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”國家級規(guī)劃教材。它以ADAMS軟件為平臺，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?；A(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?！　”緯勺鳛楦叩裙た圃盒C(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)建模基礎(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)對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、測試和評估，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。這一過程是較長的，尤其對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)周期更加漫長，從而無法適應(yīng)市場的變化，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。在競爭的市場背景下，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，以及對市場的占有率。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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