adams是怎么进行运动学分析的原理

adams是怎么进行运动学分析的原理
adams是怎么进行运动学分析的原理

adams是怎么进行运动学分析的原理
在前面的博文中两次谈过如何学习ANSYS,却没有一篇提到如何学习ADAMS,这对于ADAMS似乎不大公平.这是为什么呢?
可能,在我心中有一种情结,觉得ADAMS比较简单,很容易学会,似乎不用多说什么.但是我在多年的教学中发现,对于机械系的大学生而言,ADAMS比ANSYS更有用.ANSYS,虽然我经常在鼓吹它的好,但是它的门槛比较高,即便是大四的学生,对于ANSYS,要勉强入门都很困难.那么,我不如谈一些更加实用的软件,比如ADAMS,它几乎可以适用于每个机械系的学生,而且非常容易上手,更有意思的是,它相当有用.下面就简单的谈谈ADAMS,并说说我学习它的体会.
ADAMS是一个多体动力学软件,说白了,就是对机构做动力学分析的软件.说得更直截了当一些,它是理论力学以及机械原理,机械振动的辅助分析软件.理论力学中的绝大部分静力学,运动学,动力学问题,可以用ADAMS轻而易举的解决；对于机械原理中的机构分析和设计,ADAMS也是绝佳的辅助工具；至于机械振动中的单自由度系统,多自由度系统的振动,乃至连续体的振动问题,都可以用ADAMS来解决.
除了做分析以外,ADAMS也可用于优化设计,它提供了一整套做试验设计,优化设计的工具.无需任何编程,就可以轻松的对机构做优化设计,因此,它也是机构优化设计的工具.
那么,谁可以学习ADAMS?如何学习ADAMS呢?
先回答第一个问题,谁可以学习ADAMS.
首先,在大二上学期,在学习理论力学的同时,就可以学习ADAMS,用它来做一些动画,帮助自己理解机构；
其次,在大二下学期,在学习机械原理的时候,可以用ADAMS来帮助自己做连杆机构,凸轮机构,齿轮机构的分析与设计；
再次,在大三,学习机械振动的时候,可以用ADAMS来帮助自己理解单自由度系统,两自由度系统,多自由度系统的振动行为.
最后,在学习优化设计的时候,可以用ADMAS来帮助自己做优化设计,学习如何先做试验设计,再做优化设计的流程,从而对于机构的方案设计有一个完整的概念.
第二个问题,如何学习ADAMS呢?
ADAMS是由很多模块组成的,如下图.
其中,
CAR,CHASIS,DIRVELINE------主要是与汽车某个零部件设计相关的专业模块,开始学习的时候不用理睬；
FLEX------------------------是柔性体模块,开始学习时也不用看它；
INSIGHT---------------------是优化设计模块,等大家学习完优化设计这门课程后再去看它,
SOLVER-----------------------是求解器,我们几乎不用直接与它打交道,一个按钮就可以调用.
VIEW-------------------------这是我们用得最多的模块,用于建模,分析.
POSTPROCESSOR----------------后处理模块,用的很多.
可见,对于ADAMS,我们最开始只要用VIEW和POSTPROCESSOR就足够了.而其中POSTPROCESSOR这个后处理模块用起来相当容易,我们的主要精力应该是在VIEW上.
下面谈谈如何用VIEW.首先给出ADAMS2013/VIEW的主界面.
使用ADMAS基本上就是三步：
（1）建模.在VIEW里面.
（2）分析.在VIEW里面,按动一个按钮启动计算,这实际上是ADAMS的核心.不过我们不需要了解其细节.
（3）后处理.在VIEW里面,按动一个按钮就可以进入到该后处理软件,然后也可以在该后处理软件中按一个按钮迅速回到VIEW这个软件.
总体上而言,第一步,建模是核心.
建模,要建立什么样的模型呢?
对于我们机械系的同学而言,就是创建一个机构.
我们知道,机构是由构件通过运动副连接而成的运动链,其中有一个构件是固定在地面上的.
因此,创建机构很容易,先创建构件,然后创建运动副,接着施加驱动,这就可以了.
构件可以是实体或者是点,线这样的几何元素；运动副就是在机械原理中出现的转动副,移动副这些东西；而驱动无非就是施加转动速度,移动速度.另外,也可以施加驱动力和驱动力偶.这样,机构的模型就建成了,然后就可以开始做分析.而后处理中,无非就是看看构件或者构件上的某个点,它的位移,速度和加速度曲线.或者,是考察运动副上的约束力是如何变化的.所以,它最后求解的实际上是理论力学最关心的内容.
这就是ADAMS.
因此,要学习ADAMS,建议从大二上学期就开始,当老师讲解运动学部分时,学生就可以开始安装ADAMS,并在里面创建机构,用之试探着求解理论力学的运动学里面的习题.这会很有意思.因为我们发现,理论力学习题中那些很难理解的机构现在运动起来了!而且它可以给出任何一个点的位移,速度和加速度曲线,从而可以对我们求解的结果进行验算.
而在学习机械原理的时候,尤其是对于四杆机构,ADAMS的用处相当的大.我们可以创建各种四杆机构,然后给原动件施加驱动,很快我们就发现,当四杆长度不满足杆长条件时,的确没有周转副出现.当我们经过调试满足杆长条件以后,通过改变固定杆件,就可以很兴奋的看到它的确有时候是双曲柄机构,有时候是双摇杆机构,有时候是曲柄摇杆机构.更有意思的是,我们在设定一个角度测量以后,可以方便的看到压力角是如何随着原动件的转动而变化的,这一点对于凸轮机构同样适用.
对于笔者而言,ADAMS最大的用处是做方案设计.当我们做方案设计的时候,可能在AUTOCAD中做出不少方案,那么这些方案的运动会按照自己的想象进行吗?此时,ADAMS是绝佳的工具.通过简单的绘制线条和圆圈,我们就可以得到机构运动简图,从而考察该机构的运动过程,进行方案的评选.其中的乐趣,只有大家用到以后才有体会.
暂时就说这么多吧.总之,ADAMS从大二开始就可以伴随我们的整个大学期间,无论是对于课程的学习,还是做创新设计,课程设计,毕业设计,都相当有用.建议每个机械系的大学生都学好ADAMS.