ADAMS 2018动力学分析与仿真从入门到精通（清华社“视频大讲堂”大系CAD/CAM/CAE

《ADAMS 2018动力学分析与仿真从入门到精通》以当前新版的ADAMS 2018为对象，系统介绍了包括新增功能在内的ADAMS的基本功能和一些简单的建模与仿真实例，主要包括ADAMS分析基本理论、ADAMS模块介绍、建立模型、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真、参数化建模及优化设计，并在此基础上介绍了机械工程开发中常用的几个专业模块，即ADAMS/Insight试验优化设计模块、ADAMS/Vibration振动分析模块、ADAMS/Controls控制模块、ADAMS/Car车辆模块。

CAD/CAM/CAE技术联盟是一个CAD/CAM/CAE技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作的工程技术人员协作联盟，包含20多位专职和众多兼职CAD/CAM/CAE工程技术专家。CAD/CAM/CAE技术联盟负责人由Autodesk中国认证考试中心首席专家担任，全面负责Autodesk中国官方认证考试大纲制定、题库建设、技术咨询和师资力量培训工作，成员精通Autodesk系列软件。其创作的很多教材成为国内具有引导性的旗帜作品，在国内相关专业方向图书创作领域具有举足轻重的地位。

（1）19集高清同步微课视频，可像看电影一样轻松学习，然后对照书中实例进行练习。
（2）14个经典中小型实例，用实例学习更专业。

虚拟样机技术（Virtual Prototyping Technology）通过CAD/CAM/CAE等技术手段把产品资料集成到一个可视化环境中，实现产品的仿真、分析。使用ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）等系统仿真软件，可以在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动，不断修改设计缺陷以改进系统，直至获得最优设计方案，最终做出比较理想的物理样机。
ADAMS软件是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.，已并入美国MSC公司）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是目前世界上最具权威性、使用范围最广的机械系统动力学分析软件之一。ADAMS软件广泛应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆及装备、工业机械、工程机械等领域。国外的一些著名大学也已开设了介绍ADAMS软件的课程，将三维CAD软件、有限元软件和虚拟样机软件作为机械专业学生必须了解的工具软件。一方面，ADAMS是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析；另一方面，ADAMS又是机械系统动态仿真分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型机械系统动态仿真分析的二次开发工具。ADAMS与先进的CAD软件（UG、Pro/ENGINEER）和CAE软件（ANSYS）可以通过计算机图形交换格式文件相互交换以保持数据的一致性。ADAMS软件支持并行工程环境，节省大量的时间和经费。利用ADAMS软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析，为系统参数优化提供了一种高效开发工具。
本书以当前最新版的ADAMS 2018为对象，系统介绍了包括新增功能在内的ADAMS的基本功能和一些简单的建模与仿真实例，主要包括ADAMS分析基本理论、ADAMS模块介绍、建立模型、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真、参数化建模及优化设计，并在此基础上介绍了机械工程开发中最常用的几个专业模块，即ADAMS/Insight试验优化设计模块、ADAMS/Vibration振动模块、ADAMS/Controls控制模块、ADAMS/Car车辆模块。
一、编写目的
鉴于ADAMS强大的功能和深厚的工程应用底蕴，我们力图开发一本全方位介绍ADAMS在工程中实际应用情况的书籍。我们不求将ADAMS知识点全面讲解清楚，而是针对工程设计的需要，利用ADAMS大体知识脉络作为线索，以实例作为“抓手”，帮助读者掌握利用ADAMS进行动力学分析与仿真的基本技能和技巧。
二、本书特点
1. 专业性强
本书作者拥有多年计算机辅助设计领域的工作经验和教学经验，他们总结多年的设计经验以及教学中的心得体会，历时多年精心编著，力求全面、细致地展现出ADAMS 2018在动力学分析与仿真应用领域的各种功能和使用方法。在具体讲解的过程中，严格遵守动力学分析与仿真相关规范和国家标准，这种一丝不苟的细致作风溶入字里行间，目的是培养读者严谨细致的工程素养，传播规范的工程分析理论与应用知识。
2. 实例丰富
全书包含多个常见的、不同类型和大小的实例，可让读者在学习案例的过程中快速了解ADAMS 2018的用途，并加深对知识点的掌握，力求通过实例的演练帮助读者找到一条学习ADAMS 2018的终南捷径。
3. 涵盖面广
本书在有限的篇幅内，包罗了ADAMS 2018常用的全部功能讲解，涵盖了多体系统动力学与ADAMS基本操作、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真、参数化建模及优化设计、ADAMS/Insight试验优化设计模块、ADAMS/Vibration振动模块、ADAMS/Controls控制模块、ADAMS/Car车辆模块等知识。可以说，读者只要有本书在手，就能对ADAMS知识全精通。
4. 突出技能提升
本书中有很多实例本身就是工程分析项目案例，经过作者精心提炼和改编，不仅保证读者能够学好知识点，更重要的是能帮助读者掌握实际的操作技能。全书结合实例详细讲解了ADAMS知识要点，让读者在学习案例的过程中潜移默化地掌握ADAMS软件的操作技巧，同时也培养工程分析实践能力。
三、本书的配套资源
扫描封底“文泉云盘”二维码获取配套资源的下载方式，内容极为丰富，以便读者朋友在最短的时间学会并精通这门技术。
1. 19集高清教学微视频
为了方便读者学习，本书对大多数实例，专门制作了19集教学视频，读者可以扫描书中二维码看视频，像看电影一样轻松愉悦地学习本书内容。
2. 全书实例的源文件
本书附带了很多实例，电子资源包中包含实例的源文件和个别用到的素材，读者可以安装ADAMS 2018软件，打开并使用它们。
四、关于本书的服务
1. ADAMS 2018安装软件的获取
按照本书上的实例进行操作练习，以及使用ADAMS 2018进行分析，需要事先在计算机上安装ADAMS 2018软件。ADAMS 2018安装软件可以登录官方网站联系购买正版软件，或者使用其试用版。
2. 关于本书的技术问题或有关本书信息的发布
读者朋友遇到有关本书的技术问题，可以扫描封底“文泉云盘”二维码查看是否已发布相关勘误/解疑文档。如果没有，可在说明文档中找到相关联系方式，我们将及时回复。
3. 关于手机在线学习
扫描书后刮刮卡（需刮开涂层）二维码，即可获取书中二维码的读取权限，再扫描书中二维码，可在手机中观看对应教学视频。充分利用碎片化时间，随时随地提升。需要强调的是，书中给出的是实例的重点步骤，详细操作过程还需读者通过视频来学习并领会。
五、关于作者
本书由CAD/CAM/CAE技术联盟组织编写。CAD/CAM/CAE技术联盟是一个集CAD/CAM/CAE技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作于一体的工程技术人员协作联盟，包含众多专职和兼职CAD/CAM/CAE工程技术专家。CAD/CAM/CAE技术联盟负责人由Autodesk中国认证考试中心首席专家担任，全面负责Autodesk中国官方认证考试大纲制定、题库建设、技术咨询和师资力量培训工作，成员精通Autodesk系列软件。其创作的很多教材成为国内具有引导性的旗帜作品，在国内相关专业方向图书创作领域具有举足轻重的地位。

第1章 ADAMS分析基本理论 1
1.1 多体系统动力学基础理论 2
1.1.1 多体系统动力学研究进展 2
1.1.2 多体系统动力学方程的结构形式 3
1.1.3 多体系统动力学方程的数值求解 3
1.2 多刚体系统动力学模型 4
1.3 多柔体系统动力学模型 6
1.3.1 任意点的位置、速度和加速度 6
1.3.2 多柔体系统动力学方程 7
1.4 ADAMS动力学建模与求解 11
1.4.1 ADAMS采用的建模方法 11
1.4.2 ADAMS的方程求解方案 13
1.4.3 ADAMS采用的碰撞模型 15
第2章 ADAMS模块介绍 18
2.1 虚拟样机技术 19
2.2 多学科分析技术 20
2.3 ADAMS软件基本模块 21
2.3.1 ADAMS/View（用户界面模块） 21
2.3.2 ADAMS/Solver（求解器模块） 22
2.3.3 ADAMS/PostProcessor（后处理模块） 22
2.3.4 ADAMS/Insight（试验设计与分析模块） 24
2.4 ADAMS软件扩展模块 25
2.4.1 ADAMS/Controls（控制模块） 25
2.4.2 ADAMS/Vibration（振动分析模块） 26
2.4.3 ADAMS/Flex（柔性分析模块） 26
2.4.4 ADAMS/Durability（耐久性分析模块） 27
2.5 ADAMS软件专用领域模块 27
2.5.1 ADAMS/Car（轿车模块） 27
2.5.2 ADAMS/Driveline（动力传动系统模块） 29
2.5.3 ADAMS/Chassis（Ford汽车公司专用模块） 29
第3章 建立模型 31
（视频讲解：14分钟）
3.1 ADAMS/View命令操作 32
3.1.1 启动ADAMS/View 32
3.1.2 ADAMS/View界面 34
3.2 几何建模 37
3.2.1 几何建模基础知识 37
3.2.2 建模前的准备工作 38
3.2.3 几何建模工具 40
3.2.4 创建基本几何体 41
3.2.5 创建实体几何模型 45
3.2.6 创建复杂几何图形 49
3.2.7 创建柔性梁 54
3.2.8 修改几何体 55
3.2.9 修改构件特性 57
3.3 应用实例：小球碰撞 59
3.3.1 平台建模 60
3.3.2 小球建模 61
3.3.3 滑块建摸 62
3.3.4 球瓶建模 63
3.3.5 曲柄建模 65
3.3.6 连杆建模 66
第4章 创建约束 67
（视频讲解：12分钟）
4.1 约束类型 68
4.2 约束和自由度 68
4.3 约束的命名 68
4.4 约束工具 68
4.5 常用约束 69
4.5.1 常用理想约束 69
4.5.2 施加螺旋副 71
4.5.3 施加齿轮副 71
4.5.4 施加耦合副 72
4.5.5 修改理想运动副 72
4.6 虚约束 74
4.7 创建高副 75
4.8 定义机构运动 77
4.8.1 机构运动类型 77
4.8.2 创建运动副运动 78
4.8.3 创建点运动 79
4.8.4 添加约束的技巧 80
4.9 应用实例：曲柄滑块机构 80
4.9.1 启动ADAMS/View 80
4.9.2 设置建模环境 81
4.9.3 几何建模 82
4.9.4 添加约束 84
4.9.5 运动仿真 86
第5章 施加载荷 87
5.1 载荷类型及定义方法 88
5.1.1 基本载荷类型 88
5.1.2 定义载荷值和方向的方法 88
5.2 施加载荷 88
5.2.1 施加单方向作用力 89
5.2.2 施加分量作用力 89
5.3 柔性连接 91
5.3.1 拉压弹簧阻尼器 91
5.3.2 扭转弹簧阻尼器 93
5.3.3 轴套力 93
5.3.4 无质量梁 95
5.3.5 力场 97
5.4 创建接触 97
第6章 计算结果后处理 100
6.1 ADAMS/PostProcessor简介 101
6.1.1 ADAMS/PostProcessor的用途 101
6.1.2 启动与退出ADAMS/PostProcessor 101
6.1.3 ADAMS/PostProcessor窗口介绍 102
6.2 ADAMS/PostProcessor基本操作 102
6.2.1 创建任务和添加数据 103
6.2.2 工具栏的使用 104
6.2.3 窗口模式的设置 106
6.2.4 ADAMS/PostProcessor的页面管理 106
6.3 ADAMS/PostProcessor输出仿真动画 106
6.3.1 动画类型 106
6.3.2 加载动画 107
6.3.3 动画演示 107
6.3.4 时域动画的控制 108
6.3.5 频域动画的控制 109
6.3.6 记录动画 109
6.4 ADAMS/PostProcessor绘制仿真曲线 110
6.4.1 曲线图的类型 110
6.4.2 曲线图的建立 111
6.4.3 曲线图上的数学计算 112
6.5 曲线图的处理 114
6.5.1 曲线数据滤波 114
6.5.2 快速傅里叶变换 114
6.5.3 生成博德图 115
6.6 应用实例：汽车的前悬架系统运动仿真 115
6.6.1 动力学模型的建立和仿真分析 116
6.6.2 采用ADAMS/PostProcessor生成曲线图 116
6.6.3 采用ADAMS/PostProcessor操作曲线图 118
第7章 建模与仿真实例 120
（视频讲解：102分钟）
7.1 曲柄连杆机构 121
7.1.1 运行ADAMS 121
7.1.2 设置建模环境 122
7.1.3 几何建模 122
7.1.4 建立约束 123
7.1.5 设置初始状态 125
7.1.6 进行仿真 126
7.1.7 测量仿真结果 126
7.2 单摆机构 129
7.2.1 运行ADAMS 129
7.2.2 建立摆臂 130
7.2.3 设置摆臂质量 131
7.2.4 设置摆臂位置 131
7.2.5 建立单摆支点 131
7.2.6 设置初始运动 132
7.2.7 验证模型 132
7.2.8 设置A点支撑力的测量 133
7.2.9 运行仿真 134
7.2.10 得到支撑力 134
7.3 凸轮机构 135
7.3.1 运行ADAMS 135
7.3.2 建立凸轮部件 136
7.3.3 建立转动副 137
7.3.4 建立其他部件 137
7.3.5 建立平动副 139
7.3.6 添加线-线约束 139
7.3.7 添加运动约束 139
7.3.8 验证模型 140
7.3.9 建立测量 140
7.3.10 运行仿真 142
7.4 自由降落的石块 143
7.4.1 运行ADAMS 143
7.4.2 建立模型 144
7.4.3 建立测量 145
7.4.4 验证模型 146
7.4.5 运行仿真 147
7.5 投射石块 150
7.5.1 运行ADAMS 150
7.5.2 建立模型 150
7.5.3 建立测量 152
7.5.4 进行仿真 153
7.6 斜面上的滑块 155
7.6.1 运行ADAMS 155
7.6.2 建立模型 155
7.6.3 添加约束 159
7.6.4 建立测量 159
7.6.5 验证模型 160
7.6.6 运行仿真 160
7.6.7 改进模型 161
7.7 起重机 163
7.7.1 运行ADAMS 163
7.7.2 建立模型 164
7.7.3 添加约束 169
7.7.4 添加运动 171
7.8 弹簧阻尼器 173
7.8.1 运行ADAMS 174
7.8.2 建立模型 174
第8章 参数化建模及优化设计 183
（视频讲解：31分钟）
8.1 ADAMS参数化建模 184
8.2 ADAMS参数化分析 184
8.2.1 设计研究 184
8.2.2 试验设计 184
8.2.3 优化分析 186
8.3 参数化建模实例：夹紧机构 186
8.3.1 夹紧机构模型简介 186
8.3.2 启动ADAMS/View设置操作环境 187
8.3.3 建立夹紧机构模型 189
8.3.4 测试模型 195
8.3.5 验证模型 197
8.4 优化设计实例：夹紧机构 199
8.4.1 模型参数化 199
8.4.2 设计研究 200
8.4.3 优化设计与分析 201
第9章 ADAMS/Insight试验优化设计 205
（视频讲解：7分钟）
9.1 运行ADAMS/Insight 206
9.2 参数化分析与回归分析 210
9.2.1 参数化分析 210
9.2.2 参数化过程 214
9.2.3 回归分析 223
9.3 蒙特卡罗方法应用 235
第10章 振动分析 241
（视频讲解：7分钟）
10.1 建立模型 243
10.2 模型仿真 245
10.3 建立输入通道 246
10.4 建立输出通道 250
10.5 测试模型 251
10.6 验证模型 252
10.6.1 绘制系统模态 252
11.6.2 动画显示固有模态 255
10.6.3 动画显示受迫振动分析结果 257
10.6.4 绘制频率响应 258
10.6.5 绘制功率谱密度 261
10.6.6 绘制模态坐标 261
10.7 精化模型 262
10.7.1 受迫振动分析 262
10.7.2 动画显示固有模态 263
10.7.3 绘制受迫振动频率响应 264
10.8 优化模型 266
10.8.1 1%的总阻尼 266
10.8.2 2%、3%、4%、5%的总阻尼 268
第11章 控制仿真 271
（视频讲解：41分钟）
11.1 ADAMS/Controls设计流程 272
11.2 ADAMS/Controls应用实例 273
11.2.1 导入天线模型 274
11.2.2 加载ADAMS/Controls模块 276
11.2.3 运行实验仿真 276
11.2.4 取消驱动 277
11.2.5 核实输入变量 277
11.2.6 核实输出变量 279
11.2.7 导出ADAMS模型 279
11.3 ADAMS/Controls和MATLAB集成建模 281
11.3.1 运行MATLAB 281
11.3.2 创建控制系统模型 282
11.3.3 搭建控制系统模型 282
11.3.4 设置仿真参数 283
11.3.5 运行模型仿真 285
11.3.6 绘制仿真结果 286
第12章 汽车系统仿真 287
（视频讲解：35分钟）
12.1 用户创建模板 288
12.2 创建悬挂系统 288
12.2.1 创建前悬挂子系统 288
12.2.2 创建悬挂和转向系统 292
12.2.3 定义车辆参数仿真 293
12.2.4 绘制仿真曲线 295
12.2.5 分析基本推力 296
12.2.6 定义和施加载荷文件 296
12.2.7 绘制仿真曲线 297
12.2.8 修改悬挂系统与转向系统 299
12.2.9 分析修改后的系统模型 300
12.2.10 比较分析结果 300
12.2.11 删除仿真和绘图 301
12.3 分析弹性体对悬挂装配的影响 302
12.3.1 创建悬挂装配 302
12.3.2 创建弹性体 303
12.4 包含弹性体的整车装配 305
12.4.1 创建整车装配 305
12.4.2 交换MNF文件 307
12.5 创建轮胎模型 308
12.5.1 轮胎模型简介 308
12.5.2 ADAMS/Tire 309
12.5.3 轮胎模型的选择 310
12.5.4 ADAMS/Tire的使用 311
12.6 整车动力学仿真分析 311
12.6.1 单移线 312
12.6.2 常半径转向 316
12.6.3 双移线仿真 320
附录A 设计过程函数 321
附录B 运行过程函数 328