28机械动力学仿真分析软件ADAMS教学大纲

《机械动力学仿真分析软件ADAMS》教学大纲课程代码：010142081课程英文名称：SoftwareADAMSforMechanicaldynamicssimulation课程总学时：24讲课：24实验：0上机：0适用专业：机械设计制造及其自动化大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标机械动力学仿真软件ADAMS是美国MSC公司的产品，集建模、求解、可视化技术于一体，是世界上目前使用范围最广、最负盛名的机械系统仿真分析软件，主要作用是对机械系统进行静力学、运动学和动力学分析仿真，用于研究整个机械系统的工作性能，可以在设计的早期阶段生成虚拟样机，再真实地预测机械系统的工作性能，实现系统级的最优化设计。利用ADAMS软件，用户可以快速、方便地创建完全参数化的机械系统几何模型。该模型既可以是在ADAMS中直接建造的几何模型，也可以是从其他CAD软件中传过来的造型逼真的几何模型。机械动力学仿真软件ADAMS作为仿真技术，是机械工程专业的一门专业课，是分析和研究各种复杂系统的有力工具，有如下要求即教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握仿真技术的原理和方法，能应用机械动力学仿真分析软件ADAMS对一般的机械系统建立动力学仿真模型，并进行仿真，以达到能利用仿真技术对机械系统进行动力学仿真及优化分析的目的，为机械系统开发、设计与分析提供有利的技术支持。（二）知识、能力及技能方面的基本要求在教学目标所提及的范围内，要求学生了解并掌握机械动力学分析的基本原理以及相关的基本概念；使学生通过本门课的学习，能够对简单机械系统进行动力学仿真分析，并根据仿真结果的分析机械系统的动力学参数及性能；同时使学生能够结合优化设计技术对机械系统进行优化分析，进一步提高综合设计能力。（三）实施说明课程各章节内容在重点、深度和广度方面的说明：虚拟样机几何建模，样机仿真分析及调试，仿真结果后处理、参数化建模与设计相关技术和应用。基础理论部分：在虚拟样机几何建模部分主要介绍虚拟样机仿真分析基本步骤；介绍ADAMS/View命令的基本操作；介绍ADAMS/View数据库管理方法；介绍几何建模工具，以及修改几何形体和构件特性等的应用技术；介绍约束类型、约束工具，以及定义机构的运动等的应用技术；介绍施加载荷的基本方法，不同载荷的特点与性能比较及应用技术；样机仿真分析部分：主要介绍设置样机仿真分析输出，检验样机模型，调试样机等应用技术；介绍后处理程序及其基本操作，重现仿真过程、绘制仿真结果曲线等应用技术。参数化建模与设计部分：主要介绍参数化建模基本方法，介绍ADAMS/View函数的应用，以及设计变量的应用；介绍参数化分析的基本方法，介绍控制变量的范围，确定测量目标的性能等技术；介绍仿真的输入和输出，通过实例训练虚拟样机建立和试验分析过程。本部分内容为综合应用，既是难点，又是核心内容。因为学时有限，对于更多综合应用和专业模块的介绍,在课堂上简单介绍或让学上自己阅读作为一般了解。（四）对先修课的要求本课程要求修完高等数学、机械制图、工程力学、机械原理、电工电子学等课程之后进行。（五）对习题课、实践环节的要求各章之后都有相当数量的练习题，学生应尽可能亲自动手操作，以加深对课堂理论教学的理解和对软件的使用。（六）课程考核方式1．考核方式：考查。2．考核目标：通过学习提升学生对机械动力学理论的理解，对配套的专业动力学仿真软件ADAMS有较深的理解，并熟悉相关操作过程，能够采用ADAMS建立机械系统的仿真模型并进行动力学分析。3．成绩构成：平时出勤占30%；最后考核成绩占70%。（七）主要参考书目:《ADAMS——虚拟样机技术入门与提高》，郑建荣编，机械工业出版社,2002《机械系统动力学分析及ADAMS应用教程仿真》，陈继平编，清华大学出版社,2005。二、中文摘要ADAMS是机械系统动力学仿真软件。由基本模块、求解器模块、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本身具有建模功能，同时允许导入有常规三维软件建立的CAD模型。通过在各零部件间时间约束条件创建完整的虚拟样机模型，可以进行零部件间的干涉检验,通过运行联立方程进行运动、静态、准静态和动态模拟。ADAMS的后处理模块可以输出计算结果曲线和机构运动过程动画等内容，且易于保存，能与他人共享。同时可以为有限元分析提供边界条件，可以输出ANSYS、Nastran等有限元分析程序适用的文件格式，实现对机构的优化设计。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1绪论222ADAMS软件操作初步223虚拟样机几何建模224约束机构225施加载荷226ADAMS/View建模相关技术227样机仿真分析及调试228仿真结果后处理229参数化建模与设计2210样机的参数化分析2211虚拟样机设计2212试验分析实例22合计2424四、教学内容及基本要求第1部分绪论总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:介绍机械系统动力学仿真技术的发展历史、研究现状及其发展趋势；学习、掌握机械系统建模的基本理论，机械系统的结构分析原理，机械系统的刚体运动方程。重点:学习机械系统建模的基本理论。难点:机械系统的刚体运动方程。第2部分ADAMS软件操作初步总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:了解ADAMS软件的基本程序模块及附加程序模块；学习虚拟样机仿真分析基本步骤；掌握ADAMS/View命令的基本操作；了解ADAMS/View数据库管理方法。重点:掌握ADAMS/View命令的基本操作；了解ADAMS/View数据库管理方法。难点:ADAMS/View命令的基本操作。第3部分虚拟样机几何建模总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握几何建模工具，以及修改几何形体和构件特性等的应用技术。重点:几何建模工具。难点:利用热点修改几何形体。第4部分约束机构总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握约束类型、约束工具，以及定义机构的运动等的应用技术。重点:约束工具，以及定义机构的运动。难点:约束类型、约束工具。第5部分施加载荷总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握施加载荷的基本概念，不同载荷的特点与性能比较及应用技术。重点:施加载荷。难点:施加载荷。第6部分ADAMS/View建模的相关技术总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握储存和获取数据技术，编辑样机模型及管理数据库等应用技术。重点:编辑样机模型。难点:编辑样机模型。第7部分样机仿真分析及调试总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握设置样机仿真分析输出，检验样机模型，调试样机等应用技术。重点:设置样机仿真分析输出。难点:设置样机仿真分析输出。第8部分仿真结果后处理总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握后处理程序及其基本操作，重现仿真过程、绘制仿真结果曲线等应用技术。重点:后处理程序及其基本操作。难点:仿真结果后处理分析输出。第9部分参数化建模与设计总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握参数化建模基本方法，学习ADAMS/View函数的应用，学习设计变量的应用。重点:参数化建模基本方法，ADAMS/View函数的应用。难点:ADAMS/View函数的应用。第10部分样机的参数化分析总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握参数化分析的基本方法，掌握控制变量的范围，确定测量目标的性能。重点:参数化分析的基本方法。难点:参数化分析的基本方法。第11部分虚拟样机设计总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:学习、掌握仿真的输入和输出重点:仿真的输入和输出。难点:仿真的输入和输出。第12部分试验分析实例总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:通过实例训练虚拟样机建立和试验分析过程。重点:试验分析。难点:试验分析。编写人：纪玉杰审核人：安晓卫批准人：丁茹