Adams多体动力学

多体动力学仿真系统是由作用物体与相互关系组成的，通过约束进行相互连接，限制元件的相对运动自由度。

分析机械系统在力作用下的运动，称为正向动力学分析。

分析机械系统以指定方式运动所需的作用力，称为逆向动力学分析。


        运动分析有着重要意义，在产品设计过程中需要了解多个运动部件之间以及与其环境之间的相互作用。无论是汽车、飞机，还是洗衣机、装配线，运动部件所产生的载荷通常难以预测，而复杂的机械结构又给设计人员提出了更大的挑战，所以需要通过系统层面的多体动力学分析来进行运动学、动力学求解。


        精确建模需要能表征各种特征的部件，例如电子控制系统部件、兼容部件及连接件等等，以进行振动、摩擦及噪声等复杂物理现象的仿真。多体动力学仿真分析针对重要特征（例如性能、安全性和舒适性）作出快速评估并改进设计，使我们能够解决这些难题。Adams涵盖了各种仿真分析解决方案，提供了丰富、易用的前后期处理接口和业内领先的解算器。

Adams可用于众多类型的运动分析：

  • 刚体与柔性体的多体系统

  • 敏感度分析

  • 振动分析

  • 车辆设计与试验

  • 控制/机械耦合系统分析

  • 运动学与动力学

  • 接触与摩擦

  • 载荷与位移

  • 耐久性与寿命周期分析

  • 断裂或疲劳计算

  • 运动、静态及耗散能量分布

  • 车辆转弯、转向、准静态及直线分析

  • 控制系统分析

行业应用：

  • 航空航天与国防：飞机发动机、空间飞行器、起落架、直升机机身、武器系统、军备、飞机控制机构、弹射座椅、飞行模拟器、战场车辆、关键任务航天器机构。

  • 汽车：悬架系统、传动系、制动系统、转向系统、发动机、控制系统、变速箱、发动机罩接合面、轴承、离合器、底盘结构。

  • 制造：机器人机械手、输送带、泵、机床工具、包装设备、齿轮、步进与伺服电机。

  • 重型装备：挖掘机、农业设备、液压控制系统、履带式车辆、叉车、游乐场设施。

  • 医疗：整形、人体运动、生物动力学、肌力测定、人体工程分析、机器人肢体。

  • 消费品：体育用品、自行车、工具、打印机。

  • 能源：风力发电机、太阳能电池板、海工结构、钻机、扶正机构。

 

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CAD -通过SimDesigner集成喷气襟翼和起落架

导入 CAD 中性几何格式，其中包括 STEP、IGES或 Parasolid。导入CAD 几何体直接格式，其中包括 CatiaV4、CatiaV5、Inventor、Acis、ProE、Creo、SolidWorks、Unigraphics 及 VDA。

 

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柔性内襟翼的振型可视化
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弹匣射弹的模态应力恢复

Adams提供了强大的柔性分析技术，即使模型的运动部件数量巨大、部件之间的相互作用复杂时，此分析技术也能提供准确、高效的分析能力。系统通常包含一个或多个运动构件，这些构件的变形对设计分析影响巨大，此处刚体假设理论不再有效。Adams/Flex允许从大多数主要的FEA软件中导入有限元模型，并与Adams软件完全集成，提供方便的建模和强大的后处理功能。通过 Adams/ ViewFlex模块，用户可以在Adams界面下将刚体部件转换为基于mnf格式的柔性体部件并执行网格划分和线性模态分析。Adams/ViewFlex模块是新产品模块，可以在 Adams/View中灵活的创建柔性体部件，而不依赖于第三方有限元分析软件，比传统的柔性体生成方式更高效、简洁。

 

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Adams/View中ViewFlex模型

基于Adams2Nastran导出和ViewFlex等功能，Adams引入了与MSC Nastran的双向集成，允许重复使用经过验证Adams模型来进行模态和频率响应分析。通过与EASY5和MATLAB等控制软件的外部系统库进行动态连接，Adams/Mechatronics可以轻松地将控制系统整合到机械模型中。控制系统参数可以快速调整以供评估，并将其纳入到控制系统和机械系统的实时优化设计研究之中。

 

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柔性与柔性和柔性与刚体之间的接触
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滚珠丝杆机构，分析球接触

部件之间的接触是多体系统的一个重要组成部分。Adams提供了各种接触建模功能，滚动与滑动的接触和碰撞可以表示为刚体与刚体之间、柔性体和刚体之间以及两个柔性体之间的接触和碰撞。基本接触定义为简单几何之间的接触提供了一个高效的求解方案。更为复杂的接触定义用于复杂几何结构之间，包括刚性和柔性。在任何情况下都不需要预先进行的“接触区域”定义。

 

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全车柔性悬架的耐久性热点
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医院病床升降机的模态应力恢复

在开发周期中，如果很晚才发现耐久性问题，这将花费用户大量的时间和金钱进行重新设计。如果在产品上市之前没有解决耐久性问题，将导致保修成本的增加、客户满意度的下降。耐久性测试是产品开发的一个重要方面。在回答“能用多久？”这个问题上，不仅涉及到部件设计，还会影响整个系统。然而，良好的耐久性通常会与其他一些属性发生冲突，例如乘坐、操控或 NVH，因此有必要找到一种平衡各种需求的方法。精确复现耐久性测试是迈向优化设计的重要一步。Adams允许评估模型中组件的应力、应变或使用寿命。通过连接疲劳软件，可进行使用寿命预测和安全系数分析。通过直接访问行业标准文件格式中的物理测试数据，可实现模型校正和流程简化的功能。Adams还允许用户扩展部件模态综合分析能力，可用于解决柔性体的整合以及应力的复现。通过将运动解决方案的结果与有限元模态应力相结合，可对柔性体部件中的应力做出更加精确的预测。借助这种极为高效的方法，一切由外力、约束及惯性效应引起的应力和应变均可以得以复现。

 

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全地形车，4立柱振动台

Adams提供了强大的柔性分析技术，即使模型的运动部件数量巨大、部件之间的相互作用复杂时，此分析技术也能提供准确、高效的分析能力。系统通常包含一个或多个运动构件，这些构件的变形对设计分析影响巨大，此处刚体假设理论不再有效。Adams/Flex允许从大多数主要的FEA软件中导入有限元模型，并与Adams软件完全集成，提供方便的建模和强大的后处理功能。通过 Adams/ ViewFlex模块，用户可以在Adams界面下将刚体部件转换为基于mnf格式的柔性体部件并执行网格划分和线性模态分析。Adams/ViewFlex模块是新产品模块，可以在 Adams/View中灵活的创建柔性体部件，而不依赖于第三方有限元分析软件，比传统的柔性体生成方式更高效、简洁。

 

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带有电子控制系统的卫星天线
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机械系统与控制系统联合仿真

Adams软件可轻松地实现机械系统与控制系统的联合仿真。许多物理系统是由气动、液压或电气子系统驱动的机械部件组合而成，这些子系统由电子控制单元控制。系统模型需要充分考虑驱动和控制系统的影响，以正确地捕获整个模型的行为。通常，控制系统最好由框图来表示，结果显示在绘图窗口中，而运动模型通常则采用三维几何体以及动画和图表输出来表示。可将机械模型整合到控制系统设计软件的框图中，或直接从机械系统仿真平台的控制模块中导入执行器和/或控制器。MATLAB/Simulink和EASY5软件支持这种联合仿真。

 

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响应面图
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执行变道操作的多个设计变量的叠加动画

对于简单的设计问题，用户可以凭借直觉、反复试验或者经验对机械系统性能进行探究和优化。但随着设计变量的不断增多，上述方法变得效率低下，难以快速、系统地得出结论。用户每次只能对一个因素的变化作出评估，无法得到各因素之间的相互作用信息；对众多的因素进行组合需要大量的仿真，产生的海量输出数据留待用户去评估。为有效解决此类耗时工作，MSC 提供了试验规划与分析工具来进行大量的试验研究，有助于确定需要分析的相关数据，并在此基础上进行分析，将整个试验设计过程自动化。这样有助于提高用户所得结果的可靠性，比试验摸索或逐次分析每一个因素能更快地获得答案，而且帮助用户更好地了解和完善机械系统的性能。

 

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模板驱动的组件、子系统和整车建模

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汽车专用定制的Adams/Car

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