1、MSC. Adams,Presentation Subtitle：Presented By: 马璐Date：4/12/2018,展示内容,MSC公司简介软件背景软件功能应用案例专用工具结束语,4/12/2018,2,MSC公司简介,4/12/2018,3,创建于1963年，总部位于美国洛杉矶世界最大的CAE软件供应商与项目咨询公司MSC Nastran(NAsa STRuture Anlysis)开发者和拥有者拥有高素质雇员1100余人在全球35个国家和地区设有50个办事机构旗下各学科产品齐全,MSC产品全系列,4/12/2018,4,软件背景,4/12/2018,5,美国MDI公司(Mech
2、anical Dynamics Inc.)成立于1977年1980年推出ADAMS商业版1996年5月在NASDAQ上市，MDII2002年5月MSC公司收购MDI, MSC.ADAMS,软件介绍,4/12/2018,6,ADAMS Automatic Dynamics Analysis of Mechanism System If it moves, you can use ADAMS!Virtual Product Development 虚拟产品开发,MSC.ADAMS 软件工作平台,WindowsWindows 2000Windows XPWindows vistaWindows 7
3、UnixSGI IRIX 6.5.14mHP PA-RISC/HP-UX 11,11iHP Intel Itanium JHP-UX 11.22IBM RS/6000 AIX 4.3.3/5.1SUN UltraSPARC/Solaris 8,9 Linux Red Hat Enterprise Linux 3Red Hat Linux 9.0The products are developed on Windows and SGI.,For ADAMS 2012,2012 Adams/View GUI易用性,8,Update (2011- 2012)工具栏模型树向导工具本地化语言,Last
4、Major A/View GUI Update (1997),4/12/2018,9,MSC.ADAMS 模块构成,Flex,Controls,Durability,Vibrations,扩展模块,ADAMS/Car,ADAMS/Tire,ADAMS/Chassis,ADAMS/Driveline,不同行业可选专业模块,ADAMS Solver PackageADAMS/Solver & ADAMS/Linear & SMP,核心模块,ADAMS/Exchange,CAD接口模块,ADAMS/View /Post Processor/Insight,CAD Translator(for CAT
5、IA, Pro/Engineer, I-DEAS, Unigraphics, SolidDesigner, AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge),ADAMS/Trucks,ADAMS/ATV,ADAMS/Bearing AT,ADAMS/Leafspring,More.,ADAMS 核心模块,4/12/2018,10,核心模块前/后处理 + 解算器,4/12/2018,11,ADAMS/View建模工具可视化参数化 优化自动化ADAMS/Solver迪卡尔坐标系 + 欧拉角运动学微分代数方程 组(DAES)预测-校正算法向后差分公式 (BDF)牛顿-拉弗森迭代支持SM
6、P并行计算,4/12/2018,12,ADAMS/Solver 仿真类型和过程,4/12/2018,13,ADAMS 核心模块后处理,可以按页面同时显示曲线和动画可以叠加多次仿真结果可以定义并存储用户自定义的页面设置感兴趣部件动态干涉碰撞的自动检测弹性部件变形彩色显示支持常用命令的快捷方式快速、简便、更好的视觉效果有助于仿真结果的理解方便的格式，以满足不同的要求,4/12/2018,14,ADAMS/Linear,“线性化” ADAMS的非线性方程可以达到:加强在频域进行系统振动性能的仿真能力将ADAMS仿真结果与有限元软件或模态试验结果进行比较提高系统稳定性设计方面分析能力生成机械系统的空间
7、线性状态矩阵，方便控制系统的设计,Adams/Insight,4/12/2018,15,区分设计变量的主次识别设计变量的相互作用方便对设计项目进行管理单目标和多目标优化网络发布实验结果,4/12/2018,16,ADAMS/Exchange 基于行业标准的接口模块,IGESSTEPDWG/DXFParasolidStl,CAD Translator,可实现主流CAD软件与Adams的直接数据交换直接导入和导出CAD几何，支持：CATIA V4 and V5*Pro/EUGSolidWorksInventorACIS，VDA等。,4/12/2018,17,4/12/2018,18,评估部件弹性对
8、整个系统性能的影响MSC.Nastran MSC.MarcANSYS (ANSYS, Inc.)I-DEAS Model Solution(UGS)ABAQUS (HKS, Inc.),FE Modes,ADAMS Simulation,Stress Distribution,ADAMS/Flex 功能,4/12/2018,19,在ADAMS中使用弹性体可以研究部件的柔性对整个系统的影响，即刚弹耦合模型 通过ADAMS分析结果所提供的载荷及位移的边界条件可以研究系统运动及载荷对部件的影响,ViewFlex,Reduces 6.25 hour process to 0.5 hour,20,4/1
9、2/2018,21,4/12/2018,22,ADAMS/Vibration,ADAMS/Vibration为即插即用模块，可以作为虚拟样机振动方面的分析工具允许对你所建立的系统在不同工况下进行振动性能分析，避免了重新建模的麻烦允许在模态空间进行各种振动性能方面性能的评估，包括强迫振动的响应、传递函数、模态振型分析及模态参与因子等在线性逼近范围内合理有效可与 ADAMS/Insight集成每阶模态的能量分布,4/12/2018,23,Adams/Flex & Adams/Vibration,4/12/2018,24,ADAMS/Durability,在虚拟试验环境下完成实物疲劳试验系统级评估部
10、件的动强度和疲劳寿命的集成环境,4/12/2018,25,在ADAMS中可以动态显示变形、应力、应变,4/12/2018,26,在产品级评估部件的应力、应变大小在相同模型相同环境下获得运动或疲劳寿命的信息仿真过程流畅加速产品市场化,Adams/Controls,4/12/2018,27,MD Adams/Controls可以实现控制系统与机械系统的方便关联，即可将机械系统模型输出到控制软件环境中，也可将控制系统模型输入到Adams环境下，此时还可实现对控制系统参数的优化,二次开发功能,4/12/2018,28,4/12/2018,29,专业模块,不同行业解决方案Adams/CarAdams/T
11、ruckAdams/ChassisAdams/DrivelineAdams/ATVAdams/LeafspringAdams/AdWiMoAdams/Gear ATAdams/Gear GeneratorAdams/Bearing ATAdams/Cablemore,特色工具箱,ADAMS/ATV,ADAMS/AdWiMo,ADAMS/BearingAT,ADAMS/Leafspring,ADAMS/GearAT,ADAMS/Cable,30,钢板弹簧工具箱采用离散梁单元法为工程师提供了高质量的板簧建模环境，在这个环境中，用户可以快速建模并进行后续的相关分析。用这个工具创建的虚拟板簧模型既可以
12、作为独立的子系统进行分析，也可以通过Adams/View 和Adams/Car装配到整车系统进行分析。该工具箱具有使用方便，计算结果可靠的突出优点，已经成功通过数十家用户的上千次验证。,钢板弹簧工具箱：ADAMS/Leafspring,31,履带工具箱是ADAMS用于履带式车辆动力学性能分析的专用工具，用于分析军用或商用履带式车辆各种走行动力学性能。该工具箱提供了多种悬挂模式和履带的模板，方便用户建立各种复杂的车辆模型。通过改进的高效积分算法，可快速给出计算结果，研究车辆在各种路面（软土、硬土）、不同车速和使用条件（直行、转向）下的动力学性能，并进行方案优化设计。,履带工具箱：ADAMS/AT
13、V,32,AdWiMo : Advanced Windturbine Modeling AdWiMo是一个便捷的风机建模工具，界面非常友好。能够建立高保真的风机模型，包括叶片、齿轮箱、机舱和塔架等。可以精确考虑气动载荷、齿轮接触、轴承、海上风机波浪载荷的影响，并且可以方便地与有限元、控制、液压以及疲劳分析软件进行有效集成。,风机工具箱：ADAMS/AdWiMo,33,Cable是快速建立滑轮和吊装系统的绳索、皮带、滑轮及带轮装置的工具，可以广泛用于吊装、电梯、缆车等仿真领域。特点简洁的用户界面多种绳索建模模式自动化的约束、连接处理高效的接触分析,绳索工具箱：ADAMS/Cable,34,Gea
14、rAT : Gear Advanced TechnologyGearAT是用于齿轮传动设计和评价的高性能动力学仿真工具。特点支持内齿轮和外齿轮传动，直齿和螺旋齿轮可充分考虑部件的柔性及相互作用建模快、精度高考虑齿轮与轴承微观的几何形状影响考虑齿轮与轴承的非线性行为,齿轮工具箱：ADAMS/GearAT,35,BearingAT : Bearing Advanced TechnologyBearingAT是用于轴承设计及性能仿真工具。特点基于工程经验的实体接触解析算法消除了关于接触刚度的假设有被验证的有限元支持有限元网格技术应用高级技术适用非专家用户群自动化程序实现FEA和MBD应用而无需高级技
15、术,轴承工具箱：ADAMS/BearingAT,36,ADAMS/BearingAT,传统方式,以简化的约束或力元方式模拟轴承,建模快,仿真精度差有限元方式,精度好,计算量巨大两者融合方式,4/12/2018,37,ADAMS/BearingAT,4/12/2018,38,ADAMS/BearingAT,4/12/2018,39,4/12/2018,40,接触分析原生体素接触,确定实体相交点的解析方法支持的实体：球体圆柱体椭球体箱体,使得接触力曲线更光顺提高了求解速度广泛应用：轴承、履带、皮带轮、其它机构等任何有这种几何接触的地方,“Contact performance in Adams o
16、ffers substantial performance improvementworking with MSC software and services I have developed high end naval animations that have helped our company win business” - Major US Based Defense Contractor,41,4/12/2018,42,4/12/2018,43,4/12/2018,44,4/12/2018,45,MSC.ADAMS的特点和优势,软件界面友好，操作简单，易学易用；具有强大的二次开发功
17、能，支持C+/Fortran语言，满足不同需求三维实体、弹性体碰撞和冲击分析功能；独特的摩擦、间隙分析功能；大型工程问题的求解能力；极好的解算稳定性，唯一支持SMP并行计算；支持系统参数化试验研究、优化分析；独特的振动分析功能，能分析机构任意运动状态下系统振动性能；提供多学科软件接口，包括与CAD、FEA、CSD之间的接口；提供凝聚了丰富行业应用经验的专业化产品；唯一经过大量的实际工程问题验证的动力学软件,4/12/2018,46,汽车/卡车/公交车,船舶/通用机械,铁道/工程机械,航空航天/兵器,MSC.ADAMS 行业应用,机电液一体化仿真平台,MSC.Adams,Nastran,Easy
18、5和Fatigue集成完成。,4/12/2018,47,集成仿真平台,4/12/2018,48,4/12/2018,49,MSC.ADAMS领先的市场地位,Source: Daratech,MSC.ADAMS是目前机械系统仿真的工业标准,4/12/2018,50,MSC 产品国外用户,4/12/2018,51,ApplicationsAir-conditioning ductEngine timing chainCAE divisionLight truck divisionChassis controls divisionAnalytical Powertrain division,CASE
19、 FILE: Ford Motor Company,Manufacturing Costs Eliminated $1 Billion Development Time,Engineering Expenses EliminatedLabor$17.4 MPrototypes54.5 MTesting20.3 MTooling 2.0 M $94.2 M CAE Costs$53.0 MNet Savings$41.2 M,Ford Motor Company,Savings from CAE on three major programs:,Source: Investigating Vir
20、tual Product Development Conference June 4, 1996,With CAE,Without CAE,$,Ford Motor Company,7%,40%,80%,95%,8790 9396,CAE Process Improvements:,Percent of analysis completed before first prototype Shift in thinking about CAEPast:Use CAE to troubleshoot design problemsPresent:CAE is required for design
21、 sign-offOne prototype phase has been eliminated,Source: Investigating Virtual Product Development Conference June 4, 1996,Facing Aircraft Design Challenges with Virtual Prototyping,“The goal is to go from 60-some months to 12 and to do what we did last time around for $6 or $7 billion, for $1 billi
22、on.” Boeing, Commercial Airplane Group,ADAMS Space Applications,Ground ProcessingGround handling loads analysis, fixture designGround test correlationLaunch SimulationLaunch loads, payload isolation designSpacecraft separation from launch vehicle Payload fairing ejectionDeployment AnalysisSolar arra
23、ysAntennas, instrument covers,Control System SimulationFine pointing requirementsRobotics (large motions, changing constraints)MiscellaneousOn-orbit anomaly resolutionFailure modes and effects analysis,ADAMS in Spacecraft DesignConfirmation - Testing on a “virtual rig”,“1g”,“0g”,Physical,Virtual,Phy
24、sical model undergoes deployment test,Results compared with virtual model in same test configuration,Virtual model tested in flight configuration,Physical model verified by comparison,4/12/2018,58,Concept,Product,Design - Build - Measure,卫星设计流程,NASA Space Robot Arm,4/12/2018,60,天线与太阳帆板应用,JPL(Jet Pro
25、pulsions Laboratory),Keeping the Mars Pathfinder mission on course,海上吊装机构/稳定性,Sway Displacement (meter),Surge Displacement (meter),Heave Displacement (meter),锚链动力学仿真,经营事业：内联管道的普察设备面临挑战： 确保挪威阿斯加德领域油田贯穿海底800公里的整个石油管路的检查设备的高度可靠性解决方案：开发和测试检查设备的虚拟原型，确保通过关键管段部分的流动性价值：取得了对检测设备的显著认识，以减少灾难性情况的发生风险,管路普查设备,4/1
26、2/2018,66,案例研究： PAB经营事业：石油开采和钻探挑战： PAB是一个水下结构，用于海洋平台上，通过高压喷射天然气抽取石油。PAB通过一个狗屋锁定系统固定在井口。该系统出现故障损失是非常大的。解决方案： 使用耦合的Adams和CFD仿真来更好的认识系统故障并阻止事故的发生。价值： 考虑了流固耦合，机械故障能够被很好的认知，从而帮助设计出更好的PAB系统。,Production Adapter Base (PAB),舰载机多体动力学仿真,雷达是一个综合了电子系统、控制系统和高速运动的机械系统的复杂模型。在工作过程中，雷达在控制系统作用下，进行高速的旋转运动和俯仰运动，同时，作为船载雷
27、达还应当抵御包括海浪和海风等在内的外界干扰，从而保证雷达能够快速捕捉目标。,应用ADAMS可以建立包括控制系统和机械系统在内的虚拟样机，多体动力学模型中包括：控制系统框图电动机传感器齿轮等减速机构弹性立柱雷达面阵,舰 载 雷 达,兵器、防御系统,兵器、防御系统,GE Transportation,Business:North American locomotive manufacturer Challenge:Investigate the effect of wheel back-to-back distance on locomotive stability and safetySolut
28、ion:Parametric model built in ADAMS/Rail and run through standard suite of maneuversValue:Met customer critical-to-quality requirements on locomotive design,“We have done a lot of wonderful work using ADAMS.”- Jingjun Zhang Control and Auxiliary Systems,“The simulation produced results in agreement
29、with all service conditions and the overall dynamic behavior. Derailment and rollover stability measurements have been matched with a maximum error of 3%.”- Massimo Lenti Manager R&D, Alstom IPS,Business:Railway vehicles manufacturerChallenge:Optimize new streetcar for rollover stability and derailm
30、ent avoidanceSolution:Evaluated the vehicle behavior virtually to optimize the designValue:Improved safety; greater confidence,ALSTOM Transportation,主营业务: 铁道车辆制造面临挑战: 预测油罐车的使用寿命，避免出现疲劳裂纹解决方案: 使用MSC.Software 公司FEA软件进行仿真，确定油箱上薄弱部位，并采用加强筋进行加固。价值所在: 减少许可证费用,成功案例: Socofer,成功案例: Trenitalia,主营业务: 欧洲铁道运营商面临
31、挑战: 设计试验铁道车辆制动设备解决方案: 使用ADAMSMatlab 联合仿真功能，研究车轮主动防滑系统的性能（WSPD - Wheel Slide Protection Device)价值所在: 借助虚拟样机，得以优化车轮主动防滑系统的性能,“The proposed model has a behaviour qualitatively and quantitatively analogous to the on line tests.”- P. Presciani Manager, UTMR Trenitalia,Mitsubishi Electric,Business:Circuit
32、 breaker divisionChallenge:Reduce excessive prototyping costsSolution:Performed virtual prototyping in ADAMS on their full line of circuit breakers Value:Saved 6% of total R&D costs in first year,Sanyo,Business:General machinery manufacturerChallenge:Reduce vibration of washing machineSolution:Built
33、 virtual washing machine with ADAMS; used Taguchi Method to optimize performanceValue:Achieved 70% reduction of machine vibration,“More and more What-If studies with ADAMS virtual prototype are the key for our design optimization.” -Mr. Takao Kinouchi, Chief Researcher, SANYO Electric Co,. Ltd,Befor
34、e,After,ABB,Business: Industrial RoboticsChallenge: Analyze performance of various custom configurations Solution: Complete motion solution to automate robot model assembly, analysis, and post-processing to enable field sales to ascertain functional specifications.Value:Ability to confirm custom configuration directly in the fieldTool also used to validate controller development before physical trials,装配流水线模拟,装配流水线模拟,总结,4/12/2018,81,使用ADAMS软件可以方便的进行机械统的动力学性能仿真使用ADAMS软件可与CAD/CAE/CSD软件集成，建立统一的模型进行仿真使用ADAMS软件可以进行多目标、多参数的优化分析,谢谢！,4/12/2018,82,
