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ADMAS 虚 拟 样 机 分 析 技 术 理 论 及 应 用
Theory and Application of ADⅣ S Virtual Prototype Analysis Technology
张 杨 ，薛 兴 国 ，刘 世杰
(上海杉达学院沪东工学院，上海 200137)
ZHANG Yang，XUE Xing-guo，LIU Shi-jie
(SandaUniversity，Ea~ernShanghaiEngineeringSchool，Shanghai 200137，China)
【摘 要]ADAMS是目前著名的虚拟样机分析软件。运用AD AM S软件，用户可以很方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力
学分析。论文介绍了虚拟样机技术仿真的基本步骤及其在制造领域中分析实验的作用。
【Abstract]AD AMS is one of the famous virtual prototype analysis sofcwares．Using ADAMS software，USerS Can easily to do statics，
kinematics and dynamics virtual prototype analysis．Paper introduces the basic steps of virtual prototype simulation，and its function for
analyzingexperimentinmanufacturingfield．
【关键词】虚拟样机技术；动力学分析；ADAMS
【Keywords]virtualprototypetechnology；dynamicsanalysis；AD AMS
【中图分类号]TP39 【文献标志码IS 【文章编号】1007．9467(2017)07．0215．02
[DOI]10．13616~．cnki．gcjsysj．2017．07．199
1 引 言
多体动力学仿真软件 ADAMS因其强大的功能在机械 、车
辆和航空领域得到了广泛的应用。ADAMS作为一种工具 ，能
为使用者提供用于分析和解决问题的信息，但其本身不会提
供问题的解决方案和答案。这项技术应用的效益，决定于他的
使用者。
2 虚 拟 样 机 技 术 的 含 义
虚拟样机技术依托于计算机技术，作为一个新概念技术 ，
美国国防部对虚拟样机赋予了如下概念。
1)虚拟样机的定义。虚拟样机是具有相当真实度的物理
样机 ，它是建立在计算机 E的原型系统或者子系统模型。
2)虚拟样机的设计。对于所需要分析设计的各种特性进
行测试和评价不再依靠物理样机，而利用虚拟样机代替。
3)虚拟样机的设计环境。虚拟样机体统的设计环境不是
实际的硬件系统，而是模型和仿真的一个结合，主要强调了子
系统的优化与整个系统的整体设计是否可行 ”。
虚拟样机技术可以通过计算机进行产品设计及性能仿
真 ，了解设计时各个要素的情况，缩短开发周期，提高产品设
【作者简介】张杨0988 )，女，江苏泰兴人，助教，从事一体化和智
能控制技术研究。
计质量，而不需要花费高昂的价格进行真实产品设计后再进
行理论验证。
3 ADAMS软 件 的 介 绍
在虚拟样机技术领域中，已经有非常多的公司正在竞争
开发与之相关的商业软件，例如 ，比利时 LMS公司的 Virtua1．
Lab Motion、韩国的 Recurdyn、德国航天局的 SIMPACK，但最
具 影 响 力和 完成 度 最 高 的产 品 还是 美 国 MSC公 司 的
ADAMAS踊。
ADAMS软件由原美国 MDI公司开发，主要进行机械系统
动力学仿真分析。它利用多刚体系统动力学理论中的拉格朗
日法作为求解方式，使用完全参数化的零件库、力库和约束库
在交互式图形环境中建立系统动力学方程。进行动力学、静力
学和运动学分析 ，输出位移 、加速度和反作用力等曲线。
ADMAS具有 GSTIFF积分器、DSTIFF积分器和 BDF积分器变
阶、变步长积分求解程序来应对在运动学分析过程中特征值
变化范围较大的系统。同时 采用 了 ADAMS—Bashforth and
ADAMS—Mouhon积分求解程序(简称 ABAM)及坐标分离算法
应对特征值突变的系统或高频系统，最终求解独立坐标的微
分方程 。通过 IGES、STEP、STL及 DWG等标准格式 ，ADMAS
可以完成与其他市场上惯用的 CAD、CAM及 CAE软件进行
数据双向传输，从而使数据在其他软件上无缝接轨咖。
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1工程建设与设计 I Construction&Des n r丹 ec
4 虚 拟 样 机 技 术 仿 真 的 基 本 步 骤
图 1为 ADMAS虚拟样机仿真技术的基本步骤。
机械系 几何建模；施加运动副和约束；施
统建模 加载荷
仿真 设置测量和仿真输出
分析 ADMAS进行仿真分析
仿真结 回放仿真结果
果分析 绘制仿真结果曲线
验证仿真 输入实验数据
分析结果 添加实验数据曲线
- '- I 与实验结果是否一致 一 否
精致机械 增加摩擦力；定义柔性物体和连
系统模型 接；定义控制
重复仿 设置可变参数点 + 真分析 定义设置变量
、 ，
机械系统 进行主要设计影响因素研究；进行
优化分析 试验设计研究；进行最优化研究
图 1 虚拟样机仿真分析步骤
通过 ADMAS虚拟样机仿真技术步可以对复杂的机械系
统的进行仿真分析，通过采用以下仿真技巧，可以更加顺利地
进行虚拟样机仿真。
在使用 ADMAS进行虚拟样?JLfh真技术初期建模时，往往
需要大量的建模 ，不仅浪费大量的时间，也会由于在建模时过
分复杂，导致分析时无法得到最准确的数据
ADMAS虚拟样机分析技术理论及应用（论文）.pdf
