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目录1

第1章 绪论1

1.1 虚拟产品开发与虚拟样机技术1

1.1.1 虚拟产品开发技术1

1.1.2 虚拟样机技术5

1.2 数字化功能样机及机械系统动力学分析与仿真8

1.2.1 功能虚拟样机8

1.2.2 数字化功能样机11

1.2.3 机械系统动力学分析与仿真12

1.2.4 数字化功能样机软件系统14

1.3 机械系统动力学分析与仿真的发展方向及前沿16

第2章 多体系统动力学基本理论21

2.1 多体系统动力学研究状况21

2.1.1 多体系统动力学研究的发展21

2.1.2 多体系统动力学研究活动24

2.1.3 多体系统动力学研究现状25

2.2 多刚体系统动力学建模30

2.2.1 多体系统动力学基本概念30

2.2.2 计算多体系统动力学建模与求解一般过程32

2.2.3 多刚体系统运动学33

2.2.4 多刚体系统动力学43

2.2.5 计算多刚体系统动力学自动建模53

2.3 多柔体系统动力学建模56

2.3.1 柔性体上点的位置向量、速度和加速度56

2.3.2 多柔体系统动力学方程的建立57

2.4 多体系统动力学方程的求解62

2.4.1 非线性代数方程组求解63

2.4.2 微分代数方程组求解64

2.5 多体系统动力学中的刚性（Stiff）问题71

2.5.1 微分方程刚性（Stiff）问题71

2.5.2 多体系统动力学中Stiff问题74

3.1 ADAMS软件概述76

第3章 ADAMS软件简介76

3.2.1 用户界面模块（ADAMS/View）78

3.2 ADAMS软件基本模块78

3.2.2 求解器模块（ADAMS/Solver）79

3.2.3 后处理模块（ADAMS/PostProcessor）79

3.3 ADAMS软件扩展模块81

3.3.1 液压系统模块（ADAMS/Hydraulics）81

3.3.2 振动分析模块（ADAMS/Vibration）81

3.3.3 线性化分析模块（ADAMS/Linear）82

3.3.4 高速动画模块（ADAMS/Animation）82

3.3.5 试验设计与分析模块（ADAMS/Insight）83

3.3.6 耐久性分析模块（ADAMS/Durability）83

3.3.7 数字化装配回放模块（ADAMS/DMU Replay）84

3.4 ADAMS软件接口模块84

3.4.1 柔性分析模块（ADAMS/Flex）84

3.4.4 CATIA专业接口模块（CAT/ADAMS）85

3.4.2 控制模块（ADAMS/Controls）85

3.4.3 图形接口模块（ADAMS/Exchange）85

3.4.5 Pro/E接口模块（Mechanical/Pro）86

3.5 ADAMS软件专用领域模块86

3.5.1 轿车模块（ADAMS/Car）86

3.5.2 悬架设计软件包（Suspension Design）86

3.5.3 概念化悬架模块（CSM）87

3.5.4 驾驶员模块（ADAMS/Driver）87

3.5.5 动力传动系统模块（ADAMS/Driveline）87

3.5.6 轮胎模块（ADAMS/Tire）88

3.5.7 柔性环轮胎模块（FTire Module）88

3.5.8 柔性体生成器模块（ADAMS/FBG）88

3.5.9 经验动力学模型（EDM）89

3.5.10 发动机设计模块（ADAMS/Engine）89

3.5.13 附件驱动模块（Accessory Drive Module）90

3.5.12 正时链模块（ADAMS/Engine Chain）90

3.5.11 配气机构模块（ADAMS/Engine Valvetrain）90

3.5.14 铁路车辆模块（ADAMS/Rail）91

3.5.15 FORD汽车公司专用汽车模块（ADAMS/Pre，现名Chassis）91

3.6 ADAMS软件工具箱91

3.6.1 软件开发工具包（ADAMS/SDK）91

3.6.2 虚拟试验工具箱（Virtual Test Lab）92

3.6.3 虚拟试验模态分析工具箱（Virtual Experiment Modal Analysis）92

3.6.4 钢板弹簧工具箱（Leafspring Toolkit）93

3.6.5 飞机起落架工具箱（ADAMS/Landing Gear）93

3.6.6 履带／轮胎式车辆工具箱（Tracked/Wheeled Vehicle）93

3.6.7 齿轮传动工具箱（ADAMS/Gear Tool）94

第4章 ADAMS软件基本算法95

4.1 ADAMS建模基础95

4.1.1 参考标架95

4.1.2 坐标系的选择95

4.2.1 ADAMS运动学方程96

4.2 ADAMS运动学分析96

4.2.2 ADAMS运动学方程的求解算法97

4.3 ADAMS动力学分析98

4.3.1 ADAMS动力学方程98

4.3.2 初始条件分析103

4.3.3 ADAMS动力学方程的求解104

4.4 ADAMS静力学及线性化分析105

4.4.1 静力学分析105

4.4.2 线性化分析106

4.5 ADAMS求解器算法介绍106

4.5.1 ADAMS数值算法简介106

4.5.2 动力学求解算法介绍107

4.5.3 动力学求解算法特性比较108

4.5.4 刚性问题求解算法选择110

5.1.1 建模和仿真的步骤112

5.1 ADAMS/View简介112

第5章 ADAMS/View112

5.1.2 创建模型113

5.1.3 测试并验证模型114

5.1.4 优化模型115

5.1.5 用户化和宏功能116

5.1.6 启动ADAMS/View116

5.1.7 定义建模环境119

5.2 几何建模工具123

5.2.1 建模工具调用的两种方式123

5.2.2 基本几何形状的绘制124

5.2.3 简单形体的建模125

5.2.4 复杂形体的建模126

5.2.5 几何形体的修改127

5.2.6 Body特件的修改128

5.3.1 约束简介132

5.3 约束建模132

5.3.2 创建约束133

5.3.3 定义驱动135

5.3.4 约束建模时需要注意的几点138

5.4 施加外力139

5.4.1 基本概念139

5.4.2 作用力140

5.4.3 柔性连接143

5.5 仿真分析147

5.5.1 设置仿真分析输出148

5.5.2 模型检查152

5.5.3 样机调试152

5.5.4 样机仿真分析和试验155

5.5.5 仿真过程中参数的设置159

5.5.6 仿真结果的保存和删除161

5.6 ADAMS/View应用实例161

5.6.1 几何建摸161

5.6.2 添加约束170

5.6.3 添加运动和力173

5.6.4 仿真分析175

第6章 ADAMS模型语言及仿真控制语言177

6.1 ADAMS的主要文件介绍177

6.2 ADAMS/Solver模型语言（ADAMS DATA Language）178

6.2.1 ADAMS/Solver模型语言的分类及其语法介绍178

6.2.2 模型文件的开头与结尾181

6.2.3 惯性单元181

6.2.4 几何单元182

6.2.5 约束单元186

6.2.6 力元188

6.2.7 系统模型单元191

6.2.8 轮胎单元193

6.2.9 数据单元195

6.2.10 分析参数单元196

6.2.11 输出单元198

6.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件200

6.3.1 ADAMS/Solver命令结构及分类200

6.3.2 创建ADAMS/Solver仿真控制文件206

第7章 ADAMS/PostProcessor使用方法209

7.1 ADAMS/PostProcessor简介209

7.1.1 ADAMS/PostProcessor的用途209

7.1.2 ADAMS/PostProcessor的启动与退出210

7.1.3 ADAMS/PostProcessor窗口介绍210

7.2 ADAMS/PostProcessor基本操作211

7.2.1 创建任务和添加数据212

7.2.2 工具栏的使用213

7.2.3 窗口模式的设置216

7.2.4 ADAMS/PostProcessor的页面管理216

7.3 ADAMS/PostProcessor输出仿真结果的动画216

7.3.2 加载动画217

7.3.1 动画类型217

7.3.3 动画演示218

7.3.4 时域动画的控制218

7.3.5 频域动画的控制220

7.3.6 记录动画221

7.4 ADAMS/PostProcessor绘制仿真结果的曲线图221

7.4.1 由仿真结果绘制曲线图的类型222

7.4.2 曲线图的建立222

7.4.3 曲线图上的数学计算224

7.5 曲线图的处理226

7.5.1 曲线数据滤波226

7.5.2 快速傅立叶变换227

7.5.3 生成伯德图228

7.6 ADAMS/PostProcessor的应用实例228

7.6.1 动力学模型的建立和仿真分析229

7.6.2 采用ADAMS/PostProcessor建立和设置曲线图230

7.6.3 采用ADAMS/PostProcessor对曲线图进行操作232

第8章 ADAMS/View函数及ADAMS/Solver函数233

8.1 ADAMS/View函数及ADAMS/Solver函数的类型及建立233

8.1.1 建立表达式模式下的函数233

8.1.2 建立运行模式下的函数234

8.2 ADAMS/View设计函数234

8.2.1 数学函数234

8.2.2 位置／方向函数236

8.2.3 建模函数237

8.2.4 矩阵／数组函数238

8.2.5 字符串函数241

8.2.6 数据库函数242

8.2.7 GUI函数243

8.2.8 系统函数243

8.3 ADAMS/View运行函数及ADAMS/Solver函数244

8.3.1 位移函数244

8.3.2 速度函数245

8.3.4 接触函数246

8.3.3 加速度函数246

8.3.5 样条差值函数247

8.3.6 约束力函数247

8.3.7 合力函数248

8.3.8 数学函数248

8.3.9 数据单元249

8.4 函数应用实例249

8.4.1 定义不同形式的驱动约束249

8.4.2 定义和调用系统状态变量252

8.4.3 度量或请求的定义和调用254

第9章 ADAMS用户子程序255

9.1 ADAMS用户子程序简介255

9.1.1 用户子程序的种类255

9.1.2 子程序的使用257

9.2.1 使用GFOSUB用户子程序实例259

9.2 常用ADAMS用户子程序简介259

9.2.2 常用用户定义子程序简介262

9.3 功能子程序270

9.3.1 功能子程序概述270

9.3.2 功能子程序SYSARY和SYSFNC272

第10章 ADAMS参数化建模及优化设计277

10.1 ADAMS参数化建模简介277

10.2 ADAMS参数化分析简介278

10.2.1 设计研究（Design Study）278

10.2.2 试验设计（Design of Experiments）278

10.2.3 优化分析（Optimization）280

10.3 参数化建模应用实例280

10.3.1 双摆臂独立前悬架拓扑结构281

10.3.2 系统环境设置281

10.3.3 双摆臂独立前悬架参数化建模282

10.4.1 参数化分析的准备289

10.4 优化设计实例分析289

10.4.2 设计研究295

10.4.3 试验设计300

10.4.4 优化分析306

第11章 ADAMS二次开发及实例313

11.1 定制用户界面313

11.1.1 定制菜单315

11.1.2 定制对话框320

11.2 宏命令的使用325

11.2.1 创建宏命令325

11.2.2 在宏命令中使用参数327

11.3 循环命令和条件命令331

11.3.1 循环命令331

11.3.2 条件命令333

11.4 ADAMS二次开发实例335

11.4.1 问题描述335

11.4.2 二次开发文件的组织及ADAMS环境的初始化336

11.4.3 菜单文件及菜单的初始化339

11.4.4 对话框文件和命令文件在建模（前处理）中的应用345

11.4.5 对话框文件和命令文件在分析计算部分的应用361

11.4.6 对话框文件和命令文件在后处理部分的应用364

第12章 ADAMS应用实例373

12.1 等速万向节专用仿真分析系统应用实例373

12.1.1 等速万向节结构简介373

12.1.2 等速万向节动力学模型的建立375

12.1.3 等速万向节动力学仿真分析系统简介377

12.1.4 基于本专用系统的万向节虚拟试验及结果380

12.2 ADAMS在汽车悬架及整车系统仿真的应用392

12.2.1 整车拓扑结构分析393

12.2.2 悬架、转向子系统仿真及其模型验证402

12.2.3 整车动力学仿真及其模型验证404

参考文献432