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| 編輯推薦： |
虚拟样机技术是设计制造领域的一项新技术，其应用涉及汽车制造、工程机械、造船、航海、机械电子和通用机械等多个领域。采用虚拟样机代替物理样机不但可以缩短开发周期，而且可以大大提高设计效率。本书注重基础，突出实例讲解，分为基础与实例两部分，其中基础部分包括软件及动力学理论简介、动力学模型建立基础、ADAMS运动学分析、ADAMS静力学分析及线性化分析、求解器算法以及ADAMS应用基础、载荷施加、后处理分析等内容；实例部分包括多刚体分析、刚-柔耦合分析、多柔体分析、耐久性分析、参数化分析和车辆分析等内容。
本书结合编者多年科研实践和本科生与研究生相关教学经验编撰而成，可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及老师学习ADAMS软件的教材或参考书，也可作为从事汽车交通、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、国防工业、造船等科学研究的工程技术人员使用ADAMS软件的参考书。
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| 內容簡介： |
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本书注重基础、突出实例讲解，分为基础与实例两部分，共17章。其中，基础部分包括软件及动力学理论简介、动力学模型建立基础、ADAMS运动学分析、ADAMS静力学分析及线性化分析、求解器算法以及ADAMS应用基础、载荷施加、后处理分析等内容；实例部分包括多刚体分析、刚-柔耦合分析、多柔体分析、耐久性分析、振动分析、参数化分析和车辆分析等内容。本书下载文件中配有书中实例的几何模型以及实例的分析模型，方便读者查阅。 本书结合作者多年科研实践和本科生与研究生的相关教学经验编撰而成，可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ADAMS软件的教材或参考书，也可作为从事汽车交通、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、国防工业、造船等科学研究的工程技术人员使用ADAMS软件的参考书。
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| 關於作者： |
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陈峰华，副教授，从事机械设计及动力学仿真计算教学工作十余年。目前主要从事结构动力学设计、精密机械设计及教学工作。精通ADAMS、MSC系列软件、AutoCAD、Pro/Engineer等软件，出版《ADAMS2016虚拟样机技术从入门到精通》等多本计算机图书。
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| 目錄：
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第1章 ADAMS 2020简介 1
1.1 ADAMS 2020新功能 1
1.2 ADAMS多体系统动力学的建模、
分析和计算方法 2
1.2.1 广义坐标的选择 2
1.2.2 多体系统动力学研究状况 2
1.2.3 多体系统建模理论 5
1.2.4 多体系统动力学数值求解 6
1.2.5 计算多刚体系统动力学自动建模 9
1.2.6 多体系统动力学中的刚性问题 9
1.3 ADAMS建模基础 12
1.3.1 参考标记 13
1.3.2 坐标系的选择 13
1.4 ADAMS运动学分析 14
1.4.1 ADAMS运动学方程 14
1.4.2 ADAMS运动学方程的求解算法 15
1.5 ADAMS动力学分析 15
1.5.1 ADAMS动力学方程 15
1.5.2 初始条件分析 19
1.5.3 ADAMS动力学方程的求解 20
1.6 ADAMS静力学及线性化分析 21
1.6.1 静力学分析 21
1.6.2 线性化分析 22
1.7 ADAMS求解器算法介绍 22
1.7.1 ADAMS数值算法简介 22
1.7.2 动力学求解算法介绍 23
1.7.3 坐标缩减的微分方程
求解过程算法 24
1.7.4 动力学求解算法特性比较 24
1.7.5 求解器的特点比较 25
1.7.6 刚性问题求解算法选择 25
1.8 本章小结 26
第2章 ADAMS应用基础 27
2.1 设置工作环境 27
2.2 ADAMS的界面 32
2.3 ADAMS的零件库 33
2.4 ADAMS的约束库 36
2.5 ADAMS的设计流程 40
2.6 创建物体 40
2.7 创建约束副 52
2.8 施加力 60
2.9 仿真和动画 63
2.10 输出测量曲线 64
2.11 本章小结 65
第3章 施加载荷 66
3.1 外部载荷的定义 66
3.2 柔性连接 68
3.3 在运动副上添加摩擦力 70
3.4 实例 72
3.4.1 实例一：齿轮接触分析 72
3.4.2 实例二：小车越障柔性连接 74
3.4.3 实例三：射击 77
3.5 本章小结 82
第4章 计算求解与结果后处理 83
4.1 计算求解 83
4.1.1 计算类型 83
4.1.2 验证模型 84
4.1.3 仿真控制 84
4.1.4 传感器 87
4.2 实例一：仿真类型与传感器 88
4.2.1 设计要求 88
4.2.2 建模 88
4.2.3 模型运动初步仿真 92
4.2.4 存储数据文件 92
4.2.5 生成地块及添加约束 93
4.2.6 测量 94
4.2.7 生成传感器 94
4.2.8 模型仿真 95
4.3 ADAMS后处理简介 95
4.3.1 ADAMS/PostProcessor的用途 96
4.3.2 ADAMS/PostProcessor的启动
与退出 96
4.3.3 ADAMS/PostProcessor
窗口介绍 97
4.4 ADAMS/PostProcessor使用技巧 97
4.4.1 创建任务和添加数据 98
4.4.2 工具栏的使用 99
4.4.3 窗口模式的设置 101
4.4.4 ADAMS/PostProcessor
的页面管理 101
4.5 ADAMS/PostProcessor
输出仿真结果的动画 102
4.5.1 动画类型 102
4.5.2 加载动画 103
4.5.3 动画演示 103
4.5.4 时域动画的控制 103
4.5.5 频域动画的控制 104
4.5.6 记录动画 105
4.6 ADAMS/PostProcessor
绘制仿真结果的曲线图 106
4.6.1 由仿真结果绘制曲线图的类型 106
4.6.2 曲线图的建立 106
4.6.3 曲线图上的数学计算 108
4.7 曲线图的处理 109
4.7.1 曲线数据滤波 109
4.7.2 快速傅里叶变换 110
4.7.3 生成伯德图 111
4.8 实例二：跳板振动分析 111
4.8.1 动力学模型的建立和仿真分析 111
4.8.2 采用ADAMS/PostProcessor
建立和设置曲线图 112
4.8.3 采用ADAMS/PostProcessor
对曲线图进行操作 114
4.9 实例三：加紧机构仿真后处理 115
4.9.1 细化模型 115
4.9.2 深化设计 121
4.10 本章小结 124
第5章 刚性体建模及仿真分析 125
5.1 建立模型 125
5.2 定义材料属性 126
5.3 重命名部件 127
5.4 施加约束 127
5.4.1 创建固定副 127
5.4.2 创建旋转副 128
5.4.3 创建平移副 129
5.4.4 柔性约束力 130
5.4.5 施加接触 131
5.5 施加驱动 132
5.5.1 在车轮与车体之间
施加转动驱动 132
5.5.2 在平移副上施加移动驱动 133
5.6 求解器设置 134
5.7 仿真 135
5.8 后处理分析 136
5.9 实例一：吊车起吊过程分析 137
5.9.1 创建模型 138
5.9.2 定义材料属性 138
5.9.3 重命名部件 139
5.9.4 施加约束 140
5.9.5 施加驱动 142
5.9.6 设置求解器 144
5.9.7 仿真 145
5.9.8 后处理分析 145
5.10 实例二：转盘机构刚体建模及
仿真分析 146
5.10.1 创建模型 146
5.10.2 查看约束 147
5.10.3 施加驱动 147
5.10.4 设置求解器 148
5.10.5 仿真 148
5.10.6 后处理分析 149
5.11 实例三：偏转摩天轮多刚体动力学
仿真分析 149
5.11.1 导入模型 149
5.11.2 定义材料属性 151
5.11.3 重命名部件 152
5.11.4 渲染模型和布尔运算 152
5.11.5 施加约束 153
5.11.6 施加驱动 155
5.11.7 设置求解器 155
5.11.8 仿真 155
5.11.9 后处理分析 156
5.12 本章小结 158
第6章 刚-柔混合建模 159
6.1 离散柔性连接件 159
6.2 利用有限元程序建立柔性体 160
6.2.1 模态的概念 161
6.2.2 柔性体与刚性体之间的连接 161
6.2.3 柔性体替换刚性体 161
6.3 实例一：模态中性文件的生成及编辑 162
6.3.1 在ADAMS中导入MNF文件 162
6.3.2 编辑柔性体 163
6.4 实例二：铁锤敲击墙壁刚柔碰撞
动力学分析 166
6.4.1 建立模型 166
6.4.2 定义材料属性 167
6.4.3 渲染模型 168
6.4.4 施加约束 169
6.4.5 施加载荷 170
6.4.6 检查模型 170
6.4.7 仿真计算 170
6.4.8 柔性体的替换与编辑 171
6.4.9 仿真计算 172
6.4.10 后处理 172
6.5 实例三：钟摆机构刚体离散及
动力学分析 173
6.5.1 创建模型 174
6.5.2 施加约束和驱动 175
6.5.3 仿真 176
6.5.4 创建柔性离散连杆 177
6.5.5 创建刚-柔体间的约束和驱动 177
6.5.6 仿真 179
6.5.7 后处理 179
6.6 本章小结 182
第7章 多柔体动力学仿真 183
7.1 多柔体系统及工程背景 183
7.2 多柔体系统动力学的突出问题 184
7.3 实例一：连杆机构柔体动力学
仿真分析 185
7.3.1 创建模型 185
7.3.2 柔性化连杆机构 187
7.3.3 施加约束和驱动 189
7.3.4 仿真 189
7.3.5 后处理 190
7.4 实例二：风力发电机建模及
风载仿真分析 192
7.4.1 导入并编辑模型 192
7.4.2 驱动 194
7.4.3 仿真 194
7.4.4 后处理 194
7.5 本章小结 197
第8章 机电一体联合仿真 198
8.1 机电一体化系统仿真分析简介 198
8.2 ADAMS/View控制工具栏 199
8.2.1 ADAMS中建立控制器的方法 199
8.2.2 使用ADAMS/View中的
控制工具栏 199
8.2.3 控制模块类型 200
8.2.4 产生控制模块 201
8.2.5 检验控制模块的连接关系 201
8.3 实例一：雷达机构的机电联合仿真 201
8.3.1 ADAMS/Controls求解
基本步骤 201
8.3.2 启动ADAMS/Controls模块 202
8.3.3 构造ADAMS机械系统
样机模型 202
8.3.4 确定ADAMS的输入和输出 205
8.3.5 控制系统建模 209
8.3.6 机电系统联合仿真分析 213
8.4 实例二：滚动球体机电联合仿真分析 215
8.4.1 打开以及浏览模型 215
8.4.2 创建控制系统 215
8.4.3 创建传感器信号 217
8.4.4 创建激励信号 218
8.4.5 编辑控制系统 219
8.4.6 用信号管理器连接信号 219
8.4.7 输出面板 221
8.4.8 创建MATLAB控制系统 221
8.5 本章小结 223
第9章 ADAMS与其他软件接口 224
9.1 三维建模软件与ADAMS 224
9.1.1 Pro/E与ADAMS
之间的数据传递 224
9.1.2 Solidworks与ADAMS
之间的数据传递 225
9.2 UG与ADAMS之间的数据交换 226
9.2.1 UG与ADAMS共同
支持的数据格式 226
9.2.2 实例：UG与ADAMS
双向数据交换 226
9.3 本章小结 232
第10章 ADAMS参数化建模及
优化设计 233
10.1 ADAMS参数化建模简介 233
10.2 实例一：参数化建模应用 234
10.2.1 双摆臂独立前悬架拓扑结构 234
10.2.2 系统环境设置 234
10.2.3 双摆臂独立前悬架
参数化建模 235
10.3 实例二：前悬架机构优化设计分析 240
10.3.1 参数化分析的准备 240
10.3.2 设计研究 243
10.3.3 试验设计 248
10.3.4 结果分析 255
10.4 本章小结 256
第11章 ADAMS振动分析 257
11.1 振动分析模块简介 257
11.2 实例一：刚性体卫星振动分析 257
11.2.1 建立模型 258
11.2.2 仿真模型 258
11.2.3 建立输入通道 259
11.2.4 建立运动学输入通道和
激振器 262
11.2.5 建立输出通道 263
11.2.6 测试模型 264
11.2.7 验证模型 265
11.2.8 精化模型 268
11.2.9 优化模型 271
11.3 实例二：柔性体卫星振动分析 273
11.3.1 建立模型 273
11.3.2 仿真模型 274
11.3.3 建立输入通道 275
11.3.4 建立运动学输入通道和
激振器 277
11.3.5 建立输出通道 278
11.3.6 测试模型 279
11.3.7 验证模型 280
11.3.8 精化模型 283
11.3.9 优化模型 286
11.4 实例三：火车转向架振动分析 288
11.4.1 建立模型 288
11.4.2 仿真模型 288
11.4.3 定义设计变量 289
11.4.4 建立输入通道 290
11.4.5 建立输出通道 290
11.4.6 测试模型 291
11.4.7 后处理 292
11.5 本章小结 294
第12章 耐久性分析 295
12.1 耐久性简介 295
12.2 实例一：气缸-曲轴系统
耐久性分析 295
12.2.1 导入并熟悉模型 296
12.2.2 约束 296
12.2.3 驱动 296
12.2.4 加载耐久性模块 297
12.2.5 仿真 297
12.2.6 后处理 298
12.3 实例二：斜面拉伸耐久性分析 303
12.3.1 导入并熟悉模型 303
12.3.2 倾斜 304
12.3.3 建立约束 305
12.3.4 创建载荷 305
12.3.5 加载耐久性模块 306
12.3.6 仿真 306
12.3.7 后处理 307
12.4 实例三：悬臂梁耐久性分析 309
12.4.1 创建模型 309
12.4.2 查看模型信息 310
12.4.3 施加约束 311
12.4.4 施加载荷 312
12.4.5 加载耐久性模块 313
12.4.6 仿真 313
12.4.7 重新单向力定义函数 314
12.4.8 重新仿真 314
12.4.9 后处理 314
12.5 本章小结 321
第13章 ADAMS二次开发 322
13.1 定制用户界面 322
13.1.1 定制菜单 323
13.1.2 定制对话框 329
13.2 宏命令的使用 333
13.2.1 创建宏命令 333
13.2.2 在宏命令中使用参数 335
13.3 循环命令和条件命令 338
13.3.1 循环命令 338
13.3.2 条件命令 340
13.4 本章小结 342
第14章 ADAMS模型语言及
仿真控制语言 343
14.1 ADAMS的主要文件介绍 343
14.2 ADAMS/Solver模型语言 344
14.2.1 ADAMS/Solver模型
语言分类及其语法介绍 344
14.2.2 模型文件的开头与结尾 346
14.2.3 惯性单元 346
14.2.4 几何单元 347
14.2.5 约束单元 350
14.2.6 力元 352
14.2.7 系统模型单元 354
14.2.8 轮胎单元 355
14.2.9 数据单元 357
14.2.10 分析参数单元 359
14.2.11 输出单元 360
14.3 ADAMS/Solver命令及仿真控制文件 362
14.3.1 ADAMS/Solver命令结构
及分类 362
14.3.2 创建ADAMS/Solver
仿真控制文件 368
14.4 本章小结 369
第15章 ADAMS用户子程序 370
15.1 ADAMS用户子程序简介 370
15.1.1 用户子程序的种类 370
15.1.2 子程序的使用 372
15.2 常用ADAMS用户子程序简介 374
15.2.1 使用GFOSUB用户
子程序实例 374
15.2.2 常用用户定义子程序及实例 376
15.3 功能子程序 383
15.3.1 功能子程序概述 383
15.3.2 功能子程序SYSARY和
SYSFNC 384
15.4 本章小结 387
第16章 车辆仿真与设计 388
16.1 创建悬吊系统 388
16.1.1 创建悬吊和转向系统 389
16.1.2 定义车辆参数 390
16.1.3 后处理 391
16.1.4 推力分析 392
16.1.5 仿真结果绘图 393
16.1.6 悬吊系统与转向系统的修改 395
16.1.7 修改后的系统模型分析 395
16.1.8 分析结果 396
16.2 弹性体对悬吊和整车装配的影响 397
16.2.1 创建悬吊装配 397
16.2.2 创建弹性体 398
16.3 包含弹性体的整车装配 399
16.4 本章小结 402
第17章 ADAMS/View及
ADAMS/Solver函数 403
17.1 函数类型及建立 403
17.1.1 建立表达式模式下的函数 403
17.1.2 建立运行模式下的函数 403
17.2 ADAMS/View设计函数 404
17.2.1 数学函数 404
17.2.2 位置/方向函数 405
17.2.3 建模函数 406
17.2.4 矩阵/数组函数 406
17.2.5 字符串函数 408
17.2.6 数据库函数 409
17.2.7 GUI函数组 409
17.2.8 系统函数组 410
17.3 ADAMS/View运行函数及
ADAMS/Solver函数 410
17.3.1 位移函数 410
17.3.2 速度函数 411
17.3.3 加速度函数 411
17.3.4 接触函数 412
17.3.5 样条差值函数 412
17.3.6 约束力函数 412
17.3.7 合力函数 412
17.3.8 数学函数 413
17.3.9 数据单元 413
17.4 函数应用实例 413
17.4.1 定义不同形式的驱动约束 413
17.4.2 定义和调用系统状态变量 415
17.4.3 测量或请求的定义和调用 416
17.5 本章小结 416
附录 ADAMS的使用技巧 417
参考文献 423
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| 內容試閱：
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本书介绍的软件ADAMS是专门用于机械产品虚拟样机开发的工具，通过虚拟试验和测试，在产品开发阶段就可以帮助设计者发现设计缺陷，并提出改进的方法。
ADAMS研究复杂系统的运动学关系和动力学关系，以计算多体系统动力学为理论基础，结合高速计算机来对产品进行仿真计算，得到各种试验数据，帮助设计者发现问题并解决问题。本书主要介绍ADAMS的使用方法，由于涉及较多的理论知识，尤其是力学方面的知识，因此请读者参考多体系统动力学和结构动力学方面的书籍。
本书内容介绍
本书以ADAMS 2020版本为基础，涉及的内容包括刚性体建模、柔性体建模、参数化设计、优化计算、振动分析、控制系统等，详细介绍了ADAMS/View、ADAMS/PostProcsser、ADAMS/Autoflex、ADAMS/Vibration、ADAMS/Controls、ADAMS/Car等模块的使用方法，所介绍的不仅是入门内容，更多的是高级应用的内容。
全书共分为17章，各章安排如下：
第1章 简要介绍ADAMS 2020的新功能、ADAMS软件的基本算法，包括ADAMS建模中的一些基本概念、运动学分析算法、动力学分析算法、静力学分析及线性化分析算法以及ADAMS软件积分器等内容。
第2章 首先介绍ADAMS 2020的工作界面、零件库、约束库和设计流程，然后讲解ADAMS中工作界面的设置以及物体、约束副和施加载荷的创建，后分析讲解后处理中的动画显示和输出测量曲线等。
第3章 介绍载荷的施加方式以及各种载荷的作用，并通过实例具体讲解各种载荷的施加方式。
第4章 讲解后处理的使用方法，通过后处理计算标记点（Marker）的位移、速度和加速度，计算运动副关联的两个构件之间的相对位移、速度和加速度等。
第5章 通过一个卡车模型和3个具体实例帮助读者熟悉刚体建模、定义材料属性、施加驱动和约束及仿真分析、后处理等操作步骤，以达到掌握运用ADAMS进行刚体建模的目的。
第6章 介绍刚-柔耦合建模的知识，通过3个具体的实例讲解刚-柔耦合仿真模型的建立及求解和后处理等内容。
第7章 首先介绍多柔体仿真的工程背景，然后讲解多柔体系统动力学中的几个突出问题，后通过两个实例具体讲解多柔体系统动力学仿真的使用方法。
第8章 首先介绍机电联合仿真的基础知识，然后对控制工具栏进行详细讲解，后通过实例讲解机电一体化联合仿真的实践与应用。通过本章的学习，读者可以掌握利用控制器进行仿真控制设置以及实现机电一体联合仿真的方法。
第9章 首先介绍三维建模软件与ADAMS之间的交换接口，然后讲解Pro/E和SOLID模型导入ADAMS的步骤，后给出UG与ADAMS之间双向模型交换的一个典型实例，讲解两者之间模型转换的方法。
第10章 首先对参数化建模做简单介绍，然后通过双摆臂独立前悬架机构实例对参数化建模做详尽的阐述和分析，后利用前悬架机构优化设计分析实例对机构优化设计进行深入分析。通过本章的学习，读者可以掌握参数化建模和分析的步骤，以及通过参数化建模来分析不同变量对系统的影响。
第11章 首先介绍振动分析模块，然后通过实例讲解刚性体模型建立振动模型、振动参数的输入和输出以及模型的测试、验证、精化及优化等，后通过实例讲解柔性体模型建立振动模型的过程。通过本章的学习，读者可以掌握振动模型的输入和输出，振动仿真模型测试、验证、精化及优化，以及结果后处理方法等相关知识。
第12章 以3个耐久性例子为基础介绍耐久性模块的使用，通过实例的学习和分析，使读者对耐久性模块能够有深入的了解和认识，学会通过耐久性模块查看模型的应力和应变信息，并生成报告文件。
第13章 首先介绍ADAMS二次开发用户界面的定制，然后讲解宏命令的使用方法，后讲解循环命令和条件命令的使用。
第14章 首先介绍ADAMS的主要文件，然后讲解求解器（Solver）模型语言分类并对每个模型语言与语法附带一个例子，后介绍求解器（Solver）命令及仿真控制文件。通过本章的学习，读者可以深刻理解ADAMS中几何、约束、力元等的实质，脱离ADAMS/View环境，直接利用ADAMS/Solver进行一些高级应用。
第15章 首先介绍用户子程序种类和使用的基础知识，然后通过例子讲解GFOSUB用户子程序及常用的子程序，后对功能子程序进行概述，重点讲解SYSARY和SYSFNC功能子程序。通过本章的学习，读者将具备基本的开发用户子程序的能力。
第16章 通过简要讲解ADAMS中专业车辆模块ADAMS/Car，再通过创建悬吊系统、整车装配等来展示如何应用这个专业模块进行设计和仿真设计，使读者掌握用车辆模块创建整车模型以及进行仿真设计的方法。
第17章 首先介绍ADAMS函数的基础知识，然后通过例子讲解驱动约束、定义和调用系统状态变量、测量及请求的定义和调用等。通过本章的学习，读者将对函数有进一步的认识和了解，增进对函数的掌握和理解。
本书后的附录给出ADAMS中常用的使用技巧，帮助读者在学习过程中更快地掌握软件的使用技巧，提高工作效率。
配书资源——素材文件与教学视频
为方便读者使用本书，本书还提供了实例素材文件，读者可以直接在软件环境下调用，方便上机演练。另外，编者还为本书录制了软件基础操作及部分实例的教学视频，读者可以扫描下述二维码下载：
如果下载有问题，请电子邮件联系booksaga@126.com，邮件主题为“ADAMS2020虚拟样机技术从入门到精通”。
技术支持
为了方便解决本书疑难问题，读者朋友在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱comshu@126.com，编者会尽快给予解答。读者也可以访问微信公众号“算法仿真在线”在相关栏目下留言获取帮助。
虽然在本书的编写过程中编者力求叙述准确、完善，但是由于水平有限，书中欠妥之处在所难免，希望读者和同仁能够及时指出，共同促进本书质量的提高。
编 者
2020年9月
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