二自由度提升装置的设计+文献综述(8)
1) ODE求解器(求解微分方程)，采用刚性积分法。
2) 非线性求解器(求解代数方程)，采用了Newton-Raphson迭代算法。
3) 线性求解器(求解线性方程)，采用稀疏矩阵技术以提高效率。
4.4.6 计算分析过程综述
利用ADAMS软件中提供的零件库、约束库、力库等建模模块，按照所要分析的系统的物理参数，建立起多刚体系统模型。ADAMS软件进行运算时，首先读取原始的输入数据，在检查正确无误后，判断整个系统的自由度。如果系统的自由度为零，进行运动学分析。如果系统的自由度不为零，ADAMS软件通过分析初始条件，判定是进行动力学分析还是静力学分析。在确定了分析类型后，ADAMS软件通过其功能强大的积分器求解矩阵方程。如果在仿真时间结束前，不发生雅可比矩阵奇异或矩阵结构奇异（如位置锁死），则仿真成功。此时，可以通过人机交互界面再输入新的模拟结束时间，或者进行有关参数的测量及绘制曲线。如果在仿真过程中，出现雅可比矩阵奇异或矩阵结构奇异，则数值发散，ADAMS软件显示为仿真失败，这需要检查系统模型（特别是运动机构的位置锁死点以及约束的类型），或者重新设置时间步长、系统阻尼、数值积分程序中的控制参数等，直到得出正确的仿真结果。
4.4.7 ADAMS软件介绍
ADAMS，即机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis ofMechanical Systems），该软件是美国 MDI 公司开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS 已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。借助于虚拟样机技术，在产品设计阶段，可以驱动数字化物理样机进行实体物理样机在实验室或试验场所能做的性能测试与评估，并直接根据评估结果进行设计过程中的修改。虚拟样机的实现分为五个过程，分别为建造、测试、验证、改进和自动化，如图4-2所示。
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朗日方程方法，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。
图4-2虚拟样机实现过程示意图
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5类模块组成。ADAMS具有三个基本模块，用户界面模块、求解器模块和后处理模块。
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。
求解器模块（ADAMS/ Solver）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具有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决工程应用问题
MSC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，也可以脱离该环境独立运行。
本文针对二自由度提升装置进行动力学方面的研究，结合ADAMS以上的动力学仿真软件特点，选择了MSC公司开发ADAMS作为二自由度提升装置系统的仿真工具。通过在计算机上创建虚拟样机来模拟复杂机械系统的整个运动过程，从而达到改进设计质量、节约成本、节省时间的目的。本文在仿真过程中主要是用到ADAMS/View与ADAMS/Postprocessor两个模块。
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