多体动力学仿真软件ADAMS理论基础及其功能分析 - 范文中心

多体动力学仿真软件ADAMS理论基础及其功能分析

07/17

第5卷,第4期

、,01.5.No.4

电子与封装

ELECTRONICS&PIACKAGING

总第24期

2005年4月

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多体动力学仿真软件AD创ⅥS理论基础及其功能分析

刘银虎缪炳祺

(浙江工业大学强度工程及软件研究所,浙江杭州

310000)

摘要:本文对多体系统分析领域中最广泛使用的软件ADAMs,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详细阐述。应用ADAMS来仿真空间桁架展开和收拢的过程,仿真分

析了空间桁架的运动学和动力学特性,最后是仿真分析结果和性能参数评估的结论。关键词:ADAMs软件;多体系统;空间桁架;动力学仿真中图分类号:TP311.5

文献标识码:A

文章编号:1681-1070(2005)04—25-04

TheOreticalbasisandf.unctionaIanaIysisOfmuItibOdy

systemdynamicsimulation

“uYin-hu

software

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ADAMS

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(Instituteofstrengthengineeringnnd

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A-bstract:ThispaperintroducesthebroadestlyusedsoftwareADAMSwithrespecttotheoreticalbasis,constitlltivemoduleandmodalbuildingelements.InthelaSt,a

dyn锄icsiInulationofSpaccmlssiSpe哟nmd。

Simulation

Keywords:ADAMS

MultibodySystem

SpaceTruss

Dyn锄ic

本文首先对舢)AMS的理论基础进行介绍,然后

引言

ADAMS(AutomatlcDynamlcAnalysis

of

对其主要功能进行详细的分析,包括使用触)AMs进行建模、分析的基本过程,ADAMS的建模功能,ADAMs的分析功能,以及ADAMs如何与其他

cAD、CAE软件进行数据交换等内容。

Mechanical

System)全称是机械系统自动动力学分析

Dynamics,Inc.’s

软件,是美国Mechanical

(MDI’s)公司生产的软件,它是目前世界范围内使

ADAMS的分析计算方法

ADAMS以刚体的质心笛卡尔坐标和反映刚体位

用最广泛的多体系统仿真分析软件,它为用户提供了强大的建模、仿真环境,使用户能够对各种机械系统

进行建模、仿真和分析。和其他CAD、CAE软件相比,ADAMS具有十分强大的运动学和动力学分析功能,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。应用它可以方便地建立参数化的实体模型,并采用多刚体系统动力学原理进行仿真计算。

移的欧拉角或广义欧拉角作为广义坐标,即

Q仁[x,y,x,少,汐,痧];Q=[q;,A,q:]1

(1)(2)

其动力学方程采用拉格朗日乘子法建立如下:

鲁(期’一㈡劬蛳=Q

(3)

收稿日期:2004—05_07

万方数据 

一25—

第5卷第4期电子与封装

完整约束方程少(g,f)=0(4)

(5)

突变的系统或高频系统。

非完整约束方程曰(q,q,f)=0

其中:丁一系统功能;

q一系统广义阵列;Q一广义力阵列;

p一对应于完整约束的拉氏乘子阵列;肛一对应于非完整约束的拉氏乘子阵列。

分析计算采用两种算法:

AD舢订S的主要组件

ADAMs系列软件包括ADAMS/view、ADAMS/

SolVer等组件。本文所用ADAMSl0.0版本包含的组

件如表1所示。ADAMS厂Ⅵew是ADAMS的主要模块,

用户可以用其建造机械系统的模型,并在计算机上模

拟机械系统的各种运动。同时,用户还可以对模型进

①三种功能强大的变阶、变步长求解程序:GS-TIFF积分器、DSⅡFF积分器和BDF积分器来求解稀

疏耦合的非线性微分代数方程,这种方法适用于模拟刚性系统(特征值变化范围大的系数)。

行运动学和动力学分析,定义多个设计参数,观察在

不同条件下模拟的运行状况,得到最优解。

ADAMS软件包括3个最基本的解题程序模块:ADAMS/View(基本环境)、ADAMS/SolVer(求

②ADAMs积分求解程序采用坐标分离算法来求解独立的微分方程,这种方法适用于模拟特征值经历

解器)和ADAMS/PostProcessor(后处理)。

表1ADAMs10.0包含的组件

ADAMs组件

ADAMS,View

组件主要功能

提供强大的建模仿真集成环境,并可对模型进行参数化分析,用测试数据验证模型。

是ADAMs系列软件的主要模块。

ADAMS/Solver

是ADAMs强大的数学分析器,可以自动求解机械系统的运动方程。ADAMS/solver可以集成到其他图形用户界面(GuI)中,如AI)AMS,view、ADAMS/Car、I.DEAs

MechanismDesign、uG

Mechanisms、MEcHANIS^直/Pm等。利用这些软件建模并传

到solver中仿真,再将仿真结果传回这些GUI中。

ADAMS/FlexADAMS/CarADAMS/RailADAMS/AnimatioinADAMS,、rehicle

附加的ADAMs模块,使用户能在模型中加入柔性件,从而得到更真实的仿真结果。

用于创建、分析汽车模型的模块。

用于创建、分析铁路模型的模块。

MDI’s的动画包,可以运行仿真的动画结果。

建造、分析、显示ADAMs/solver模型的结果,是不属于标准ADAMs/solver系列的独

立产品。

ADAMS/ControlsADAMS/Android

附加的ADAMS模块,使用户能在模型中加入复杂的控制系统。ADAMs/Andmid预处理程序用于创建人体模型。

此,用户可将ADAMs/solVer操作视为一个“黑匣子”。

ADAMS仿真分析结果的后处理,可以通过调用后处理模块ADAMs/PostProcessor来完成。ADAMs/PostProcessor模块具有相当强的后处理功能,它可以回放仿真结果,也可以绘制各种分析曲线。除了可以直接绘制仿真结果曲线以外,还可以对仿真分析曲线进行一些数字和统计计算;可输入实验数据绘制试验曲线,并同仿真结果进行比较;可以进行分析结果曲线图的各种编辑。

ADAMs厂Ⅵew提供了一个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前处理功能,其中包括样机的建模和各种建模工具、样机模型数据的输入与编辑、与求解器和后处理程序的自动连接、虚拟样机分析参数的设置、各种数据的输入和输出、同各种应用程序的接口等。

ADAMS/solVer是求解机械系统运动和动力学问题的程序。完成样机分析的准备工作后,ADAMs/Ⅵew程序可以自动调用ADAMS/SolVer模块,求解样

机模型的静力学、运动学和动力学问题,完成仿真

分析以后再自动地返回ADAMS/Ⅵew操作界面。因

一26一

万方数据 

第5卷第4期刘银虎缪炳祺:多体动力学仿真软件ADAMs理论基础及其功能分析

用ADAMS建模、仿真的步骤

几何建模

机械系统建模●施加运动副和运动约束●

施加载荷

仿真分析

●设置测量和仿真输出●

进行仿真分析

仿真结粟分析

●回放仿真结果●

绘制仿真结果曲线

验证仿真●输入实验数据分析结果

添加实验数据曲线

..—≮二==_~

精制机械●增加摩擦力,改进载荷函数系统模型

●定义柔性物体和连接●

定义控制

重复仿真分析

・●设嚣!变参数点定义设计变量

机械系统●进行主要设计影响因素研究●优化分析

进行实验设计研究●

进行最优化研究

图1AD—气Ms建模分析的基本步骤

(1)建造模型建模包含三部分工作:a)创建零件

有两种途径:通过ADAMs/Ⅵew的零件库来创建各种简单的运动单元(零件);用ADAMS/Exchange引

b)给模型施加约束和运动。c)给模型施加各种作用力。(2)测试模型

定义测量量,对模型进行初步仿真,通过仿真

(3)校验模型

导入实际实验测试数据,与虚拟仿真的结果进行比较。

万 

方数据(4)模型的细化

经过初步仿真确定了模型的基本运动后,可以在模型中加入更复杂的单元,如在运动副上加入摩擦,

用线性方程或一般方程定义控制系统,加入柔性连接件等等,使模型与真实系统更加近似。

(5)模型的重新描述

为方便设计,可以加入各种参数对模型进行描

述,当用户对模型进行了更改,这些参数自动发生变化,使相关改动自动执行。

(6)优化模型

对模型进行参数分析,优化设计。(7)定制用户自己的环境

用户可以定制菜单、对话框,或利用宏使许多重复工作自动进行。

ADAMS中的建模

ADAMs/View具有较为强大的实体建模功能,

能够对零件质量、质心、惯性矩等进行自动计算,并

能加入材料、色泽等特征信息。对于外形不是很复

杂的零件,用ADAMS/View建模较为方便。

5.1

ADAMS中的零件

模型中的零件具有质量、惯量(ineniapropenies)

并可以运动。在仿真中,所有力和约束都必须施加

在零件上。

ADAMs/Ⅵew提供了完整的零件库,用户可以

通过零件库创建三种不同类型的零件,包括:

刚体——具有质量和各种惯量的零件,不能变

形。

柔性零件——具有质量、惯量,且在力的作用

下可以发生变形的零件。基本的舢)AMS厂view可以创建离散的柔性连接件,如截面为方形、圆形或T字形的梁,更多柔性件的创建和使用需要用到ADAMS/Flex模块。

质点——只具有质量的零件,质点没有外形,也

没有惯量特征和角速度。另外,触)AMS厂View提供了一

个特殊的零件——地面(ground),用户创建模型

时,ADAMS/View将自动为用户创建它。“ground”零件没有质量及初始速度,不会增加系统的自由度,全局坐标系就建立在“ground”上。

当零件建好后,ADAMS可以自动算出零件的质量(零件的体积乘以零件的密度)、质心位置及沿各个轴的惯性矩、惯性积。当然用户也可以自己指

一27—

入复杂的cAD形体(会影响运行速度)。

结果检验模型中各个零件、约束及力是否正确。

第5卷第4期电子与封装

定这些量。

5.2给零件施加约束和运动

约束定义了零件(刚体、柔性体、质点)是

如何相互连接及零件之间如何相对运动的。ADAMs/Ⅵew中提供的约束模型库包括以下四种约束(含运

动):

・理想关节(Idealizedjoints)——具有实际的相配物,如转动关节(铰链)或平动关节(滑块)。

・原始关节(JointprimitiVes)——对相对运动进行限制,如限制一个零件的运动必须与另一个零件相平行,可能没有实际的相配物。

・接触(contacts)——定义在仿真过程中,当

零件相互接触时如何反应,包括凸轮副、接触力等。

・运动生成器(Motionsgenerators)——定义各种相对运动,用以驱动模型。

加入约束可以减少系统的自由度数,ADAMs/View中的每种约束都减少不同的自由度数。例如,一个旋转铰链去掉了三个平动自由度和两个转动自由度,使两个零件之间只有沿共同轴线转动的自由度。

这种只允许一种运动的约束叫做单自由度关节,

ADAMS/View中也提供了二自由度和三自由度的关节,如球铰限制了三个平动自由度,允许三个转动自

由度,属于三自由度关节。当进行仿真时,ADAMs的分析器——ADAMs/solVer能够自动计算模型系统总的自由度数及是否存在冗余约束。

5.3给零件施加作用力

ADAMS/View提供多种力的模型,包括各种方向力和力矩、重力、弹簧阻尼器等等。定义力时,可以指定力是平动的还是转动的,受力物体或施力物体,力的作用点、大小和方向。对于不同类型的力,

指定力的大小也有不同的方法,如弹簧力,可以简单定义弹性系数和阻尼系数,也可以用朋)AMS内置的函数表达式定义力。内置函数包括:位移、速度、加

速度函数,可使力和运动相关;力的函数,使力和其他力相关,如库仑摩擦力和正压力相关;数学函数,如呈正弦、余弦规律变化的力;插补曲线函数(Spline

function),力由曲线上的各点数据决定,如马达的力矩一速度曲线;碰撞函数(Impactfunction),力的作用如同一个压簧阻尼器(compression—onlysp血g・damper),当物体间歇接触时,阻尼器或开或关。

一28—

万 

方数据6

仿真实例

大面积太阳电池阵(图2)主要由四部分组成:

可折叠桁架、收拢展开机构、太阳电池板和双向驱

动机构。电池阵由电机驱动,在机构的作用下,可折叠桁架带着太阳电池板一起收拢或展开。应用ADAMS软件,开展空间桁架展开机构展开收拢过程

的运动学动力学仿真分析,分析桁架式展开机构设计

的合理性,看其在空间环境下能否正常收拢和展开。

图2太阳电池板悬挂在桁架的一侧

图3、图4两曲线反映了桁架收拢过程中底框的

运动情况。随着桁架一节一节地收拢,底框被一步步地压向收藏箱箱底。速度曲线反映出底框与收藏箱之间存在摩擦。收拢过程是一个平稳的过程。

图3底框位置变化曲线

(下转第34页)

第5卷第4期

电子与封装

式还能使原设备上不易损坏的元件尽可能地利用,如继电器、电磁阀、气动阀、开关变压器等等,从而降低制造成本。因无足够的图纸无法分析设备内部原理,我们于是对该清洗机设备的控制系统进行了重新设计,把以前用清洗次数控制的清洗过程,改变为

由时间来控制的清洗过程,而这种改变对清洗的效果无任何影响。图4所示的是改进后的控制系统原理方框

图。

通过以上的工作,经过改造的清洗机已能达到设计所要求的功能,且操作简单、易学、安全可靠,极大地降低了设备的故障率,使工艺流水线的生产完全流畅地进行。同时这种改造的成本费用非常低,功能和效果与改造前相同。为便于比较,对改造后的清洗机运行状况进行了一段时间的统计。结果见表2:

表2改造后清洗机故障统计

月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月

(嚣)3・。2

s2・。・。s

从表2中也可以看出,通过我们对俄罗斯清洗机改造后,设备的故障率明显下降到一个非常低的水平,因而保证了工艺生产的正常进行。

结束语

经过一年多的实际运行,目前该设备使用状况良

好,表明使用国产部件代替进口部件的方法是切实可

图4改造后清洗机原理框图

行的。此方法不仅大大地节省费用,且整机的操作性、安全性、可靠性均优于原系统。

效果

本文在写作过程中得到了王铁坤高T的精心指

导,在此表示衷心感谢。

本文对机械系统仿真分析领域中最广泛使用的软

件ADAMS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分析,最后使用ADAMs仿

真了一个空间桁架的展开收拢过程,ADAMS为设计者提供了运动分析及动力学分析方面很好的信息,使得设计方案更加合理,效率更高。

参考文献:

[1]MechanicalDynamicsInco叩oration.ADAMs,view

Guide[z],1997.

[2]MechanicalDynamicsIncofporation.ADAMs/Getting

started[z],1997.

user

[3]Ryan

R.ADAMs——Multibody

systemAnalysis

Systems

Software.SchiehlenHandbook.1990.

W0e0.Berlin:Mullibody

一34一

万方数据 

多体动力学仿真软件ADAMS理论基础及其功能分析

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:

刘银虎, 缪炳祺, Liu Yin-hu, Miao Bing-qi

浙江工业大学强度工程及软件研究所,浙江,杭州,3100000电子与封装

EIECTRONICS & PACKAGING2005,5(4)6次

参考文献(3条)

1. Mechanical Dynamics Incorporation 19972. Mechanical Dynamics Incorporation 1997

3. Ryan R R ADAMS--Multibody System Analysis Software. Schiehlen W 0 ed 1990

相似文献(10条)

1.学位论文 闵斌云 双横臂独立悬架轿车的转向轮运动研究 2006

汽车的悬架系统是汽车上一个重要的部分,与整车的操纵性和稳定性有密切关系。双横臂独立悬架可以通过合理选择空间导向杆系的铰接点的位置及导向臂的长度,使得悬架具有合适的运动特性,并且形成恰当的侧倾中心和纵倾中心,从而保证汽车有良好的行驶稳定性,以为中、高级轿车的前悬架所广泛使用。

本文通过研究用于转向车轮的双横臂独立悬架的结构特点和运动特性,采用空间机构运动学,按照Denavit-Hartenberg法的规定在独立悬架上建立坐标系,根据运动副的类型计算出坐标变换矩阵,结合相应的约束方程组,确定出系统中各个部件的运动。同时本文借助矩阵变换的计算力学方法,考虑进了车轮外倾角和前束角,准确的对转向车轮在转向时的运动变化进行理论分析计算。

同时运用多体系统动力软件ADAMS对双横臂独立悬架建立仿真模型,在建模的过程中充分考虑双横臂独立悬架系统中弹性体的分析和建模,其中轮胎采用具有稳态侧偏特性的Fiala轮胎模型,并对其力学特性进行了详细的介绍和分析。选用具有各向异性的非线性橡胶衬套、非线性特征的弹簧和非线性特征的阻尼器。

在建立该悬架多体模型的过程中,采用总成测量与部件测量相结合的办法采集原始数据,正确使用该双横臂独立悬架系统零件的质量、转动惯量、质心位置等动力学参数。通过前轮定位参数的实际测量来检验模型的正确性,从而使建立的仿真模型与实际模型最大的接近,保证ADAMS/Car仿真结果的真实有效,为工程分析和设计提供较高价值的参考。

2.学位论文 廖力成 基于多体系统动力学的麦弗逊悬架运动学仿真与优化设计 2009

悬架系统是汽车最关键的零部件之一。悬架运动学特性(即:车轮定位参数随车轮跳动的变化特性)直接影响到汽车的操纵稳定性和使用性能。悬架运动学的研究是汽车研究开发中最重要课题之一。

本论文以某微型客车的前麦弗逊悬架为研究对象,以解决轮胎严重磨损问题为研究目的,基于多体系统动力学理论,应用机械系统动态仿真软件ADAMS,对麦弗逊悬架的进行了运动学建模、仿真分析和优化设计。主要工作如下:

首先,综述了多体系统动力学的发展过程和研究方法、ADAMS软件进行系统建模的过程以及运动学分析的理论基础。其次,应用CATIA软件建立了麦弗逊悬架的几何模型;将其导入ADAMS软件中,建立了麦弗逊悬架的运动学物理模型。再次,分析了前轮定位参数对整车性功能的影响及其合理的变化趋势;采用左右车轮同向跳动的分析方法,对麦弗逊悬架进行了运动学仿真与分析,得出车轮侧滑量过大是导致轮胎严重磨损的主要原因。最后,选取车轮定位参数作为响应,选择悬架导向机构参数化结构点的坐标作为试验因子,在ADAMS软件中对麦弗逊悬架进行了试验设计,找出了对车轮定位参数影响较大的试验因子;以影响较大的试验因子作为设计变量,对悬架的导向机构进行了优化设计,得到较优的结构参数。

对比分析优化前后的仿真结果,优化后的车轮定位参数运动学特性得到了较大的改善,其中车轮侧滑量的改善显著,提高了汽车的操作稳定性,减少了轮胎的磨损。

3.会议论文 彭旭阳. 徐中明. 王园. 苏周成 某150型四轮沙滩车操纵稳定性虚拟试验研究 2007

运用多体系统仿真软件ADAMS,建立了某150型四轮沙滩车整车虚拟样机模型,详细介绍了整车的各组成部分及连接关系。参照汽车操纵稳定性试验方法对样机进行稳态回转试验和转向盘角阶跃输入试验,对仿真计算结果进行分析,找出了四轮沙滩车不同于传统汽车的操纵性能。虚拟试验结果可为整车性能预测提供参考,该方法能有效地缩短产品设计周期,提高设计的准确性。

4.学位论文 罗文水 基于ADAMS的某跑车操纵稳定性和制动性仿真分析及优化 2007

随着汽车的普及,交通事故也日趋频繁,汽车的安全性研究已是摆在汽车专家们面前的一个严峻的课题。人们对汽车的要求也越来越高,在获得良好的动力性和燃油经济性的同时,还要求获得良好的操纵稳定性和行驶平顺性。对于这些要求,只有通过对汽车系统动力学的深入研究才能实现。 为尽快推出高性能的新车,全球各大汽车厂家纷纷引入了计算机虚拟样车技术,使得设计者在汽车设计阶段便能很好地了解该车的性能,并能根据需要,修改相关的零部件或性能参数,得到最优的整车性能。在多体系统动力学分析软件中,ADAMS是车辆动力学中应用最广,最为著名的一个软件。 本文在ADAMS/CAR环境下建立了某跑车的135自由度整车多体系统开环模型,按照标准要求,以该模型为基础对稳态转向特性、瞬态转向特性、回正特性、直线制动、转弯制动等进行了仿真分析。并编制了驾驶员控制文件,对该车的蛇行性能、转向轻便性进行了仿真分析。

通过对仿真结果的评价分析可知:该车具有较好的回正性能、蛇行性能、转向轻便性、直线制动以及转弯制动性能,但其稳态回转性能和瞬态转向性能一般。本文以整车质量、前轴轴荷、后横向稳定杆扭转刚度这3个参数作为优化设计参数,对整车多体系统进行了优化分析,优化后该车的转向特性得到了明显的改善。

5.学位论文 赵登科 含单面约束的多体系统动力学 2009

随着多体系统动力学的发展,单面约束问题越来越引起人们的关注。因为绳索在船舶、航空航天等领域有着广泛应用,因此由绳索引起的单面约束问题的研究就显得至关重要。

用传统方法求解由绳索引起的单面约束问题时,频繁判断单面约束的接触条件给求解带来很多困难,更难进行建模仿真分析。因此,寻找一种比较简单的建模方法就显得尤为重要,本文旨在于用比较简单的建模方法来分析由绳索引起单面约束问题和绳索作为柔体的刚柔耦合系统。 主要内容:

(1)多刚体动力学模型能有效的处理强非线性问题,并在一定程度上反映系统的真实情况。采用多刚体-球铰模型对绳索进行离散化建模,将单面约束问题转化为双面约束问题求解,用多体软件和ADAMS软件进行建模分析。

(2)对于绳索弹性变形不可忽略的刚柔耦合系统,有限段方法与一般有限元方法用于多柔体系统相比具有无可比拟的优越性。采用有限段方法使很棘手的刚柔耦合问题转化为比较成熟的多刚体动力学问题。将动力学方程建立在段坐标系上,而非体坐标系上,通过段间的线性变形来表现整体的非线性

变形,不但使问题简化,而且提高了精确度。

(3)最后分别以单摆系统,拖拽系统和碰撞系统为例在MATLAB中结合多刚体动力学的程序和ADAMS中进行建模分析,仿真结果证明了两种方法的正确性。

6.期刊论文 樊建荣. 吕新民. 林伟. 谯坤华. Fan Jianrong. Lv Xinmin. Lin Wei. Qiao Kunhua 农用挖掘机铲斗机构的多体运动学与动力学研究 -农机化研究2009,31(5)

农用液压挖掘机的工作装置有其特殊性,而铲斗机构是其重要的组成部分.由于农用挖掘机工作时主要以铲斗挖掘,所以铲斗机构的设计合理与否尤为重要.为此,针对铲斗机构进行理论分析,认为铲斗机构属于平面多体系统,应用多体系统动力学中的凯恩-休斯顿法分析了系统的运动学问题,利用拉格朗日法分析了系统的动力学问题,并分别给出了相应的运动学方程.最后,用ADAMS软件进行了联合仿真,得到了动力参数曲线,为优化设计和自动控制提供了理论依据.

7.学位论文 马健 多体系统能量传递分析 2008

在运动中存在相互作用的物体之间,如果发生相对运动,则必出现机械能转移的现象。有些重型设备,其自重和负载变化范围都很大,在设计时不仅要研究机械的运动情况,还需要考虑一些能量在系统内如何传递与分配等相关问题,研究如何确定系统运转所需的驱动能源提供功率大小和系统各部件间能量传递和耗能情况变得更加具有实际意义。

本文针对带有电机驱动的多体系统进行研究,系统中的各物体之间采用理想铰连接,以直流伺服电机作为系统的动力源。基于多体系统动力学的基本理论和机械系统能量守恒理论,完成了多体系统的能量传递分析。 主要工作分以下几个方面:

(1)将电动机输出的转矩作为约束力元形式,加载在系统的模型中,并根据电动机的机械特性,计算出电动机输出转矩等价力元力的大小。 (2)通过对闭环系统的切断铰约束反力计算,将多体系统能量平衡方程的应用由树系统推广到派生树系统。

(3)将算例的能量分析结果与ADAMS软件分析结果进行比较,验证了能量传递分析理论的正确性以及计算结果的精确性。 多体系统能量传递分析方法,具有理论基础扎实、使用方便、应用广泛等特点。具有很高的工程实际意义。

8.期刊论文 石珍强. 徐培民. SHI Zhen-qiang. XU Pei-min ADAMS刚柔耦合多体系统动力学建模 -安徽工业大学学报(自然科学版)2007,24(1)

刚柔耦合是多体系统最常见的力学模型,探讨其建模规律是多体系统动力学研究的重要内容.用ANSYS和ADAMS软件为一四杆机构分别建立了一个多柔体模型和刚柔耦合模型,以前者动特性为参考,研究刚柔耦合模型对系统动态特性的影响,探索多体系统刚柔耦合建模规律.结果表明,从低阶模态来看,各构件经恰当处理后刚柔耦合模型能够较好地反映系统的动态特性.

9.学位论文 李晓平 多体系统动力学建模方法及在水下缆索中的应用研究 2004

基于Huston多体方法,提出了以低序体组为分析对象的多体系统矢量建模的新方法。结合多柔体系统的理论,对水下缆索动力学进行了深入的研究,提出了改进缆索有限段模型。文中对平面和空间含运动副间隙的多体系统和海洋中典型缆索系统进行动力学仿真,验证了方法的正确性和有效性,并得到许多有益的结论。

对Huston多体方法进行了深入研究,给出了偏速度具有物理意义的表达形式,进而推导了Kane方程对应的矢量平衡方程。据此提出了低序体组的概念和以低序体组为分析对象的多体系统矢量力学建模方法,推导了多体系统动力学方程矩阵表达形式。Huston方法和基于低序体组的矢量建模方法可以相互补充,相辅相成。基于上述矢量力学建模方法,应用新的多体系统编号方式与拓扑结构描述方法,提出了多体系统动力学编程的新思路。根据多体系统矢量建模法推导了适于含铰链间隙多体系统的动力学方程,避免了矩阵求逆运算,可以提高计算的速度、精度和稳定性,并对含间隙的低速运动的平面机械臂和高速运动的空间机械臂系统进行动力学仿真,与Adams软件对不考虑间隙的仿真结果做了比较,验证了多体矢量建模方法的正确性。

基于对Huston方法矢量力学分析的结论,提出了三种空间离散方法,即集中质量法、有限元法和有限段法描述缆索的力学方程的统一形式,并通过对比各种方法对一缆索结构稳态分析的结果,分析了三种方法的精度,指出了缆索有限段法的优点和用于弹性缆索时精度欠佳。由于缆索有限段法是直接应用Huston多体方法,计算量大。针对缆索有限段法上述不足,本文将缆索视为多柔体系统,引入有限元法中对弹性体位移的描述方式,紧密结合缆索自身的特点,提出了改进的缆索有限段模型,选取合适的广义速率,推导了二维和三维缆索的动力学方程。改进的缆索有限段模型方程形式简洁,计算量少,精度高,尤其适用于弹性缆索。针对拖曳缆索释放—回收过程,建立了变拓扑结构的改进缆索有限段模型,通过可变长度缆段长度的变化和系统缆段数量的增减来真实的模拟缆索释放和回收过程。应用改进缆索有限段法,对典型的海洋缆索系统进行了动力学仿真。对拖曳系统启动、缆索释放、稳定运行、系统停止整个过程进行了仿真,并与海洋试验结果比较,验证了方法的正确性。对小型拉紧式系泊浮标系统进行了模型水池试验研究,同时进行了动力学仿真,试验与仿真结果吻合。以上工作对海洋缆索系统的设计和使用具有理论指导意义和实用价值。

文中探讨了大变形的链索杆系结构稳态分析的新思路,用动能衰减或阻尼衰减法,让系统“运动”到稳态平衡位置,应用改进的缆索有限段法计算运动响应。该方法适用于强非线性的对初值敏感的结构稳态分析,本文对大垂度悬索等工程结构进行了仿真,证明了方法的有效性。

10.期刊论文 冉振亚. 庞迪. 赵树恩. 韩兆运. RAN Zhen-ya. PANG Di. ZHAO Shu-en. HAN Zhao-yun PRO/E、ADAMS软件在汽车操纵稳定性中的应用 -重庆大学学报(自然科学版)2005,28(11)

基于柔性多体系统动力学理论,分析了仿真软件在汽车运动学和动力学中的应用.利用PRO/E、ADAMS 软件建立了某轿车的整车多体系统仿真模型.详细考虑了前、后悬架系统、转向系统、轮胎、车身等总成,以及各种联接件中的弹性的影响.并运用常规的操纵稳定性试验方法进行了运动学和动力学的仿真,初步探讨了汽车操纵稳定性仿真试验的实际应用.仿真结果可靠真实,设计参数修改方便快捷,可指导参数化设计产品开发,缩短设计周期.

引证文献(6条)

1. 洪鹃. 孙成通 基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究[期刊论文]-临沂师范学院学报 2009(3)2. 周永新 基于ADAMS的行星齿轮系统的仿真计算[期刊论文]-电子机械工程 2009(3)

3. 孙红霞. 仪垂杰. 邢普 基于ADAMS的配气凸轮轮廓曲线的设计[期刊论文]-小型内燃机与摩托车 2007(05)4. 马连军 四连杆式棒材飞剪的力学性能分析[学位论文]硕士 2007

5. 汪伟. 宋嗣新 基于ADAMS和ANSYS的垃圾粉碎机运动部件设计[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版)2006(04)

6. 叶绍松 烧结混料机的有限元分析与剩余寿命研究[学位论文]硕士 2006

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下载时间:2010年5月23日


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