以方便快捷地連接起來，并通過MTS RPC圖形用戶界面進(jìn)行虛擬試驗測試。VTL的測試結(jié)果以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RPC文件的格式存放，因此，獲得物理樣機(jī)的測試結(jié)果之后可很容易的進(jìn)行對比驗證。3.6.3 虛擬試驗?zāi)B(tài)分析工具箱（Virtual Experiment Modal Analysis）試驗?zāi)B(tài)分析（Experiment Moda