ADAMS坦克多体系统建模与仿真+源代码(3)
早期坦克，尤其是第一次世界大战期间的坦克，在结构特征上，有无炮塔的，也有炮塔置顶式，侧置式，旋转式。转向机构上，有部分坦克采用两个辅助变速箱分别用来驱动两侧履带，也有部分采用单差速器，此外，还有用两套变速箱和发动机组分别驱动，另外，还有用电动机通过差速变换两侧履带的速度以实现转向；但他们没有光学观测设备，以及无线电通信设备，及机械故障率高，速度慢，罐的工作条件，这些都是早期的坦克的主要特点。在两次世界大战期间，坦克获得了迅速的发展。至第二次世界大战期间，坦克普遍配备了更新的设备，其火力系统，通讯系统等都有了大幅度的改善，新型穿甲弹和破甲弹的出现，也大大增强了其火力性能。在结构上，这个时期的坦克更加趋向成熟，主要作战性能指标均有了显著提高，成为地面作战的主要武器。二战后，各国利用二战经验对坦克不断改进和研制，至60年代，开始进入了具有现代特征的战斗坦克—主战坦克发展，动力装置多使用柴油机或多燃料发动机，普遍更新了设备，较二战期间的，这个时期的坦克加入了更加更加精确的红外线和光学观瞄设备，以及大量的电子系统，这个时期个别坦克还加入了计算机并使用了激光技术。70年代后，坦克进入第三代，其特点是：战斗威力强，配有105、120以上的坦克炮；技术装备先进，在先进的火控系统和自动传感设备配适下，实现了全天候作战；机动灵活，除大功率发动机外还配有高度自动化的指挥、通讯系统；防护力强，多配有新一代装甲，如复合装甲、反应装甲等[5]。
1.2 多体系统动力学发展与现状简介
1.3 机械系统动力学分析与多体系统动力学软件
坦克系统作为一个机械系统，对其动力学特性分析属于机械系统动力学范畴。随着计算机科学的发展，以多体系统动力学作为理论基础的机械系统的分析和仿真也在不断地发展和成熟。机械系统动力学分析与仿真主要解决四种类型的问题，分别为运动学问题，正向、逆向动力学问题，以及静平衡问题[6]。
1.3.1 虚拟样机技术
虚拟样机技术是20世纪70年代用于产品开发的CAX技术基础上发展起来的，如CAD、CAE、CAM等技术和DFX技术如DFM（Design For Manufacture），DFA（Design For Assembly）等。不同于一般的CAE技术面向对象为零件，虚拟样机技术的对象为包括环境在内的整个系统。它融合了包括现代信息技术、先进制造技术和先进仿真技术等，并把他们从时间和范围上应用于复杂系统[16]，对复杂系统进行综合管理，从整个系统的层面进行分析，支持由上至下的复杂系统开发模式。
功能虚拟样机的基础是机械系统动力学，尽管以其为理论基础，但其研究范围和研究内容并不完全相同[17]。不过，他们之间有着紧密的联系，致使前者的开发并不需要全新的理论体系。
1.3.2 多体系统动力学软件ADAMS简介
目前，已开发有很多商用软件针对机械系统进行动力学分析，包括ADAMS，DADS，RECURDYN，MESAVERDE，MEDYNA等等[18]。下面将对ADAMS进行简要介绍。
ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）即机械系统动力学自动分析，由美国MDI公司开发，现已被MSC公司收购，是最著名的虚拟样机分析软件[6]。它使用面向用户的操作环境，易于上手和学习。包含大量常用零件库、连接库、多种力和力矩、以及专用工具等，可以非常方便的创建机械系统的动力学模型，并且模型是参数化的，方便后期的修改。软件在建模时，使用拉格朗日第一类方程，由此可以快速地建立最大量坐标动力学DAEs[19]。它求解器强大，有稳定的算法，非常适合刚性问题，可以对虚拟系统进行完整动力学分析[20]。后处理程序可以输出系统中任何部件或约束、所设置的测量量的相应曲线，包括位置，速度和加速度等等。此外，还能输出动画仿真。至今，ADAMS的仿真在各个领域有普遍的应用。