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ADAMS软件

ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库,约束库,力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学,运动学和动力学分析,输出位移,速度,加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能,运动范围,碰撞检测,峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。




ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱五类模块组成,用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真,而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。可应用在汽车工程、航天航空、工程机械、机器人技术、生物力学等领域。




一、软件基本模块




1.1 用户界面模块

ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一,采用以用户为中心的交互式图形环境,将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、X-Y曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。


1.2 求解器模块


ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一,是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程,提供静力学,运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项,以便精确有效地解决各种工程应用问题。


1.3 后处理模块


MDI公司开发的后处理模块ADAMS/Postprocessor,用来处理仿真结果数据,显示仿真动画等。既可以在ADAMS/View环境中运行,也可脱离该环境独立运行。


‌二、核心功能与特点‌



‌2.1 多体动力学仿真‌

ADAMS基于多刚体/柔性体动力学理论,支持复杂机械系统的运动学、静力学及动力学分析。通过拉格朗日方程建立系统动力学方程,可精确计算位移、速度、加速度及反作用力等关键参数,模拟机械系统的真实运动行为。

‌2.2 高精度建模能力‌
提供丰富的零件库、约束库及力库,支持参数化建模。用户可通过交互式图形界面快速构建复杂机械模型,并灵活调整几何参数、材料属性及边界条件,适应不同工况需求。

‌2.3 多学科协同仿真‌
支持与有限元分析(FEA)、控制系统设计及流体力学(CFD)等工具集成,实现多物理场耦合仿真。例如,通过ADAMS/Flex模块与ANSYS、Nastran等软件双向数据交换,可分析柔性部件的弹性变形对系统动力学的影响。

‌2.4 专业领域模块化设计‌
针对特定行业需求提供专用模块:
‌ADAMS/Car‌:整车动力学仿真,优化悬挂、转向及传动系统;
‌ADAMS/Rail‌:铁路车辆动力学分析,评估列车运行稳定性;
‌ADAMS/Engine‌:发动机配气机构及曲柄连杆机构动力学仿真;
‌ADAMS/Robotics‌:机器人运动规划与碰撞检测。


三、技术优势‌


‌3.1 高效求解器‌
ADAMS/Solver采用先进的数值算法,支持大规模稀疏矩阵求解,显著提升复杂系统的仿真效率。针对刚柔耦合问题,提供混合多体动力学求解方案,兼顾计算精度与速度。

‌3.2 可视化后处理‌
ADAMS/PostProcessor模块支持仿真结果的可视化分析,用户可通过动画、曲线图及云图直观观察系统运动轨迹、应力分布及能量变化,辅助设计优化。

‌3.3 开放性与二次开发‌
提供C++及FORTRAN接口,支持用户自定义子程序开发,满足特殊行业需求。例如,汽车企业可通过二次开发实现特定工况的自动化仿真流程。

四、行业应用价值‌


4.1 缩短研发周期‌
通过虚拟样机技术替代物理试验,减少原型机制作及测试成本。例如,汽车企业在底盘开发阶段利用ADAMS进行悬挂系统调校,可将开发周期缩短30%以上。

4‌.2 提升产品性能‌
在航空航天领域,ADAMS用于分析飞行器起落架的收放动力学及操纵面铰链力矩,优化结构强度与疲劳寿命;在工程机械领域,模拟挖掘机工作装置的动态载荷,指导液压系统匹配设计。

4‌.3 降低设计风险‌
在机器人行业,通过ADAMS/Robotics模块进行运动学逆解及碰撞检测,避免机构干涉;在消费电子领域,分析手机铰链的疲劳寿命,确保产品可靠性。

五、典型应用场景‌



汽车工程‌:整车操纵稳定性分析、悬架K&C特性优化、传动系统NVH改进等;
‌航空航天‌:飞行器起落架动力学分析、卫星太阳能板展开机构仿真等;
‌工程机械‌:挖掘机工作装置载荷谱分析、起重机防倾覆稳定性验证等;
‌机器人技术‌:工业机器人轨迹规划、协作机器人碰撞安全评估等;
‌生物力学‌:人体关节运动仿真、假肢机构动力学分析等。