本书以Adams 2024为对象，系统介绍了包括新增功能在内的Adams的基本功能和一些简单的建模与仿真实例，主要包括Adams分析基本理论、Adams模块介绍、建立模型、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真实例、参数化建模及优化设计，并在此基础上介绍了机械工程开发中最常用的几个专业模块，即Adams Insight（试验优化设计模块）、Adams Vibration（振动分析模块）、Adams Controls（控制仿真模块）、Adams Car（车辆仿真模块）。
由于Adams属于比较难掌握的高端CAE软件，而且2024版本在界面风格、工具栏设置、操作步骤等方面都比以往版本有较大变化，所以本书专门提供了配套资源，包括全书实例源文件和所有实例的操作过程动画文件，可以帮助读者更加形象、直观地学习本书内容。
本书适合从事机械设计的人员学习使用，也可供动力系统分析的专业技术人员参考，还可用作职业培训、职业教育的教材。

这是一本全方位介绍Adams在工程中实际应用情况的书籍，作者拥有多年计算机辅助设计领域的工作经验和教学经验，因此本书专业性强，实例丰富，并且本书中有很多实例本身就是工程分析项目案例，经过作者精心提炼和改编，不仅保证读者能够学好知识点，更重要的是能帮助读者掌握实际的操作技能。所以本书是学习动力学分析与仿真的实用读本，适合有相关需要的读者选择使用。

虚拟样机技术（Virtual Prototyping Technology）通过CAD/CAM/CAE等技术手段把产品资料集成到一个可视化环境中，实现产品的仿真、分析。使用Adams（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）等系统仿真软件，可以在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动，不断修改设计缺陷以改进系统，直至获得优秀的设计方案，最终做出比较理想的物理样机。
Adams软件是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.，已并入美国MSC公司）开发的优秀的机械系统动态仿真软件，是目前世界上使用广泛的机械系统动力学分析软件之一。Adams软件广泛应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆及装备、工业机械等领域。国外的一些大学也已开设了介绍Adams软件的课程，将三维CAD软件、有限元软件和虚拟样机软件作为机械专业学生必须了解的工具软件。一方面，Adams是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析；另一方面，Adams又是机械系统动态仿真分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型机械系统动态仿真分析的二次开发工具。Adams与CAD软件（UG、Pro/ENGINEER）和CAE软件（ANSYS）可以通过计算机图形交换格式文件相互交换以保持数据的一致性。Adams软件支持并行工程环境，可节省大量的时间和经费。利用Adams软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析，为系统参数优化提供了一种高效开发工具。
本书以Adams 2024为对象，系统介绍了包括新增功能在内的Adams的基本功能和一些简单的建模与仿真实例，主要包括Adams分析基本理论、Adams模块介绍、建立模型、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真实例、参数化建模及优化设计，并在此基础上介绍了机械工程开发中最常用的几个专业模块，即Adams Insight（试验优化设计模块）、Adams Vibration（振动分析模块）、Adams Controls（控制仿真模块）、Adams Car（车辆仿真模块）。
一、编写目的
鉴于Adams强大的功能和深厚的工程应用底蕴，我们力图编写一本全方位介绍Adams在工程中实际应用情况的书籍。我们不求将Adams知识点全面讲解清楚，而是针对工程设计的需要，以Adams大体知识脉络作为线索，以实例作为抓手，帮助读者掌握利用Adams进行动力学分析与仿真的基本技能和技巧。
二、本书特点
专业性强
本书作者拥有多年计算机辅助设计领域的工作经验和教学经验，他们总结多年的设计经验以及教学中的心得体会，历时多年精心编著，力求全面、细致地展现出Adams 2024在动力学分析与仿真应用领域的各种功能和使用方法。在具体讲解的过程中，作者严格遵守动力学分析与仿真相关规范和国家标准，这种一丝不苟的细致作风融入字里行间，目的是培养读者严谨细致的工程素养，传播规范的工程分析理论与应用知识。
实例丰富
全书包含多个常见的、不同类型和大小的实例，可让读者在学习案例的过程中快速了解Adams 2024的用途，并加深对知识点的理解和掌握，力求通过实例的演练帮助读者找到一条学习Adams 2024的捷径。
涵盖面广
本书在有限的篇幅内，包罗了Adams 2024常用的全部功能讲解，涵盖了Adams分析基本理论、Adams模块介绍、建立模型、创建约束、施加载荷、计算结果后处理、建模与仿真实例、参数化建模及优化设计、Adams Insight（试验优化设计模块）、Adams Vibration（振动分析模块）、Adams Controls（控制仿真模块）、Adams Car（车辆仿真模块）等知识。可以说，读者只要有本书在手，就能对Adams知识全精通。
突出技能提升
本书中有很多实例本身就是工程分析项目案例，经过作者精心提炼和改编，不仅保证读者能够学好知识点，更重要的是能帮助读者掌握实际的操作技能。全书结合实例详细讲解了Adams知识要点，让读者在学习案例的过程中潜移默化地掌握Adams软件的操作技巧，同时也培养读者工程分析实践能力。
三、本书的配套资源
扫描封底或者下面二维码可获取本书的配套资源（提取码SWSW），其内容极为丰富，可以帮助读者在最短的时间内学会并精通Adams。
19集高清教学微视频
为了方便读者学习，作者专门为本书中部分实例制作了教学视频，共19集，读者可以看视频，像看电影一样轻松愉悦地学习本书内容。
全书实例的源文件
本书附带了很多实例，配套资源中包含实例的源文件和个别用到的素材，读者可以安装Adams 2024软件，打开并使用它们。
四、关于本书的服务
1. Adams 2024安装软件的获取
按照本书的实例进行操作练习，以及使用Adams 2024进行分析，需要事先在计算机上安装Adams 2024软件。Adams 2024安装软件可以登录官方网站联系购买正版软件，或者使用其试用版。
2.关于本书的技术问题或有关本书信息的发布
读者朋友遇到有关本书的技术问题，可以扫描封底和上页二维码查看是否已发布相关勘误/解疑文档。如果没有，可在说明文档中找到相关联系方式，我们将及时回复。
五、关于作者
本书由军械工程学院的胡仁喜博士和陆军工程大学石家庄校区的两位老师李永建与孙立明编写。其中胡仁喜执笔编写了第1 ~ 6章，李永建执笔编写了第7 ~ 9章，孙立明执笔编写了第10 ~ 12章以及附录。
由于作者水平有限，编写过程中难免出现错误，请广大读者联系714491436@qq.com批评指正。也可以加入读者qq服务群907734003交流探讨。
作　者
2024年11月

胡仁喜，北京理工大学机械设计专业博士，军械工程学院车辆与电气工程系老师，Autodesk中国认证考试中心技术总监，石家庄三维书屋文化传播有限公司法人，多年从事CAD/CAM/CAE相关软件研究和教学工作，已出版相关著作500部以上，很多作品在业内具有较大影响。

前言
第1章　Adams分析基本理论1
1.1　多体系统动力学基础理论2
1.1.1　多体系统动力学研究进展2
1.1.2　多体系统动力学方程的结构形式3
1.1.3　多体系统动力学方程的数值求解3
1.2　多刚体系统动力学模型4
1.3　多柔体系统动力学模型7
1.3.1　任意点的位置、速度和加速度7
1.3.2　多柔体系统动力学方程8
1.4　Adams动力学建模与求解12
1.4.1　Adams采用的建模方法12
1.4.2　Adams的方程求解方案15
1.4.3　Adams采用的碰撞模型17
第2章　Adams模块介绍20
2.1　虚拟样机技术21
2.2　多学科分析技术22
2.3　Adams基本模块23
2.3.1　Adams View（用户界面模块）23
2.3.2　Adams Solver（求解器模块）24
2.3.3　Adams PostProcessor（后处理模块）25
2.3.4　Adams Insight（试验优化设计模块）26
2.4　Adams扩展模块27
2.4.1　Adams Controls（控制仿真模块）27
2.4.2　Adams Vibration（振动分析模块）28
2.4.3　Adams Flex（柔性分析模块）29
2.4.4　Adams Durability（耐久性分析模块）29
2.5　Adams专用领域模块30
2.5.1　Adams Car（车辆模块）30
2.5.2　Adams Driveline（动力传动系统模块）32
第3章　建立模型33
3.1　Adams View命令操作34
3.1.1　启动Adams View 34
3.1.2　Adams View界面36
3.2　几何建模38
3.2.1　几何建模基础知识38
3.2.2　建模前的准备工作40
3.2.3　几何建模工具42
3.2.4　创建基本几何体43
3.2.5　创建实体几何模型47
3.2.6　实例平面桁架51
3.2.7　创建复杂几何图形53
3.2.8　创建柔性梁59
3.2.9　修改几何体60
3.2.10　修改构件特性62
3.2.11　实例滑轮组模型64
3.3　应用实例小球碰撞68
3.3.1　平台建模68
3.3.2　小球建模70
3.3.3　滑块建模71
3.3.4　球瓶建模71
3.3.5　曲柄建模74
3.3.6　连杆建模75
第4章　创建约束76
4.1　约束类型77
4.2　约束和自由度77
4.3　约束的命名77
4.4　约束工具77
4.5　常用约束78
4.5.1　常用理想约束78
4.5.2　施加螺旋副80
4.5.3　施加齿轮副80
4.5.4　施加耦合副81
4.5.5　修改理想运动副82
4.5.6　实例为滑轮组模型添加约束83
4.6　虚约束84
4.7　创建高副85
4.8　定义机构驱动88
4.8.1　机构驱动类型88
4.8.2　创建运动副驱动89
4.8.3　创建点驱动90
4.8.4　添加约束的技巧91
4.9　应用实例曲柄滑块机构92
4.9.1　启动Adams View 92
4.9.2　设置建模环境 92
4.9.3　几何建模93
4.9.4　添加约束96
4.9.5　运动仿真98
第5章　施加载荷99
5.1　载荷类型及定义方法100
5.1.1　基本载荷类型100
5.1.2　定义载荷值和方向的方法100
5.2　施加载荷100
5.2.1　施加单方向作用力101
5.2.2　施加分量作用力102
5.3　柔性连接103
5.3.1　拉压弹簧阻尼器103
5.3.2　扭转弹簧阻尼器105
5.3.3　轴套力106
5.3.4　无质量梁107
5.3.5　力场109
5.4　创建接触110
5.5　应用实例为配气机构创建力元112
5.5.1　加载模型112
5.5.2　添加接触力113
5.5.3　添加弹簧阻尼器114
第6章　计算结果后处理116
6.1　Adams PostProcessor简介117
6.1.1　Adams PostProcessor的用途117
6.1.2　启动与退出Adams PostProcessor117
6.1.3　Adams PostProcessor窗口介绍118
6.2　Adams PostProcessor基本操作119
6.2.1　创建任务和添加数据119
6.2.2　工具栏的使用120
6.2.3　窗口模式的设置122
6.2.4　Adams PostProcessor的页面管理122
6.3　Adams PostProcessor输出仿真动画123
6.3.1　动画类型123
6.3.2　加载动画123
6.3.3　动画演示124
6.3.4　时域动画的控制124
6.3.5　频域动画的控制125
6.3.6　记录动画126
6.4　Adams PostProcessor绘制仿真曲线127
6.4.1　曲线图的类型127
6.4.2　曲线图的建立127
6.4.3　曲线图上的数学计算129
6.5　曲线图的处理131
6.5.1　曲线数据滤波131
6.5.2　快速傅里叶变换131
6.5.3　生成博德图132
6.6　应用实例质点系动力学仿真133
6.6.1　动力学模型的建立和仿真分析133
6.6.2　采用Adams PostProcessor生成曲线图133
6.6.3　采用Adams PostProcessor操作曲线图136
第7章　建模与仿真实例138
7.1　曲柄连杆机构139
7.1.1　运行Adams139
7.1.2　设置建模环境140
7.1.3　几何建模140
7.1.4　建立约束142
7.1.5　设置初始状态144
7.1.6　进行仿真144
7.1.7　测量仿真结果145
7.2　单摆机构148
7.2.1　运行Adams148
7.2.2　建立摆臂149
7.2.3　设置摆臂质量150
7.2.4　设置摆臂位置150
7.2.5　建立单摆支点151
7.2.6　设置初始运动151
7.2.7　验证模型151
7.2.8　设置A点支撑力的测量152
7.2.9　运行仿真153
7.2.10　得到支撑力153
7.3　凸轮机构154
7.3.1　运行Adams154
7.3.2　建立凸轮部件155
7.3.3　建立转动副156
7.3.4　建立其他部件157
7.3.5　建立平移副158
7.3.6　添加线-线约束158
7.3.7　添加运动约束159
7.3.8　验证模型159
7.3.9　建立测量160
7.3.10　运行仿真161
7.4　自由降落的石块162
7.4.1　运行Adams162
7.4.2　建立模型163
7.4.3　建立测量164
7.4.4　验证模型166
7.4.5　运行仿真166
7.5　投射石块169
7.5.1　运行Adams169
7.5.2　建立模型170
7.5.3　建立测量172
7.5.4　进行仿真172
7.6　斜面上的滑块174
7.6.1　运行Adams175
7.6.2　建立模型175
7.6.3　添加约束179
7.6.4　建立测量179
7.6.5　验证模型180
7.6.6　运行仿真180
7.6.7　改进模型181
7.7　起重机183
7.7.1　运行Adams184
7.7.2　建立模型185
7.7.3　添加约束190
7.7.4　添加运动193
7.8　弹簧阻尼器196
7.8.1　运行Adams196
7.8.2　建立模型196
第8章　参数化建模及优化设计206
8.1　Adams参数化建模207
8.2　Adams参数化分析207
8.2.1　设计研究207
8.2.2　试验设计208
8.2.3　优化分析209
8.3　参数化建模实例夹紧机构210
8.3.1　夹紧机构模型简介210
8.3.2　启动Adams View设置操作环境210
8.3.3　建立夹紧机构模型213
8.3.4　测试模型219
8.3.5　验证模型221
8.4　优化设计实例夹紧机构223
8.4.1　模型参数化223
8.4.2　设计研究224
8.4.3　优化设计与分析225
第9章　Adams Insight试验优化设计229
9.1　运行Adams Insight230
9.2　参数化分析与回归分析235
9.2.1　参数化分析235
9.2.2　参数化过程239
9.2.3　回归分析248
9.3　蒙特卡罗方法应用260
第10章　振动分析266
10.1　建立模型268
10.2　模型仿真270
10.3　建立输入通道271
10.4　建立输出通道275
10.5　测试模型276
10.6　验证模型277
10.6.1　绘制系统模态277
10.6.2　动画显示固有模态280
10.6.3　动画显示受迫振动分析结果282
10.6.4　绘制频率响应283
10.6.5　绘制功率谱密度286
10.6.6　绘制模态坐标287
10.7　精化模型288
10.7.1　受迫振动分析288
10.7.2　动画显示固有模态289
10.7.3　绘制受迫振动频率响应290
10.8　优化模型292
10.8.1　1%的总阻尼292
10.8.2　2%、3%、4%、5%的总阻尼295
第11章　控制仿真297
11.1　Adams Controls设计流程298
11.2　Adams Controls应用实例299
11.2.1　导入天线模型300
11.2.2　加载Adams Controls模块302
11.2.3　运行实验仿真302
11.2.4　取消驱动303
11.2.5　核实输入变量 304
11.2.6　核实输出变量305
11.2.7　导出Adams模型306
11.3　Adams Controls和MATLAB集成建模308
11.3.1　运行MATLAB308
11.3.2　创建控制系统模型310
11.3.3　搭建控制系统模型310
11.3.4　设置仿真参数310
11.3.5　运行模型仿真313
11.3.6　绘制仿真结果313
第12章　车辆仿真316
12.1　用户创建模板317
12.2　创建悬架系统317
12.2.1　创建前悬架子系统318
12.2.2　创建悬架和转向系统321
12.2.3　定义车辆参数仿真323
12.2.4　绘制仿真曲线325
12.2.5　分析基本推力327
12.2.6　定义和施加载荷文件327
12.2.7　绘制仿真曲线328
12.2.8　修改悬架系统与转向系统330
12.2.9　分析修改后的系统模型331
12.2.10　比较分析结果332
12.2.11　删除仿真和绘图332
12.3　分析弹性体对悬架装配的影响333
12.3.1　创建悬架装配333
12.3.2　创建弹性体335
12.4　包含弹性体的整车装配337
12.4.1　创建整车装配337
12.4.2　交换MNF文件338
12.5　创建轮胎模型340
12.5.1　轮胎模型简介340
12.5.2　Adams Tire341
12.5.3　轮胎模型的选择342
12.5.4　Adams Tire的使用342
12.6　整车动力学仿真分析343
12.6.1　单移线343
12.6.2　常半径转向348
12.6.3　双移线仿真352
附录354
附录A　设计过程函数354
附录B　运行过程函数359