1、S1-1ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software CorporationMSC.Software 公司公司MSC.ADAMS 初級培訓(xùn)教程初級培訓(xùn)教程2010年年11月月（ADM701 教程講解及練習(xí)）教程講解及練習(xí)）Part Number: ADAM*V2005*Z*FSP*Z*SM-ADM701-NT1S1-2ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation4.0 部件和坐標(biāo)系部件和坐標(biāo)系本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：坐標(biāo)系部件坐

2、標(biāo)系坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)部件和幾何外形之間的關(guān)系部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn) ADAMS/View 中部件的類型部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試S1-3ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation坐標(biāo)系坐標(biāo)系坐標(biāo)系（坐標(biāo)系（coordinate system ）的意義）的意義坐標(biāo)系是定義運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析量必要的測試對象。S1-4ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation坐標(biāo)系坐標(biāo)系 (續(xù)續(xù))坐標(biāo)系的類型坐標(biāo)系的類型Gl

3、obal coordinate system (GCS)：全局坐標(biāo)系屬于大地部件。定義整個(gè)模型的絕對參考點(diǎn)（0，0，0）和坐標(biāo)軸的方向，用來生成其它的局部坐標(biāo)系。Local coordinate systems (LCS)：局部坐標(biāo)系Part coordinate systems (PCS)：部件坐標(biāo)系Markers：坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)S1-5ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation部件坐標(biāo)系部件坐標(biāo)系部件坐標(biāo)系部件坐標(biāo)系 (PCS)的定義的定義生成可動(dòng)部件時(shí)自動(dòng)定義。每個(gè)部件只有一個(gè)部件坐標(biāo)系部件

4、坐標(biāo)系的位置和方向通過相對于GCS的位置和方向來定義。初始生成時(shí)，每個(gè)可動(dòng)部件的PCS與GCS的位置和方向相同。S1-6ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)(Marker)坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)的定義坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)的定義屬于一個(gè)可動(dòng)部件并隨部件一起運(yùn)動(dòng)。一個(gè)可動(dòng)部件上可以包含若干個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。其位置和方向可以相對于GCS和PCS的位置和方向角度來定義。S1-7ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Co

5、rporation坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)(續(xù)續(xù))坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)的定義坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)的定義(續(xù)續(xù))當(dāng)需要一個(gè)唯一的位置，比如：一個(gè)部件質(zhì)心的位置。幾何外形的定位點(diǎn)。當(dāng)需要一個(gè)唯一的方向，比如：可動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的相對坐標(biāo)軸的方向。約束的方向。施加載荷的方向的定義。在 ADAMS/View中，按照缺省的方式，所有的標(biāo)記點(diǎn)的位置和方向都是相對于GCS來定義的。S1-8ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation部件和幾何外形之間的關(guān)系部件和幾何外形之間的關(guān)系部件部件定義可以相對于其它的物體運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)物體（

6、剛性體或彈性體），該對象包含以下特性：質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量初始的位置和方向 (PCS)初始的速度幾何外形幾何外形為了可視化的效果加在可動(dòng)部件上，比如：長度半徑寬度對于大多數(shù)的仿真分析來說，幾何外形是不需要的注意：某些分析中包含碰撞問題，而碰撞力的定義需要依據(jù)幾何外形來確定碰撞力的大小，有關(guān)這個(gè)問題，我們將在 Hatchback IV 部分進(jìn)行討論。S1-9ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation部件和幾何外形之間的關(guān)系部件和幾何外形之間的關(guān)系(續(xù)續(xù)).model_1.UCA.cyl_1 (Geomet

7、ry).model_1.UCA.sphere_1 (Geometry).model_1.UCA (Part)S1-10ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn)部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn)MSC.ADAMS中對象的依存關(guān)系中對象的依存關(guān)系要理解ADAMS/View中部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn)之間的關(guān)系，有必要先了解下圖所示的對象之間的依存關(guān)系：Marker.mod.pend.mar_2Marker.mod.pend.mar_1Geometry.mod.pend.cylMarker.m

8、od.pend.cmGeometry.mod.pend.sphPart.mod.pendModel.modS1-11ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporationmar_1cylcmsphmar_2部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn)部件、幾何外形和標(biāo)記點(diǎn)(續(xù)續(xù))單擺S1-12ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software CorporationADAMS/VIEW中部件的類型中部件的類型剛性體剛性體(Rigid body)可以運(yùn)動(dòng)，具有六個(gè)

9、自由度具有質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等力學(xué)性質(zhì)不能變形彈性體彈性體(Flexible body)可以運(yùn)動(dòng)具有質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等力學(xué)性質(zhì)受到外力時(shí)會產(chǎn)生變形點(diǎn)質(zhì)量點(diǎn)質(zhì)量(Point mass)可以運(yùn)動(dòng)，但只有三個(gè)自由度具有質(zhì)量，但不考慮幾何外延大地大地(Ground part)每個(gè)模型中必須存在，且在進(jìn)入ADAMS/View 后系統(tǒng)會自動(dòng)生成定義絕對坐標(biāo)系(GCS)及坐標(biāo)原點(diǎn)，并且在仿真過程中始終靜止不動(dòng)在計(jì)算速度和加速度時(shí)起著慣性參考坐標(biāo)系的作用S1-13ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation部件的質(zhì)量和

10、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量性質(zhì)質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量性質(zhì)ADAMS/View 只對三維的剛性體自動(dòng)地計(jì)算其質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量性質(zhì)ADAMS/View 依據(jù)該部件的幾何體積和密度或材料計(jì)算該部件的總質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量你可以手工改變部件的這些性質(zhì)ADAMS/View 相對于一個(gè)代表部件質(zhì)心的標(biāo)記點(diǎn)(cm)來定義部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，該標(biāo)記點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)軸代表該部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的三個(gè)主慣性軸，因此定義轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ixx, Iyy, Izz你可以修改該坐標(biāo)系的位置和方向。S1-14ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corpor

11、ation部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(續(xù)續(xù))Part 1cm markercm marker (shifts as new geometry is added to the part)Part 1S1-15ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation測試測試MSC.ADAMS中的測試中的測試代表你想要在仿真過程中關(guān)注的一些量，比如：某部件上一點(diǎn)的位移、速度、加速度約束反力兩個(gè)物體之間的夾角其它使用用戶函數(shù)定義的數(shù)據(jù)結(jié)果在仿真過程中捕捉不同時(shí)刻點(diǎn)的測試值數(shù)據(jù)S1-16ADM701, S

12、ection 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation測試測試(續(xù)續(xù))在對象中可以直接定義的測試在對象中可以直接定義的測試對于模型中的部件、載荷和約束可以直接建立一些測試，如：S1-17ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊問題描述問題描述找到一個(gè)石塊下落 1 秒后的位移、速度和加速度，該石塊的初始速度為 0 ，只受重力作用。S1-18ADM701, Section 1, November

13、 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊練習(xí)開始練習(xí)開始首先在目錄 exercise_dir/mod_04_falling_stone下啟動(dòng)ADAMS/View并建立一個(gè)模型。在該目錄下運(yùn)行 ADAMS/View 可以保證所有的數(shù)據(jù)文件都存儲在那個(gè)目錄下。要開始練習(xí)：要開始練習(xí)：1.啟動(dòng) ADAMS/View。2.在出現(xiàn)的 Welcome 對話窗口內(nèi)：u在標(biāo)題 How would you like to proceed 下選擇 Create a new modelu將目錄設(shè)為 exercise_dir/mod_0

14、4_falling_stoneu模型的名稱為 projectile。u注意 Gravity 是是 Earth Normal (-Global Y)u注意 Units 使 MMKS - mm, Kg, N, s, deg。3.選擇 OK.S1-19ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊建立石塊建立石塊（stone）使用工具 Sphere 生成一個(gè)球心在坐標(biāo)原點(diǎn)半徑為 50 mm 的石塊（Stone）部件。你需要將部件的名稱改為stone并設(shè)置其質(zhì)量為 1 kg

15、。要建立石塊：要建立石塊：1.在生成球體時(shí)要顯示坐標(biāo)值，這樣你可以知道其尺寸，從菜單 View 下選擇 Coordinate Window。2.將光標(biāo)移至主工具箱內(nèi) Rigid Body 工具包內(nèi)點(diǎn)擊右鍵，然后選擇工具 Sphere 。3.按照狀態(tài)欄內(nèi)的提示先選擇球心在坐標(biāo)原點(diǎn)然后移動(dòng)鼠標(biāo)直至生成一個(gè)半徑為 50 mm 的球體。S1-20ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊要將該部件改名為要將該部件改名為 stone：1.將光標(biāo)移至該球體，點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵，

16、在出現(xiàn)的窗口內(nèi)指向 Part:PART_2然后選擇 Rename。2.在 New Name 文本窗口內(nèi)，輸入 .projectile.Stone，然后選擇 OK。要將該部件的質(zhì)量設(shè)置為要將該部件的質(zhì)量設(shè)置為 1 kg：1.將光標(biāo)移至該球體，點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵，在出現(xiàn)的窗口內(nèi)指向 Part:Stone，然后選擇 Modify。2.在 Define Mass by 文本窗口內(nèi)，選擇 User Input。3.如果出現(xiàn)警告的信息窗口，現(xiàn)在 Close。4.在 Mass 一欄內(nèi)輸入 1.0。5.選擇 OK。S1-21ADM701, Section 1, November 2010Copyright 201

17、0 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊對下落的石塊生成測試對下落的石塊生成測試要計(jì)算石塊質(zhì)心點(diǎn)在g方向即垂直方向的位移、速度和加速度，你將生成三個(gè)對部件對象的測試，你將設(shè)置測試為 Y 方向的測試。要計(jì)算石塊在要計(jì)算石塊在 g 方向的位移方向的位移：1.將光標(biāo)移至該球體，點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵，在出現(xiàn)的窗口內(nèi)指向 Part:Stone，然后選擇 Measure。2.在 Measure Name 一欄輸入一欄輸入 displacement。3.設(shè)置 Characteristic 為為 CM position。4.設(shè)置 Component 為為 Y。5.選擇

18、Create Strip Chart。6.選擇 OK。出現(xiàn)一個(gè)測試的曲線圖。 曲線圖中是空的，因?yàn)槟阈枰\(yùn)行一次仿真，以便 ADAMS/View 能夠有必要的信息生成曲線。S1-22ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊要計(jì)算石塊在要計(jì)算石塊在 g 方向速度的測試：方向速度的測試：1.右鍵點(diǎn)擊 stone, 然后選擇 Measure。2.在 Measure Name 一欄內(nèi)輸入一欄內(nèi)輸入 velocity。3.設(shè)置 Characteristic 為 CM v

19、elocity。4.設(shè)置 Component 為 Y.5.選擇 Create strip chart。6.選擇 OK.要計(jì)算石塊在要計(jì)算石塊在 g 方向加速度的測試：方向加速度的測試：按照上面的指導(dǎo)，除了在 Measure Name 一欄內(nèi)輸入 acceleration 和 Characteristic 為 CM acceleration。S1-23ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊校驗(yàn)?zāi)Ｐ托ｒ?yàn)?zāi)Ｐ同F(xiàn)在你將校驗(yàn)?zāi)愕哪Ｐ汀．?dāng)你校驗(yàn)?zāi)Ｐ蜁r(shí)， ADAMS/Vi

20、ew 將檢查錯(cuò)誤的初始條件，比如：不一致的約束，未約束的部件或在動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中無質(zhì)量的部件并給出模型中可能出現(xiàn)問題的警示。要校驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵ｒ?yàn)?zāi)Ｐ?1.在狀態(tài)欄的右下角，右鍵點(diǎn)擊 Information 工具包工具包 并選擇工具 Verify 。2.在出現(xiàn)的信息窗口內(nèi)，檢查一下模型已經(jīng)被成功的校驗(yàn)。3.關(guān)閉信息窗口。S1-24ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊設(shè)置并運(yùn)行一次仿真設(shè)置并運(yùn)行一次仿真現(xiàn)在你需要將顯示區(qū)域放大以便在仿真時(shí)下落的石塊清晰可見。然后進(jìn)行一

21、次 1 秒 50 步的仿真。要放大顯示區(qū)域：要放大顯示區(qū)域：1.現(xiàn)在 選擇工具選擇工具 以在工具箱內(nèi)顯示控制視圖的工具。2.選擇工具 Zoom , 并在視窗內(nèi)點(diǎn)擊左鍵再拖動(dòng)光標(biāo)直至整個(gè)工作網(wǎng)格全部可見為止。3.選擇工具 Translate , 并拖動(dòng)整個(gè)工作網(wǎng)格到屏幕的頂部。S1-25ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊要運(yùn)行要運(yùn)行 1 秒秒 50 步的仿真步的仿真:1.在主工具箱內(nèi)選擇工具 Simulation .2.在 End Time 一欄內(nèi)輸入 1

22、.0 ，在，在 Steps 一欄內(nèi)輸入 50.3.選擇 工具 Play .隨著石塊的下落， ADAMS/View 同時(shí)顯示相應(yīng)的位移、速度和加速度的數(shù)據(jù)及曲線圖顯示。4.當(dāng)仿真結(jié)束，通過選擇工具 Reset 將模型復(fù)位至初始的輸入位置或設(shè)計(jì)位置。5.動(dòng)畫回放仿真結(jié)果，無須再進(jìn)行仿真。S1-26ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊找出位移、速度和加速度的值找出位移、速度和加速度的值現(xiàn)在你將利用 ADAMS/PostProcessor找出石塊下落 1 秒后的位

23、移、速度和加速度。要運(yùn)行要運(yùn)行 ADAMS/PostProcessor:在曲線圖 .projectile.displacement內(nèi)空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，指向 Plot:scht1 ，然后選擇 Transfer to Full Plot。出現(xiàn)的ADAMS/PostProcessor 的窗口替代 ADAMS/View 窗口。要找出石塊的位移值要找出石塊的位移值:1.在 ADAMS/PostProcessor 窗口內(nèi)，在主工具欄內(nèi)選擇工具 Plot Tracking 。2.因?yàn)槟阆胍?1 秒時(shí)的結(jié)果，將光標(biāo)移至曲線的終點(diǎn)處。3.在這工具欄下面的區(qū)域內(nèi)， X 欄內(nèi)顯示為 1。 注意 Y 欄內(nèi)的數(shù)值

24、，該數(shù)值即為你的答案。4.將該值與本練習(xí)后面的理論解進(jìn)行比較。5.用此值回答本章小結(jié)中的問題 1 。S1-27ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊要找出石塊下落要找出石塊下落 1 秒后的速度：秒后的速度：1.選擇 Surf。選擇該功能可以讓你無須使用 Add Curves button 就可以快速瀏覽各數(shù)據(jù)曲線。2.設(shè)置 Source 為 Measures。3.從 Measure 列選擇 velocity。4.因?yàn)槟阆胍?1 秒時(shí)的結(jié)果，將光標(biāo)移至曲線

25、的終點(diǎn)處。5.在這工具欄下面的區(qū)域內(nèi)， X 欄內(nèi)顯示為 1。 注意 Y 欄內(nèi)的數(shù)值，該數(shù)值即為你的答案。6.將該值與本練習(xí)后面的理論解進(jìn)行比較。7.用此值回答本章小結(jié)中的問題 2 。S1-28ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊要找出石塊下落要找出石塊下落 1 秒后的加速度：秒后的加速度：1.設(shè)置 Source 為 Measures。2.從 Measure 列，選擇 acceleration。3.要顯示加速度曲線，選擇 Surf。4.因?yàn)槟阆胍?1 秒

26、時(shí)的結(jié)果，將光標(biāo)移至曲線的終點(diǎn)處。5.在這工具欄下面的區(qū)域內(nèi)， X 欄內(nèi)顯示為 1。 注意 Y 欄內(nèi)的數(shù)值，該數(shù)值即為你的答案。6.將該值與本練習(xí)后面的理論解進(jìn)行比較。7.用此值回答本章小結(jié)中的問題 2 。8.要退回到 ADAM/View 界面，選擇工具 ADAMS/View 。S1-29ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊存儲你的模型存儲你的模型現(xiàn)在存儲你的模型，此文件只包含模型信息，你將在下面的練習(xí)中使用此模型。提示提示: 存儲為一個(gè) CMD文件。要存

27、儲你的模型要存儲你的模型:1.在 File 菜單內(nèi)選擇 Export 然后選擇 OK。2.如果你想進(jìn)一步研究該模型，如下節(jié)建議那樣，可以不退出模型，否則進(jìn)行下一步。3.退出 ADAMS/View。S1-30ADM701, Section 1, November 2010Copyright 2010 MSC.Software Corporation練習(xí)練習(xí) 4 下落的石塊下落的石塊可選任務(wù)可選任務(wù)在進(jìn)行下面這些練習(xí)之前存儲你的模型而不要不要在作完練習(xí)后再存儲，因?yàn)槟阋诤竺娴木毩?xí)中使用該模型。如果你一定要存儲模型，建議換一個(gè)名字存儲。改變一下石塊的質(zhì)量，看看結(jié)果有什么不同：1.將石塊的質(zhì)量變?yōu)?2 kg。2.仿真模型。3.將此結(jié)果與石塊的質(zhì)量為 1 Kg的結(jié)果進(jìn)行比較。4.質(zhì)量改變是否影響位移、速度和加速度？5.測試石塊的動(dòng)能（ kinetic energy ）。這些結(jié)果與質(zhì)量有關(guān)系么？K.E. = (1/2)m*v26.退出 ADAMS/View。S1-31ADM701, Section