虛擬樣機(jī)技術(shù)與ADAMS應(yīng)用實(shí)例教程

內(nèi)容概要

　　本書為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。它以ADAMS軟件為平臺(tái)，全面介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真中的應(yīng)用。本書共分8章，主要內(nèi)容有：虛擬樣機(jī)技術(shù)概論，虛擬樣機(jī)建模基礎(chǔ)，函數(shù)的定義及其應(yīng)用，機(jī)構(gòu)的參數(shù)化建模與設(shè)計(jì)，虛擬樣機(jī)的控制設(shè)計(jì)，柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析，虛擬樣機(jī)建模中的用戶化設(shè)計(jì)，以及虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例。　　本書可作為高等工科院校機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 虛擬樣機(jī)技術(shù)概論.1 1.1 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要過程1 1.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本概念2 1.3 虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及其特點(diǎn)3 1.4 虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用軟件4 1.5 ADAMS軟件簡(jiǎn)介4 1.6 應(yīng)用ADAMS軟件進(jìn)行虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)的過程8 思考題10 第2章 虛擬樣機(jī)建?；A(chǔ)11 2.1 連桿機(jī)構(gòu)建模與仿真11 2.2 壓力機(jī)建模與仿真39 2.3 行星輪系建模與仿真51 2.4 凸輪機(jī)構(gòu)建模與仿真67 思考題與習(xí)題77 第3章 函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.1 基本函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.2 IF函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.3 STEP函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.4 SPLINE函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.5 DIFF函數(shù)的定義及其應(yīng)用3.6 CONTACT力的定義及其應(yīng)用思考題與習(xí)題第4章 機(jī)構(gòu)的參數(shù)化建模與設(shè)計(jì)4.1 機(jī)構(gòu)的參數(shù)化建模4.2 機(jī)構(gòu)的裝配法建模4.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.4 機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題第5章 虛擬樣機(jī)的控制設(shè)計(jì)5.1 傳感器的創(chuàng)建與應(yīng)用5.2 仿真描述（simulation script）設(shè)計(jì)5.3 ADAMS/Control模塊的應(yīng)用思考題與習(xí)題第6章 柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析6.1 簡(jiǎn)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(xí)題第7章 虛擬樣機(jī)建模中的用戶化設(shè)計(jì)7.1 定制用戶對(duì)話框7.2 定制用戶菜單7.3 宏命令思考題與習(xí)題第8章 虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)綜合實(shí)例8.1 設(shè)計(jì)任務(wù)8.2 啟動(dòng)ADAMS并設(shè)置工作環(huán)境8.3 創(chuàng)建虛擬樣機(jī)模型8.4 仿真與測(cè)試模型8.5 驗(yàn)證模型8.6 參數(shù)化模型8.7 優(yōu)化設(shè)計(jì)8.8 用戶化設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 虛擬樣機(jī)技術(shù)概論1.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本概念虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種基于產(chǎn)品計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，這些數(shù)字模型即虛擬樣機(jī)（VP）支持并行工程方法學(xué)。虛擬樣機(jī)技術(shù)涉及多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模理論及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)，是基于先進(jìn)的建模技術(shù)、多領(lǐng)域仿真技術(shù)、信息管理技術(shù)、交互式用戶界面技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)是在CAX（如CAD，CAM，CAE等）／DFX（如DFA，DFM等）技術(shù)基礎(chǔ)上的發(fā)展，它進(jìn)一步融合信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)仿真技術(shù)，并將這些技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的全生命周期和全系統(tǒng)，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。從系統(tǒng)層面來分析復(fù)雜系統(tǒng)，虛擬樣機(jī)支持“由上至下”的復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)模式。利用虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、測(cè)試和評(píng)估，可縮短開發(fā)周期，降低成本，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高面向客戶與市場(chǎng)需求的能力。虛擬樣機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中，將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)（指在某一系統(tǒng)中零部件的CAD和FEA技術(shù)）融合在一起，在計(jì)算機(jī)上建造出產(chǎn)品的整體模型，并針對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品性能。 在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造過程中，首先是概念設(shè)計(jì)和方案論證，然后進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成后，為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)，通常要制造物理樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，再回頭修改設(shè)計(jì)和進(jìn)行樣機(jī)驗(yàn)證。只有通過周而復(fù)始的設(shè)計(jì)-試驗(yàn)-設(shè)計(jì)過程，產(chǎn)品才能達(dá)到所要求的性能。這一過程是較長(zhǎng)的，尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)周期更加漫長(zhǎng)，從而無法適應(yīng)市場(chǎng)的變化，并且物理樣機(jī)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(shí)投放市場(chǎng)而中斷物理樣機(jī)試驗(yàn)這一過程，使得產(chǎn)品在上市時(shí)便有先天不足的問題。在競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)背景下，基于物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證規(guī)程嚴(yán)重制約了產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的降低，以及對(duì)市場(chǎng)的占有率。虛擬樣機(jī)技術(shù)是從分析解決產(chǎn)品整體性能及其相關(guān)問題的角度出發(fā)，解決傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造過程弊端的高新技術(shù)。在該技術(shù)中，工程設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)上定義零部件問的約束關(guān)系并對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行虛擬裝配，從而獲得機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。使用系統(tǒng)仿真軟件在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，并對(duì)其在各種工況下的運(yùn)動(dòng)和受力情況進(jìn)行仿真分析，觀測(cè)并試驗(yàn)各組成部分的相互運(yùn)動(dòng)情況。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)可方便地修改設(shè)計(jì)缺陷，仿真試驗(yàn)不同的設(shè)計(jì)方案，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行不斷改進(jìn)，直到獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案以后，再制造物理樣機(jī)。虛擬樣機(jī)技術(shù)可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)模擬產(chǎn)品整體的運(yùn)動(dòng)及受力情況，快速分析多種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行對(duì)物理樣機(jī)而言難以進(jìn)行或根本無法進(jìn)行的試驗(yàn)，直到獲得系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)方案為止。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，它可用在概念設(shè)計(jì)和方案論證中，設(shè)計(jì)者將自己的經(jīng)驗(yàn)與想象結(jié)合在虛擬樣機(jī)里，讓想象力和創(chuàng)造力得到充分發(fā)揮。用虛擬樣機(jī)替代物理樣機(jī)驗(yàn)證設(shè)計(jì)時(shí)，不但可以縮短開發(fā)周期，而且設(shè)計(jì)效率也得到了提高。

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