多体系统运动模拟_ADAMS

MSC Adams是一种常用的多体动力学仿真软件，它可以用于研究和分析机械系统、运动学和动力学特性。

下面简要介绍MSC Adams的基础知识和实例解析：
1. 多体动力学基础：
-刚体和连接：MSC Adams使用刚体模型来表示物体，可以定义物体的质量、惯性矩阵和几何形状。

通过连接件（约束）将多个物体连接在一起，可以模拟各种机构系统。

-动力学模型：通过定义物体的受力和力矩，可以建立动力学模型。

这些力可以包括重力、摩擦力、弹簧力等，可以根据需要进行自定义。

-运动学分析：可以分析物体的位置、速度、加速度以及各个连接件之间的相对运动关系。

2. 实例解析：
-车辆悬挂系统：通过建立车辆悬挂系统的多体动力学模型，可以分析车轮与地面的接触力、悬挂系统的行程和动态响应等。

这有助于改善车辆的悬挂性能和乘坐舒适性。

-机械臂运动学和动力学分析：通过建立机械臂的多体动力学模型，可以分析机械臂在不同工作状态下的位姿、速度和加速度。

这有助于优化机械臂的设计和运动控制算法。

-飞机起落架系统：通过建立飞机起落架系统的多体动力学模型，
可以分析起落架在着陆和起飞时的动态响应和受力情况。

这有助于改进起落架的设计和耐久性。

-振动系统：通过建立振动系统的多体动力学模型，可以分析系统的固有频率、振动模态和受力情况。

这有助于评估结构的稳定性和设计适当的减振措施。

以上是MSC Adams多体动力学仿真的基础知识和一些实例解析。

通过使用MSC Adams，工程师和研究人员可以更好地理解和优化复杂机械系统的动力学特性。

一.ADAMS软件简介虚拟样机仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件，由美国MDI （Mechnical Dynamics Inc.）开发，在经历了12个版本后，被美国MSC公司收购。

ADAMS集建模、计算和后处理于一体，ADAMS有许多个模块组成，基本模块是View模块和Postprocess模块，通常的机械系统都可以用这两个模块来完成，另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块，例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等；嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex等[3]。

1.1ADAMS软件概述ADAMS是以计算多体系统动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚体的，也可以是柔性体，以及刚柔混合体模型。

如果在产品的概念设计阶段就采取ADAMS 进行辅助分析，就可以在建造真实的物理样机之前，对产品进行各种性能测试，达到缩短开发周期、降低开发成本的目的。

ADAMS，即机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）该软件是美国MDI公司（Mechnical Dynamics Inc.）开发的虚拟样机分析软件。

目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。

ADAMS柔性体运动仿真分析及运⽤ADAMS 柔性体运动仿真分析及运⽤焦⼴发，周兰英（北京理⼯⼤学机械与车辆⼯程学院100081）摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中⽣成柔性体的⼏种⽅法,并构建机械系统仿真模型.通过⼀个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效.关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器Application of ADAMS flexible body kinetic simulationJiao guangfa Zhou lanying(Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 ) Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanical system1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1.Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relayADAMS全称是机械系统⾃动动⼒学分析软件,它是⽬前世界范围内最⼴泛使⽤的多体1系统仿真分析软件,其建模仿真的精度和可靠性在现在所有的动⼒学分析软件中也名列前茅.机械系统动⼒学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建⽴的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发⽣弹性变形.⽽实际上,在较⼤载荷或加、减速的情况下,机构受⼒后会有较⼤的变形和位移变化,产⽣振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运⽤该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态⾏为,同时还可以分析构件的振动情况[1].⼀、ADAMS柔性体理论及⽣成柔性体的⼏种⽅法ADAMS柔性模块是采⽤模态来表⽰物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性⼩变形,同时物体坐标系⼜是经历⼤的⾮线性整体移动和转动这个假设建⽴的.其基本基⾦项⽬：北京市重点学科建设（XK100070424）；北京理⼯⼤学基⾦（0303E10）作者简介：焦⼴发（1982—），男，河北⼈，硕⼠，主要研究⽅向为动⼒学仿真，有限元分析和表⾯涂层技术. 思想是赋予柔性体⼀个模态集,采⽤模态展开法,⽤模态向量和模态坐标的线性组合来表⽰弹性位移,通过计算每⼀时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是⽤离散化的若⼲个单元的有限个结点⾃由度来表⽰物体的⽆限多个⾃由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地⽤少量模态的线性组合来表⽰.ADAMS提供了四种⽣成柔性体的⽅法,对于外形简单的构件,可以采⽤直接⽣成柔性件的⽅法,即拉伸模式；对于外形复杂的构件,可以采⽤先建刚性件, 再进⾏⽹格划分的模式, 即构件⽹格模式(Solid).1) 拉伸法⽣成柔性体:⾸先要确定拉伸中⼼线,再定义截⾯半径、单元尺⼨、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以⽣成柔性体.模型⽣成柔性件的同时⽣成模态中性⽂件,该模态中性⽂件中包含了柔性件的质量、质⼼、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因⼦等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除⽆效的刚性件.这样可以使模型保持原有的⾃由度,从⽽实现柔性构件的运动仿真运算.2)⼏何外形法⽣成柔性体:这种⽅法是将⼏何体的外形所占⽤的空间进⾏有限元离散化,⼏何体既可以是在ADAMS/View中创建的,也可以是从其他CAD软件中导⼊的模型.这种⽅法⾸先要定义柔性件的附着点,即柔性件与其它构件的连接点.定义好附着点后,需要在附着点的附近的⽹格结点上选取适当数量结点作为⼒的作⽤点,作⽤点的数量和位置根据模型精度的需要来选取.最后,将选取的结点转换成ADAMS 的标识ID后,就可以⽣成模态中性⽂件.⽤这种⽅法与拉伸法相⽐,拉伸法创建的柔性体是六⾯体单元,⽽⼏何外形法⽣成的柔性体是四⾯体单元.⼀般来说六⾯体单元要⽐四⾯体单元要好些.3)导⼊有限元模型的⽹格⽂件创建柔性体：在ADAMS/AutoFlex的Flexbody 中选择Import mesh项，然后输⼊⽹格⽂件名，最后定义⽹格的材料属性，壳单元的厚度和计算的模态数，就可以导⼊柔性体，但是应⽤范围很⼩，只能输⼊Natran的bdf⽹格⽂件和I-DEAS的universal⽹格⽂件[2].4）利⽤ANSYS的宏命令⽣成ADAMS柔性体：A NSYS是⼀个多重物理有限元分析软件,适⽤于各种复杂的、跨领域的分析设计.ANSYS与ADAMS之间的双向数据接⼝可以⽅便地处理柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动⼒学分析结果的应⼒应变分析结果,从⽽提⾼分析⽔平.通过ADAMS软件与ANSYS软件之间的接⼝,可以很⽅便的考虑柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动⼒学仿真结果的应⼒应变分析结果,提⾼分析精度.ANSYS程序在⽣成柔性体部件的有限元模型之后,利⽤ADAMS宏命令可以很⽅便地输ADAMS软件所需要的模态中性⽂件Jobname.mnf此⽂件包含了ADAMS中柔性体的所有信息.在ADAMS软件中直接读⼊此⽂件即可看到柔性体部件的模型,指定好柔性体与其它部件的连结⽅式, 并给系统施加必要的外载后即可进⾏系统的动⼒学仿真[3].⼆、实例分析本⽂主要应⽤ADAMS提供的⼏何外形法⽣成柔性体.1.应⽤solidworks软件建⽴继电器三维实体模型，模型由衔铁、顶⽀架、底⽀架、触头、动簧⽚、动断静簧⽚、动何静簧⽚等组成，在建⽴模型过程中，对模型作了简化，省略了线圈、磁铁等部件，结构如图：1.顶⽀架2.动簧⽚3.动断静簧⽚4.触头5.动簧⽚6.动合静簧⽚7.衔铁8.挡圈9.底⽀架图1 三维软件模型2.建⽴模型后，⽣成Parasolid格式，保存于ADAMS的⼯作⽬录下.3.导⼊ADAMS中，并定义各部件的材料属性，同时ADAMS⾃动计算出转动惯量和质量.对各个部件进⾏约束.在这⾥对结构进⾏了简化，忽略了电学的⼲扰，只考虑机械结构之间的相互关系.⾸先⽤固定副把顶⽀架和底⽀架与⼤地固定在⼀起，然后固定动簧⽚，动断静簧⽚，动合静簧⽚，还要把触头与衔铁固定在⼀起，最后在衔铁与底⽀架之间施加旋转副，由于触头与动簧⽚接触，动合静簧⽚，动断静簧⽚之间也产⽣接触⼒，因此在这些部件之间也要定义接触.因为这次主要是为了验证柔性体的仿真，忽略了电磁学问题，同时也可忽略掉顶⽀架和底⽀架，因此把顶⽀架和底⽀架设置为哑物体，并对部分构件设为透明如图2所⽰.经简化后，在旋转副上加正弦驱动⼒来模拟电磁铁产⽣的吸附⼒，驱动⼒为9.5d *sin(1200* time)，再进⾏仿真.设置仿真时间为0.015s,步长为0.000025s,由于动簧⽚为刚性体，当触头与动簧⽚接触时就会发⽣错误，当时间步长⾜够⼩时，也会发⽣穿透现象.1.衔铁2.动簧⽚3.动合静簧⽚4.动断静簧⽚5.触头6.衔铁7.底⽀架图2 简化后的模型4.把关键部件改变为柔性体。

一.ADAMS软件简介虚拟样机仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件，由美国MDI（Mechnical Dynamics Inc.）开发，在经历了12个版本后，被美国MSC公司收购。

ADAMS集建模、计算和后处理于一体，ADAMS有许多个模块组成，基本模块是View模块和Postprocess模块，通常的机械系统都可以用这两个模块来完成，另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块，例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等；嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex 等[3]。

1.1ADAMS软件概述ADAMS是以计算多体系统动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚体的，也可以是柔性体，以及刚柔混合体模型。

如果在产品的概念设计阶段就采取ADAMS进行辅助分析，就可以在建造真实的物理样机之前，对产品进行各种性能测试，达到缩短开发周期、降低开发成本的目的。

ADAMS，即机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）该软件是美国MDI公司（Mechnical Dynamics Inc.）开发的虚拟样机分析软件。

目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。

李增刚Adams（ADAMS）是一种基于有限元分析（FEA）技术的仿真软件，广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域。

它能够模拟和分析各种工程问题，帮助工程师们进行产品设计和优化，提高产品的性能和可靠性。

在本文中，我们将深入探讨李增刚Adams的入门知识，并结合实例进行详细解释。

1. 什么是李增刚Adams？李增刚Adams是由美国MSC Software公司开发的一种多体动力学仿真软件。

它基于有限元分析（FEA）技术，能够对复杂的机械系统进行动力学仿真和分析。

Adams可以模拟多体系统的运动行为、受力情况，预测系统的动态特性，并通过优化来改善产品设计。

Adams在工程设计和产品优化领域具有重要的应用意义。

2. 初识Adams界面和基本操作当我们第一次打开Adams软件时，会看到一个复杂而丰富的界面。

界面上有各种工具栏、菜单和面板，初学者可能会感到有些不知所措。

不过，只要通过一些基本操作和功能的了解，就能够逐渐熟悉Adams 的界面和操作方法了。

我们需要了解Adams界面的各个部分，比如模型树、属性管理器、操作工具栏等。

学习如何创建一个简单的多体系统模型，并对其进行基本的运动学仿真。

通过这些基本操作，我们可以逐步掌握Adams的使用方法，并为后续的深入学习打下基础。

3. 多体动力学仿真实例解析为了更好地理解Adams的应用，我们将结合一个实际的多体动力学仿真实例进行解析。

假设我们要对一个汽车悬挂系统进行动力学仿真分析，我们可以首先建立一个简化的汽车悬挂系统模型，包括车身、车轮、减震器等部件。

我们可以对车辆通过不同道路情况下的行驶进行仿真，分析汽车悬挂系统在不同路面条件下的工作状态和受力情况，从而优化悬挂系统的设计。

在这个实例中，我们可以运用Adams的各种功能和工具，比如约束条件的设定、运动学分析、动力学分析等，来模拟汽车悬挂系统的运动行为和受力情况。

通过对仿真结果的分析和优化，我们可以为汽车悬挂系统的设计提供有力的支持和指导。

多体动力学模型的建立与仿真分析引言：在工程和科学领域中，多体动力学模型是一种重要的数学工具，可用于研究物体之间的相互作用及其运动。

通过建立动力学模型，我们可以预测和分析机械系统、生物系统以及其他复杂系统的运动行为，为设计优化和问题解决提供理论基础。

本文将探讨多体动力学模型的建立与仿真分析，并介绍一些常用的建模方法和仿真工具。

一、多体动力学模型的基础理论多体动力学模型是基于物体之间的相互作用力和牛顿定律建立的。

牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，反比于物体的质量。

根据牛顿第二定律，我们可以建立物体的运动方程，并通过求解这些方程来获得物体的运动状态。

二、建立多体动力学模型的方法在建立多体动力学模型时，我们通常需要考虑以下几个方面：物体的几何形状、质量分布、刚度特性以及相互作用力。

根据系统的特点和需求，可以选择不同的建模方法，如刚体模型、弹性模型和柔性模型等。

1. 刚体模型刚体模型适用于研究刚性物体的运动行为，忽略物体的变形和弹性特性。

刚体模型的建立较为简单，可以通过描述物体的质心位置、质量及转动惯量等参数来确定物体的运动状态。

2. 弹性模型弹性模型适用于研究具有弹性变形行为的物体。

在弹性模型中，我们需要考虑物体的形变和应力分布。

常用的弹性模型包括弹簧-质点模型、有限元模型等。

这些模型可以通过描述物体的刚度特性和弹性系数等参数来确定物体的运动状态。

3. 柔性模型柔性模型适用于研究高度柔性的物体，如绳子、软体机器人等。

在柔性模型中，我们需要考虑物体的非线性变形和材料特性。

常用的柔性模型包括有限元模型、质点模型等。

这些模型可以通过描述物体的形变、材料刚度和阻尼特性等参数来确定物体的运动状态。

三、多体动力学模型的仿真分析建立了多体动力学模型后，我们可以通过数值仿真来模拟和分析系统的运动行为。

常用的多体仿真工具包括MATLAB/Simulink、ADAMS、EULER等。

这些仿真工具提供了丰富的建模和分析功能，可以帮助我们在不同应用领域进行系统设计和性能优化。

Adams 2020 是一款广泛应用于工程领域的多体动力学仿真软件，它可以用来模拟各种机械系统的运动行为，并进行动力学分析和优化设计。

本教程将带领读者深入了解 Adams 2020 软件的基本操作和应用技巧，并通过实例演示，让读者能够更好地掌握该软件的使用方法。

本教程将分为以下几个部分进行详细介绍：一、 Adams 2020 简介Adams 2020 是由美国Mechanical Dynamics公司开发的一款专业多体动力学仿真软件，目前已经成为全球范围内的工程师和研究人员首选的仿真工具之一。

Adams 2020 软件拥有强大的模型建立和仿真分析功能，可以对机械系统的运动行为进行准确的模拟，并提供丰富的分析结果，为工程设计和优化提供有力的支持。

二、 Adams 2020 的基本操作1. 软件安装和环境配置在开始学习 Adams 2020 软件之前，首先需要进行软件的安装和环境配置。

本教程将详细介绍 Adams 2020 软件的安装步骤和环境配置方法，确保读者能够顺利地运行该软件，并进行后续的操作和学习。

2. 模型建立与约束设置在 Adams 2020 软件中，模型建立和约束设置是仿真分析的基础。

本教程将演示如何在 Adams 2020 中建立机械系统的模型，并设置各种约束条件，包括刚性约束、连接约束等，以确保模型的合理性和准确性。

3. 运动学分析与动力学分析Adams 2020 软件可以进行运动学分析和动力学分析，以研究机械系统的运动特性和受力情况。

本教程将介绍如何在 Adams 2020 中进行运动学分析和动力学分析，并解释分析结果的含义和应用。

三、 Adams 2020 的应用技巧1. 模型优化与性能评估Adams 2020 软件可以用于模型优化和性能评估，以改进机械系统的设计和性能。

本教程将介绍如何利用 Adams 2020 进行模型优化和性能评估，包括参数优化、结构优化等方法。

2. 系统耦合与多体联动仿真在工程实际应用中，往往需要进行系统耦合和多体联动仿真分析。

多体动力学仿真软件MSC.ADAMS介绍
在提高设计质量的同时还要节省开支，缩短开发周期，这在市场竞争中是致关重要的。

为了取得市场的胜利，必须采用新的设计概念，剔除错误观念，确定比对手更有竞争力的优化的设计。

MSC.ADAMS 的虚拟现实技术可以帮你做到这一点。

在最基本的层面，功能化虚拟样机技术能够让工程设计队伍在提交物理样机之前，就在计算机中建造起他们的机械系统，并对其进行测试、审核及改进。

用户可以在软件的运动仿真功能基础上增加专业产品、捕捉专业经验、建立专业化模版，在此基础上开发出完整、协调的虚拟样机，并引导用户在产品设计中做出重大决策。

获益：
-同物理样机试验相比，更快、更节约成本地分析设计的改变
-在开发流程的每个阶段获得更完善的设计信息，从而降低开发风险
-通过分析大量的设计方案，优化整个系统的性能，从而提高产品质量
-仿真分析方法随意改变，而无须更改实验仪器、固定设备以及实验程序
-在安全的环境下工作，不必担心关键数据丢失或由于恶劣天气造成的设备失效
应用：
-帮助飞机制造商更好的对飞机设计深入了解，以提高飞机安全性并达到FAA 的要求。

-帮助汽车制造商对汽车进行动力分析、噪声分析和疲劳分析，以缩短设计周期。

-帮助通用机械生产商通过降低振动来改进现有的设计以提高操作速度。

Adams多体动力学拓扑概述Adams多体动力学是一种用于模拟多体系统运动的数学方法。

它基于牛顿力学和运动学原理，通过建立动力学方程来描述系统的运动行为。

动力学拓扑则是在Adams 多体动力学中的一个重要概念，用于描述系统中各个物体之间的联系和相互作用。

动力学拓扑的基本概念动力学拓扑是通过定义物体之间的连接关系和相互作用来描述多体系统的结构和行为的方法。

在Adams多体动力学中，动力学拓扑可以通过节点和边的方式表示。

节点表示系统中的物体，边表示物体之间的连接关系或相互作用。

动力学拓扑可以用于描述不同类型的多体系统，如机械系统、电子系统、生物系统等。

在机械系统中，节点可以表示机械零件，边可以表示零件之间的连接关系或相互作用。

在电子系统中，节点可以表示电子元件，边可以表示元件之间的电路连接或电磁相互作用。

在生物系统中，节点可以表示生物分子或细胞，边可以表示分子之间的化学反应或细胞之间的信号传递。

动力学拓扑的建立需要考虑系统的结构和物体之间的相互作用。

通过分析系统的结构和相互作用，可以确定系统中的节点和边的数量，以及它们之间的连接方式和特性。

这些信息可以用于建立动力学方程，并通过求解方程来模拟系统的运动行为。

Adams多体动力学模拟Adams多体动力学模拟是一种基于动力学方程的数值计算方法，用于模拟多体系统的运动行为。

在Adams多体动力学模拟中，系统的运动行为可以通过求解动力学方程来得到。

动力学方程描述了系统中各个物体的运动行为和相互作用。

它可以通过牛顿第二定律和运动学原理来建立。

牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。

运动学原理则描述了物体的位置、速度和加速度之间的关系。

Adams多体动力学模拟可以通过数值计算方法来求解动力学方程。

常用的数值计算方法包括欧拉法、龙格-库塔法等。

这些方法可以将动力学方程离散化为一系列时间步长上的更新方程，通过迭代求解来模拟系统的运动行为。

多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍ADAMS是美国学者蔡斯（Chace）等人利用多刚体动力学理论，选取系统每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的为广义坐标编制的计算程序。

其中应用了吉尔（Gear）等解决刚性积分问题的算法，并采用了稀疏矩阵技术来提高计算效率。

该软件因其强大的功能而在汽车航天等领域得到了广泛的应用。

1 ADAMS软件简介在研究汽车各种性能时，研究对象的建模、分析与求解始终是关键。

多体系统动力学软件为汽车动力学研究提供了强大的数学分析工具。

ADAMS软件就是其中的佼佼者。

ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学分析软件。

用户使用ADAMS软件，可以自动生成包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。

由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能，方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力，所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。

ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。

另一方面，又是机械系统仿真分析开发工具，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机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。

在产品开发过程中，工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果：＊分析时间由数月减少为数日＊降低工程制造和测试费用＊在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案＊在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量＊当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真＊缩短产品的开发周期使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。

多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍ADAMS是美国学者蔡斯（Chace）等人利用多刚体动力学理论，选取系统每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的为广义坐标编制的计算程序。

其中应用了吉尔（Gear）等解决刚性积分问题的算法，并采用了稀疏矩阵技术来提高计算效率。

该软件因其强大的功能而在汽车航天等领域得到了广泛的应用。

1 ADAMS软件简介在研究汽车各种性能时，研究对象的建模、分析与求解始终是关键。

多体系统动力学软件为汽车动力学研究提供了强大的数学分析工具。

ADAMS软件就是其中的佼佼者。

ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用围最广的机械系统动力学分析软件。

用户使用ADAMS软件，可以自动生成包括机-电-液一体化在的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。

由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能，方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力，所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。

ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。

另一方面，又是机械系统仿真分析开发工具，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机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。

在产品开发过程中，工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果：＊分析时间由数月减少为数日＊降低工程制造和测试费用＊在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案＊在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量＊当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真＊缩短产品的开发周期使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。

多体系统动力学建模方法我折腾了好久多体系统动力学建模方法，总算找到点门道。

说实话，这事儿我一开始也是瞎摸索。

我最初就是按照书上的基本理论，一个劲儿地堆砌公式。

比如，那种牛顿- 欧拉法，我就知道找每个物体的力和力矩平衡方程。

我当时觉得只要把每个物体的受力分析清楚，列出一堆方程就大功告成了。

结果呢，我一计算就发现问题一大堆。

我记得我做一个简单的双摆模型时，按照那种死板的公式计算，得到的结果和实际模拟完全不一样。

后来我才意识到我忽略了一些约束条件。

多体系统当中，各个物体之间的连接关系可是个大关键，就好像一群人拉着手跳舞，你不能只看每个人怎么动，还要看手拉在什么位置、怎么用力拉。

这就类比于多体系统中的约束，像铰链约束，那可不是简单写个力的关系就行的。

后来我又试着用拉格朗日法。

这种方法刚开始理解起来可费劲了，因为它得从系统的能量角度去分析。

但是一旦掌握了，觉得还有点意思。

我觉得这个方法就像是从更高的地方俯瞰整个系统，我不用一个个去分析力的平衡了，看整个系统的能量怎么转变。

不过这里面的广义坐标啥的可不好选，得花时间研究研究什么样的坐标能让我的计算更简单。

再到后来，我学习到了多体系统软件来建模，像Adams软件。

一开始我就跟着教程走，随便画几个刚体、设置几种约束就想得到准确结果。

错得那叫一个离谱啊。

我慢慢懂了，设置参数的时候一定要跟实际物理情况相符合，比如说摩擦系数，我一开始是瞎估计的，后来我才发现必须得好好测量或者参考相关资料里相近材料的值。

还有就是关于模型的简化。

有时候我总想着把所有细节都包进去，结果把自己弄得晕头转向。

就像盖房子，你不需要把每粒沙子怎么排列都考虑进去，有些不重要的小部件或者小影响因素，适当简化掉能让建模轻松很多。

要是再去尝试多体系统建模，我就建议多看看实际的系统，把关键的东西提炼出来。

比如那种机械臂，你要清楚是哪些关节最重要，从实际的运动中找灵感来构建模型，可别光顾着套公式了。

不确定的地方就多做几个简单的测试模型，一点点摸清楚那些原理。

多体系统动力学分析的两大软件——ADAMS和DADS
张越今;宋健;张云清;任卫群
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】1997(000)003
【摘要】对多体系统分析(机械系统仿真分析)领域中最广泛使用的两个软件ADAMS和DADS，从理论基础、组成模块、分析功能和建模元素等几个方面进行了对比，从而对二者的特点有进一步的了解，便于选用最为适合的软件。

最后，给出了二者相应的应用实例。

【总页数】5页(P16-20)
【作者】张越今;宋健;张云清;任卫群
【作者单位】东风汽车公司;清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.5
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