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ADAMS多体动力学

Adams是当今世界上应用最为广泛的多体动力学仿真软件。能够让您在计算机上建立和测试功能性虚拟样机,通过可视化和数值计算真实模拟复杂机械系统设计的全部运动性能。
Adams提供鲁棒性解算引擎求解您的机械系统模型。能够检查您的模型,并自动制定和求解运动学、静力学、准静力学或动力学仿真的运动方程。使用Adams,您无需等到计算完成便能开始查看您的仿真结果,包括动画和数据曲线,并能在运行仿真的同时继续细化您的设计,节约宝贵的时间。您能够定义变量、约束条件和设计目标使Adams自动迭代实现设计的最优化,提供最佳的系统性能。
Adams软件特色
☆ 软件界面友好,操作简单,易学易用;
☆ 三维实体、弹性体碰撞和冲击分析,摩擦、间隙 分析;
☆ 极好的解算稳定性,最早支持SMP并行计算;
☆ 支持系统参数化实验设计、优化分析;
☆ 独特的振动分析能力,能在频域中分析机构任意运动 状态的下系统振动性能;
☆ 提供多学科软件接口,包括与CAD、FEA、CSD(控制仿真软件)之间的接口;
☆ 提供凝聚了丰富行业应用经验、实际工程问题的专业化产品;


 
                                           虚拟样机振动测试

Adams新的发展
● 全新的图形用户界面

自Adams 2012版起的用户图形界面进行了全新的改版,增加了更为流行的现代软件界面元素,比如工具栏、模型树、向导工具,并且在将来考虑推出本地化语言的版本。
● 全新的功能模块
☆ 新版Adams新增了CAD直接数据接口模块Adams/CAD Translators,CAD中间格式数据转换从此不再是用户的唯一选项;
☆ 新版Adams新增了自动的柔性体生成模块Adams/ViewFlex,用户不必借助有限元工具,不必离开 Adams环境即可创建柔性体;
☆新版Adams新增了机械模块Adams/Machinery,利用向导界面,用户不必借助Adams建模技巧即可自动生成高 质量的齿轮传动 、带传动及链传动模型,而Adams/Machinery已进一步扩展到轴承、绳索等领域;
☆  新版Adams新增了许多新的实用工具箱 , 比如 Adams/GearAT、Adams/BearingAT、Adams/AdWiMo和Adams/Cable,分别在齿轮、轴承、风机以及绳索吊装仿真领 域提供方便的解决方案。
● 全新的核心功能扩展
☆ 弹性体接触扩展到壳单元类型的弹性体上,无论是面
接触还是边接触,Adams都能很好地处理;
☆ 对于包括球体、椭球体、圆柱体和箱体在内的原生体 素,新增新的实体相交点解析方法,接触计算速度更快,接 触力曲线更光顺;
☆ 新增 UMF(Unsymmetric, MultiFrontal)求解器 ,大模型求解速度更快,对SMP并行利用更高效;
☆ 新增独立插件通过曲线绘图配置文件(.plt)可以将 曲线多个页面重复、自动输出功能扩展到Adams/View调用的 Adams/Postprocessor;
☆ 新增静平衡求解器选项,对原有算法进行改进,静平
衡求解功能大大加强;
☆ CAD协同能力增强,新增CAD直接接口支持读取原 始几何文件;
☆ 新增动态运行间隙测量功能,对于动态运行过程中部
件之间的间隙、干涉等问题考察能力大大增强;
☆ 持续改进和增强C++求解器,并将其作为Adams所有模块标准求解器,求解效率更高、鲁棒性更好;
☆ 改进模态力可视化功能,更加精确显示MSCNastran所定义的分布载荷;
☆ 新增自动柔性体生成工具,使得刚柔耦合建模更加流
畅 、高效;
☆ 新增机械模块,使得用户不必具备Adams建模技巧即可快速创建高质量的带、齿轮和链传动模型;
☆ 新增实用工具箱大大扩展了特殊领域的Adams仿真能力。
Adams功能模块
Adams的功能模块可分为核心基础模块、扩展附加和接口模块、专业模块、实用工具箱、以及第三方模块等。
其中,Adams基本包细分为AdamsView包、Adams求解器和Adams工作室包,可选的Adams平行模块包:包括Adams结构包、Adams控制包、Adams车辆地面包和Adams交互柔性包,可选的Adams垂直模块包:包括Adams汽车工作室、Adams底盘工作室、Adams汽车平顺性插件、Adams动力传动系功能包、Adams机械插件及Adams机械工作室,各个细分的模块包、平行附加模块选项可以组合搭配。
Adams的功能模块:
● AdamsView包
Adams/View前处理模块
Adams/PostProcessor后处理模块
Adams/ExchangeCAD接口模块
● Adams Solver求解器模块
● Adams工作室包
Adams/View前处理模块
Adams/Solver求解器模块
Adams/PostProcessor后处理模块
Adams/ExchangeCAD接口模块
● 可选的Adams平行附加模块选项
Adams/SolverSMP单机并行求解模块、Adams/Linear线性化求解模块、Adams/Insight优化/试验设计模块、Adams/Flex刚柔耦合分析模块、Adams/Durability耐久性分析模块、Adams/Controls控制模、块Adams/Mechatronics机电一体化模块、Adams/Vibration振动分析模块、Adams/3DRoad3D路面模块、Adams/TireHandling操纵性轮胎模块、Adams/TireFTireFTire模块、Adams/ViewFlex自动的柔性体生成模块、Adams/CAD Translators直接的CAD数据接口模块、Adams/Car Suspension DesignLibraries悬架设计库
Adams核心模块功能
核心基础模块——通用机械系统动力学仿真解决方案
Adams核心基础模块构成集成一体的虚拟样机建模及分析环境,可以完成通用机械系统动力学性能分析,核心基础模块是所有Adams模块配置方案的基础。
Adams核心基础模块包括Adams/View、Adams/Solver、Adams/Post Processor以及Adams/Exchange。
⑴ 前处理模块:Adams/View


Adams/View是使用Adams软件建立机械系统功能化数字样机的可视化前处理环境,可以很方便地采用人机交互的方式建立模型中的相关对象,如定义运动部件、定义部件之间的约束关系或力的连接关系、施加强制驱动或外部载荷激。
利用Adams/View的内嵌式集成Adams/Solver解算的功能,用户就可以直接进行仿真并且在仿真过程中即可以直接观察机械系统的运动情况以及用户关注的重要数据量随时间的变化情况,使得开发技术人员迅速地将注意力集中到产品需要完善的地方。Adams/View可以在设计的早期就开始使用,从而快速发现并纠正设计中的失误之处。
功能及特色:
☆ Windows或Linux界面窗口,键盘、鼠标交互式输入,并支持快捷键操作方式;
☆ 多窗口显示,最多可达六个,每一窗口可显示不同的视图或结果;
☆ 灯光设置,加强可视化效果;
☆ 提供方便易用的部件库、约束库、驱动库、柔性连接库和力库,方便建模过程;
☆ 函数发生器工具,辅助用户完成函数的定义过程,避免出现函数输入过程中的语法错误;
☆ 支持命令输入窗口,可直接输入View的命令;
☆ 表编辑器功能,可将模型中各对象直接集中管理,分类、过滤、修改等等;
☆ 数据库导航功能,方便对模型中对象的属性、名称及模型中对象拓扑关系的检查及修正;
☆ 模型校验工具,有助于快速定位模型中存在的最基本的建模问题。
☆ 多种文件输入输出功能(模型及仿真结果文件、几何外形文件、试验数据、表格输出等);
☆ 支持输出进行有限元分析、物理试验及疲劳分析等格式的文件;
☆ 可将试验结果导入,便于与解算结果的综合比对,完成样机的置信度检验;
☆ 提供快速建立参数化模型的能力,便于改进设计;
☆ 方便实用的试验研究策略:单变量、多变量试验设计研究及优化分析功能;
☆ 提供二次开发功能。可以重新定制界面,便于实现设计流程自动化或满足用户的特殊需要;通过用户化工具实现设计流程自动化以提高效率;
☆ 插件管理器,非常方便的进行即插即用插件的激活与失效,扩展应用领域;
☆ 方便的SimManager接口,完成与仿真管理平台之间的交互。
(2)求解器模块:Adams/Solver

 
Adams/Solver是Adams的求解器,包括稳定可靠的Fortran求解器和功能更为强大丰富的C++求解器。该模块既可以集成在Adams的前处理模块下使用,也可以外部直接调用。既可以进行交互方式的解算过程,也可以进行批处理方式的解算过程。求解器先导入模型,并自动校验模型,进行初始条件分析,再进行后续的各种解算过程。其独特的调试功能,可以输出求解器解算过程中重要数据量的变化,方便把控定位模型中深层次的问题所在。Adams/Solver同时提供了用于进行机械系统的固有频率(特征值)和振型(特征矢量)的线性化专用分析工具。
功能及特色:
☆ 静力学、准静力学、运动学和非线性瞬态动力学的求解;借助空间笛卡儿坐标系及欧拉角描述空间刚体的运动状态,使用Euler-Lagrange方程自动形成系统的运动学或动力学方程,采用牛顿—拉夫森迭代算法求解模型;
☆ 多种显式、隐式积分算法:刚性积分方法(Gear’s和ModifiedGear’s)、非刚性积分方法(Runge-Kutta和ABAM)和固定步长方法(Constant_BDF)以及二阶HHT和NewMark等积分方法;
☆ 多种积分修正方法:3阶指数法、稳定2阶指数法和稳定1阶指数法;
☆ 新的静平衡(Equilibrium)算法;特别是在困难情形,如系统处于奇异的、病态的或者是初始状态与平衡状态相距甚远情形下的非线性系统非常有效。
☆ 支持弹性体-刚性体、弹性体-弹性体接触碰撞的支持,弹性体可以是3D实体单元或2D壳单元。最值得注意的是,后处理功能同样支持对2D壳单元节点应力应变等的绘图以及动画功能,以及可藉由FEMDATA功能输出负载到有限元分析软件的功能。
☆ 支持原生几何外形,如球、椭球体、圆柱体、长方体等直接进行碰撞载荷的计算。该方法借助简单几何形状具备特征尺寸之优势,采用侦测接触碰撞的分析方法进行嵌入体积的计算及接触碰撞力本身的值等,达到提高计算的精度并减少计算时间的目的。应用实例则包括了通用机械、履带式车辆、滚柱轴承和球轴承、皮带和绳索等模型。
☆ 支持用户自定义的Fortran或C++子程序;
☆ 解算稳定,结果精确,经过大量实际工程问题检验;
☆ 提供大量的求解参数选项供用户进一步调试求解器,以改进求解的效率和精度。
(3)后处理模块:Adams/PostProcessor


Adams/PostProcessor是显示Adams仿真结果的可视化图形界面。改进的界面除了主窗口外,还备有一个树形目录窗口、一个属性编辑窗口和一个数据选取窗口。主窗口可同时显示仿真的结果动画以及数据曲线。可以方便地叠加显示多次仿真的结果以便比较。后处理的结果既可以显示为动画,也可以显示为数据曲线(对于Vibration的分析结果,可以显示3D数据曲线),还可以显示报告文档。既可以一个页面显示一个数据曲线,也可以在同一页面内显示最多六个分窗口的数据曲线。相关页面的设置以及数据曲线的设置都可以保存起来,这样的话,对于新的分析结果,可以使用已保存的后处理配置文件(.plt文件),快速的完成数据的后处理过程,既有利于节省时间也有利于报告格式的标准化。Adams/PostProcessor模块既可以在Adams/View环境中运行,也可独立运行。独立运行时可以加快软件启动速度,同时也节约系统资源。
功能及特色:
☆ 以数据曲线和动画方式观察仿真的结果;
☆ 丰富的数据后处理功能(数学函数、FFT变换、滤波、波特图等);
☆ 多种文件输出功能(HTML格式、表格输出等);
☆ 部件几何外形之间动态间隙检查;
☆ 弹性体变形、应力、应变的彩色云图显示(需要结合Adams/Durability模块使用);
☆ 灯光效果高级的控制;
☆ 输出电影动画文件(Windows系统);
☆ 输出jpeg、png、tif和Postscript等格式图片文件;
☆ 可加深对系统性能的理解;
☆ 通过图表、报告和动画方式分享仿真结果;
☆ 绘制曲线插件,明显地增强了后处理功能方面的易用性,该功能允许使用者存储后处理的所有页面,并在后续的分析中一次性重建同样的后处理的所有页面。
(4)CAD接口模块:Adams/Exchange
Adams/Exchange为Adams与其他CAD/CAM/CAE软件之间的几何数据交换提供了工业标准的接口。通过Adams/Exchange,用户可以将所有来源于产品数据交换库(PDE/Lib)的标准格式表示的几何机构进行双向数据传输,标准格式包括IGES、STEP、DWG/DXF、ParaSolid等。无论用户是用网格、面还是实体等几何图形来表示所设计的机构,都能够通过Adams/Exchange模块很容易地实现该几何图形在CAD软件与Adams软件之间的双向数据传输。
功能及特色:
☆ Adams与CAD软件的双向数据接口,传递几何数据;
支持的几何模型传递标准有IGES、STEP、
☆ DWG/DXF及Parasolid等。
Adams多学科解决方案
Adams提供的可选模块使用户能够将机械部件、气动、液压、电子及控制系统技术集成在一起,用于构建及试验虚拟样机,从而准确地了解这些子系统之间的相互作用。
Adams控制集成——Adams/Control 与Adams/Mechatronics

Adams/Mechatronics 是 Adams 的一个插件,它能够方便地将控制系统合并到机械模型中。
Adams/Mechatronics 基于 Adams/Control 的功能开发,包含用于向控制系统传入/传出信息的建模元件。例如,在 Adams/ Car 中使用 Adams/Mechatronics 时,可快速创建包括控制系统在内的车辆系统组件,然后对其进行分析以了解其性能和表现。
☆ 为您的 Adams 模型添加复杂的控制系统表征
☆ 将Adams 模型与您使用控制应用程序(例如Easy5或 MATLAB)开发的方框图模型连接在一起
☆ 采用各种灵活的仿真形式来满足您在解决问题的需要:在 Adams 内部仿真、在控制软件内仿真或者联合仿真
☆ 使用 Adams/Controls 的高级前处理
☆ 对控制系统、机械系统进行设置并耦合在一起
☆ 自动转换信号单元
☆ 轻松地将传感器和激发器信号与控制系统连接
☆ 方便地审查和修改控制系统输入输出规范
☆ 非常适合于复杂的集成
Adams 柔性体集成——Adams/Flex 与 Adams/Viewflex

Adams/Flex 即便在有大范围的整体运动以及与其他建模元素存在复杂相互作用的情况下,Adams/Flex 所提供的技术也能正确地包括部件的柔性。目前将重点更多地放在高速、轻便及精密机械系统上。这些系统通常包含一个或多个结构部件,此时变形效果对于设计分析至关重要,而刚体假设也不再有效。Adams/Flex 允许从大多数主流的FEA软件包中导入有限元模型,并能与 Adams 软件包全面集成,从而实现方便的建模和强大的后处理功能。
☆ 将基于 FEA 的柔性体集成到模型中
☆ 以更高的精度预测载荷和位移
☆ 检查柔性模型的线性系统模式
☆ 对模态参与度和阻尼实现广泛、方便的控制
☆ 完全在 Adams/View 或 Adams/Car 之内创建柔性体
☆ 通过内置的 MSC Nastran 技术降低对第三方 FEA 软件的依赖
☆ 由现有的实体几何形状、导入的网格或者新创建的拉伸体几何形状来创建一个柔性体
☆ 实现对网格、模态分析及柔性体附加设置的精细控制,从而准确地表征部件的柔性
Adams/Durability——与 MSC Fatigue 集成,以预测部件寿命


 

耐久性试验是产品开发的一个关键性方面,并且会在开发周期后期发现可能导致项目延误及超出预算的各种问题。更糟的是,“使用中”的故障会导致客户不满、安全问题及保修成本。Adams/Durability 使工程师能够评估机械系统内部件的应力、应变或寿命,以设计出长寿命产品。直接访问工业标准文件格式的物理试验数据使工程师们能够使用试验期间采集到的载荷数据,并可方便地将仿真结果与试验结果进行关联。
☆ 缩短您的开发周期、减少昂贵的耐久性试验
☆ 提供 RPC III 和 DAC 格式的直接文件输入输出
☆ 在 Adams 内进行柔性体的模态应力还原
☆ 将载荷数据导出到包含 MSC Nastran 在内的常用 FEA 软件中,以便进行详细的应力分析
☆ 与 MSC Fatigue 集成,以预测部件寿命
Adams/Vibration——创建用于振动分析的输入输出通道


 
借助 Adams/Vibration,工程师们就能用虚拟样机来取代振动设备上的实物试验。噪声、振动及声振粗糙度(NVH)是众多机械设计性能的关键因素,但设计出最佳的 NVH 并非易事。Adams/Vibration 使工程师们能够通过频域分析轻松地研究机械系统的强制振动。
☆ 在不同的操作点分析频域内模型的强制响应
☆ 将您的线性化模型从 Adams 产品完整、迅速地传送给 Adams/Vibration
☆ 创建用于振动分析的输入输出通道
☆ 指定频域输入函数,例如正弦扫频幅度/频率、功率谱密度(PSD)以及旋转不平衡
☆ 创建基于频率的作用力
☆ 求解感兴趣的频率范围内的系统模式
☆ 估算频率响应函数的幅度和相位特征
☆ 制作强制响应和独立模式响应的动画
☆ 将系统模态对强制振动响应的影响制成表格
☆ 将模型元件对系统模式下的运动、静态以及消散能量分布的影响制成表格
☆ 指定直接运动输入
☆ 绘制应力/应变频率响应函数
Adams商业价值
 提高工程生产力:不同技能团队之间能够高效沟通,降低对离散点方案的依赖,并提高分析人员效率。
 加快上市时间:更快、更好地洞察整个系统的设计性能。
 降低制造成本:在设计周期中,更早地准确预测和校正设计性能,更快地分析多个设计变量实现优化设计。
 实现较低保修费用:预测产品的系统级功能表现,准确评估产品的寿命周期服务(安全、疲劳、耐久性)。在设计开发的每一个状态下,通过获取更充分的信息降低风险。
 驱动创新:快速、高效地探究多个设计构思。
Adams平台支持
Adams具有广泛的平台适用性,可在PC小型机、巨型机等多种硬件平台上运行,既支持节点锁死,也支持网络浮动,支持的操作系统有Windows和Linux