虛擬樣機技術與ADAMS應用實例教程

內(nèi)容概要

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。它以ADAMS軟件為平臺，全面介紹了虛擬樣機技術在機構運動學分析、動力學分析和機構設計與仿真中的應用。本書共分8章，主要內(nèi)容有：虛擬樣機技術概論，虛擬樣機建?；A，函數(shù)的定義及其應用，機構的參數(shù)化建模與設計，虛擬樣機的控制設計，柔性體建模及系統(tǒng)振動特性分析，虛擬樣機建模中的用戶化設計，以及虛擬樣機設計實例。　　本書可作為高等工科院校機械類、近機類專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 虛擬樣機技術概論.1 1.1 機械產(chǎn)品設計的主要過程1 1.2 虛擬樣機技術的基本概念2 1.3 虛擬樣機技術的應用及其特點3 1.4 虛擬樣機技術應用軟件4 1.5 ADAMS軟件簡介4 1.6 應用ADAMS軟件進行虛擬樣機設計的過程8 思考題10 第2章 虛擬樣機建?；A11 2.1 連桿機構建模與仿真11 2.2 壓力機建模與仿真39 2.3 行星輪系建模與仿真51 2.4 凸輪機構建模與仿真67 思考題與習題77 第3章 函數(shù)的定義及其應用3.1 基本函數(shù)的定義及其應用3.2 IF函數(shù)的定義及其應用3.3 STEP函數(shù)的定義及其應用3.4 SPLINE函數(shù)的定義及其應用3.5 DIFF函數(shù)的定義及其應用3.6 CONTACT力的定義及其應用思考題與習題第4章 機構的參數(shù)化建模與設計4.1 機構的參數(shù)化建模4.2 機構的裝配法建模4.3 凸輪機構的設計4.4 機構的優(yōu)化設計思考題與習題第5章 虛擬樣機的控制設計5.1 傳感器的創(chuàng)建與應用5.2 仿真描述（simulation script）設計5.3 ADAMS/Control模塊的應用思考題與習題第6章 柔性體建模及系統(tǒng)振動特性分析6.1 簡單柔性體建模6.2 ADAMS/Flex柔性分析模塊6.3 ADAMS/Line線性分析模塊思考題與習題第7章 虛擬樣機建模中的用戶化設計7.1 定制用戶對話框7.2 定制用戶菜單7.3 宏命令思考題與習題第8章 虛擬樣機設計綜合實例8.1 設計任務8.2 啟動ADAMS并設置工作環(huán)境8.3 創(chuàng)建虛擬樣機模型8.4 仿真與測試模型8.5 驗證模型8.6 參數(shù)化模型8.7 優(yōu)化設計8.8 用戶化設計參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 虛擬樣機技術概論1.2 虛擬樣機技術的基本概念虛擬樣機技術是一種基于產(chǎn)品計算機仿真模型的數(shù)字化設計方法，這些數(shù)字模型即虛擬樣機（VP）支持并行工程方法學。虛擬樣機技術涉及多體系統(tǒng)運動學與動力學建模理論及其技術實現(xiàn)，是基于先進的建模技術、多領域仿真技術、信息管理技術、交互式用戶界面技術和虛擬現(xiàn)實技術的綜合應用技術。虛擬樣機技術是在CAX（如CAD，CAM，CAE等）／DFX（如DFA，DFM等）技術基礎上的發(fā)展，它進一步融合信息技術、先進制造技術和先進仿真技術，并將這些技術應用于復雜系統(tǒng)的全生命周期和全系統(tǒng)，以便對系統(tǒng)進行綜合管理。從系統(tǒng)層面來分析復雜系統(tǒng)，虛擬樣機支持“由上至下”的復雜系統(tǒng)開發(fā)模式。利用虛擬樣機代替物理樣機對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計、測試和評估，可縮短開發(fā)周期，降低成本，改進產(chǎn)品設計質(zhì)量，提高面向客戶與市場需求的能力。虛擬樣機技術在產(chǎn)品設計開發(fā)中，將分散的零部件設計和分析技術（指在某一系統(tǒng)中零部件的CAD和FEA技術）融合在一起，在計算機上建造出產(chǎn)品的整體模型，并針對該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進行仿真分析，預測產(chǎn)品的整體性能，進而改進產(chǎn)品設計，提高產(chǎn)品性能。 在傳統(tǒng)的設計與制造過程中，首先是概念設計和方案論證，然后進行產(chǎn)品設計。在設計完成后，為了驗證設計，通常要制造物理樣機進行試驗，通過試驗發(fā)現(xiàn)問題，再回頭修改設計和進行樣機驗證。只有通過周而復始的設計-試驗-設計過程，產(chǎn)品才能達到所要求的性能。這一過程是較長的，尤其對于結(jié)構復雜的系統(tǒng)，設計周期更加漫長，從而無法適應市場的變化，并且物理樣機的制造增加了產(chǎn)品開發(fā)的成本。在大多數(shù)情況下，工程師為了保證產(chǎn)品按時投放市場而中斷物理樣機試驗這一過程，使得產(chǎn)品在上市時便有先天不足的問題。在競爭的市場背景下，基于物理樣機的設計驗證規(guī)程嚴重制約了產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的降低，以及對市場的占有率。虛擬樣機技術是從分析解決產(chǎn)品整體性能及其相關問題的角度出發(fā)，解決傳統(tǒng)的設計與制造過程弊端的高新技術。在該技術中，工程設計人員可以直接利用CAD系統(tǒng)所提供的各種零部件的物理信息及其幾何信息，在計算機上定義零部件問的約束關系并對機械系統(tǒng)進行虛擬裝配，從而獲得機械系統(tǒng)的虛擬樣機。使用系統(tǒng)仿真軟件在各種虛擬環(huán)境中真實地模擬系統(tǒng)的運動，并對其在各種工況下的運動和受力情況進行仿真分析，觀測并試驗各組成部分的相互運動情況。利用虛擬樣機技術可方便地修改設計缺陷，仿真試驗不同的設計方案，對整個系統(tǒng)進行不斷改進，直到獲得最優(yōu)設計方案以后，再制造物理樣機。虛擬樣機技術可使產(chǎn)品設計人員在各種虛擬環(huán)境中真實模擬產(chǎn)品整體的運動及受力情況，快速分析多種設計方案，進行對物理樣機而言難以進行或根本無法進行的試驗，直到獲得系統(tǒng)的最佳設計方案為止。虛擬樣機技術的應用貫穿于整個設計過程中，它可用在概念設計和方案論證中，設計者將自己的經(jīng)驗與想象結(jié)合在虛擬樣機里，讓想象力和創(chuàng)造力得到充分發(fā)揮。用虛擬樣機替代物理樣機驗證設計時，不但可以縮短開發(fā)周期，而且設計效率也得到了提高。

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