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MSC ADAMS

ADAMS,即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)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。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额,现已经并入美国MSC公司。
 
  
简介:

ADAMS,即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)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。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额,现已经并入美国MSC公司。
 

软件应用



  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郎日方程方法,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。
ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面,又是虚拟样机分析开发工具,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虚拟样机分析的二次开发工具平台。ADAMS软件有两种操作系统的版本:UNIX版和Windows NT/2000版。在这里将以Windows 2000版的ADAMS l2.0为蓝本进行介绍。

 

ADAMS软件模块



  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,如表3-1所示。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真,而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。
  基本模块 用户界面模块 ADAMS/View
  求解器模块 ADAMS/Solver
  后处理模块 ADAMS/PostProcessor
  扩展模块 液压系统模块 ADAMS/Hydraulics
  振动分析模块 ADAMS/Vibration
  线性化分析模块 ADAMS/Linear
  高速动画模块 ADAMS/Animation
  试验设计与分析模块 ADAMS/Insight
  耐久性分析模块 ADAMS/Durability
  数字化装配回放模块 ADAMS/DMU Replay
  接口模块 柔性分析模块 ADAMS/Flex
  控制模块 ADAMS/Controls
  图形接口模块 ADAMS/Exchange
  CATIA专业接口模块 CAT/ADAMS
  Pro/E接口模块 Mechanical/Pro
  专业领域模块 轿车模块 ADAMS/Car
  悬架设计软件包 Suspension Design
  概念化悬架模块 CSM
  驾驶员模块 ADAMS/Driver
  动力传动系统模块 ADAMS/Driveline
  轮胎模块 ADAMS/Tire
  柔性环轮胎模块 FTire Module
  柔性体生成器模块 ADAMS/FBG
  经验动力学模型 EDM
  发动机设计模块 ADAMS/Engine
  配气机构模块 ADAMS/Engine Valvetrain
  正时链模块 ADAMS/Engine Chain
  附件驱动模块 Accessory Drive Module
  铁路车辆模块 ADAMS/Rail
  FORD汽车公司专用汽车模块 ADAMS/Pre(现改名为Chassis)
  工具箱 软件开发工具包 ADAMS/SDK
  虚拟试验工具箱 Virtual Test Lab
  虚拟试验模态分析工具箱 Virtual Experiment Modal Analysis
  钢板弹簧工具箱 Leafspring Toolkit
  飞机起落架工具箱 ADAMS/Landing Gear
  履带/轮胎式车辆工具箱 Tracked/Wheeled Vehicle
  齿轮传动工具箱 ADAMS/Gear Tool
Adams

  Adams是全球运用最为广泛的机械系统仿真软件,用户可以利用Adams在计算机上建立和测试虚拟样机,实现事实再现仿真,了解复杂机械系统设计的运动性能。
  MD Adams(MD代表多学科)是在企业级 MSC SimEnterprise仿真环境中与MD Nastran相互补充,提供了对于复杂的高级工程分析的完整的仿真环境, SimEnterprise是当今最为完整的集成仿真和分析技术。
  MD Adams的发布完全支持运动-结构耦合仿真,与MD Nastran的双向集成可以释放便利地将Adams的模型输出到Nastran进行更为详细的NVH分析或应力恢复,继而进行寿命/损伤计算。
  MD Adams/Car
  应用MD Adams/Car,技术团队可以快速建立和测试整车和子系统的功能化虚拟样车。
  这可以帮助在车辆研发过程中节省时间、降低费用和风险,提升新车设计的品质。通过
  MD Adams/Car的仿真环境,汽车工程师们可以在虚拟环境中对于不同的路面、不同的
  实际条件反复测试他们的设计,从而得到满意的结果。
  MD Adams/Car包含许多的功能模块用于多学科仿真。
  Multidiscipline Value多学科价值
多学科的价值在于大大地拓广了数字分析的能力,MSC的MD技术是优化的涵盖跨学科/多学科的集成,可以充分利用现有的高性能计算技术解决大量大规模的问题。多学科技术聚焦于提升仿真效率、保证设计初期设计的有效性、提升品质、加速产品投放市场。

MD Adams Package 包括
  Adams/Solver
  Adams/Solver SMP (C++ Solver Only)
  Adams /Linear
  Adams/View
  Adams/Controls
  Adams/Durability
  Adams/Exchange
  Adams/Flex
  Adams/Insight
  Adams/PostProcessor
  Adams/Vibration
  MD Adams/Car Package 包括:
  Adams/Car
  Adams/Car Vehicle Dynamics
  Adams/Car Suspension Design
  Adams/Car Mechatronics (New for MD Adams only)
  Adams/Chassis
  Adams/Driveline
  Adams/SmartDriver
  Adams/Tire
  Adams/3D Road
  Adams/Car Ride
  可选的 MD Adams/Car 模块:
  Adams/Tire FTire
  必要条件:
  MD Adams/Car 需要 MD Adams Package
  MD Adams新功能
  MD Adams R3的新功能
产品集成
  弹性体通用的 MD 数据库 (MD DB) 格式,允许在单个MD Nastran的结果文件(.MASTER)中存储多个弹性体模型。
  使用“白匣子(white box)”的输出方式,使得从Adams到Nastran (Adams2Nastran)的输出发展到单元层次上,因而,对整个系统中单个部件的替换更容易实现。
  Adams/View下新插件Adams/Mechatronics,使得控制系统与多体系统的集成实现标准化。
  MD 版Adams/Engine的发布增加了新的功能,使MD Adams所提供的功能更趋完满。
性能改进
  弹性体的动画显示及其分布载荷云图显示速度更快,有助于改善你仿真结果的可视化效果。
  对Windows 和 Linux 64位操作系统 的支持及使用XML格式导入结果文件的方式,有助于处理大模型及分析结果,改善了前后处理的速度。
  Adams/Solver(C++)SMP支持 Adams/Tire并行解算,在多CPU机器上的运行速度更快。
新的功能
  Adams C++ Solver 3D接触碰撞功能支持在弹性体和弹性体或弹性体和刚性体之间定义碰撞。
  • Adams/Car的功能上有所加强,易用性方面进一步提高,支持常规激励的分析(General Actuation Analysis),新的用于分析的路面生成工具( Road Builder)以及悬架试验台的合并。
  加强Adams/SmartDriver的应用,可以进行车辆路径的再规划,支持路径平滑处理,减少路径曲率峰值。同时采用新的非连续常规状态方程(GSE,General State Equations),保证了在大输出步长情况下的解算精度,并且增加了反方向行驶的功能。
  在Adams/Car Ride 中定量的平顺性指标测试,方便车辆平顺性能的定量化以及评估振动对乘员的冲击。
  Hiller-Anantharaman STIFF 积分器 (HASTIFF) 的 SI1 和SI2方法, 迭代过程需要更少的函数估值,同时提高了极小时间步长的收敛稳定性。
  在Adams/Solver (C++) 中新增延迟时变函数(DELAY run-time function),可用于控制模型中信号或驱动的延迟。
其它方面
  Adams/Tire 3D 轮胎模拟技术,可适用表面崎岖不平的道路。
  一个新的命令 MNFXFORM,可用于弹性体MNF文件的镜像,或变换/旋转弹性体坐标系。
  新增有关插件的帮助文档,并加强了帮助文档的易用性。
  MD Adams R3的新功能
产品集成
  • 弹性体通用的 MD 数据库 (MD DB) 格式,允许在单个MD Nastran的结果文件(.MASTER)中存储多个弹性体模型。
  • 使用“白匣子(white box)”的输出方式,使得从Adams到Nastran (Adams2Nastran)的输出发展到单元层次上,因而,对整个系统中单个部件的替换更容易实现。
  • Adams/View下新插件Adams/Mechatronics,使得控制系统与多体系统的集成实现标准化。
  • MD 版Adams/Engine的发布增加了新的功能,使MD Adams所提供的功能更趋完满。
性能改进
  • 弹性体的动画显示及其分布载荷云图显示速度更快,有助于改善你仿真结果的可视化效果。
  • 对Windows 和 Linux 64位操作系统 的支持及使用XML格式导入结果文件的方式,有助于处理大模型及分析结果,改善了前后处理的速度。
  • Adams/Solver(C++)SMP支持 Adams/Tire并行解算,在多CPU机器上的运行速度更快。
新的功能
  • Adams C++ Solver 3D接触碰撞功能支持在弹性体和弹性体或弹性体和刚性体之间定义碰撞。
  • Adams/Car的功能上有所加强,易用性方面进一步提高,支持常规激励的分析(General Actuation Analysis),新的用于分析的路面生成工具( Road Builder)以及悬架试验台的合并。
  • 加强Adams/SmartDriver的应用,可以进行车辆路径的再规划,支持路径平滑处理,减少路径曲率峰值。同时采用新的非连续常规状态方程(GSE,General State Equations),保证了在大输出步长情况下的解算精度,并且增加了反方向行驶的功能。
  • 在Adams/Car Ride 中定量的平顺性指标测试,方便车辆平顺性能的定量化以及评估振动对乘员的冲击。
  • Hiller-Anantharaman STIFF 积分器 (HASTIFF) 的 SI1 和SI2方法, 迭代过程需要更少的函数估值,同时提高了极小时间步长的收敛稳定性。
在Adams/Solver (C++) 中新增延迟时变函数(DELAY run-time function),可用于控制模型中信号或驱动的延迟。

 

其它方面



  • Adams/Tire 3D 轮胎模拟技术,可适用表面崎岖不平的道路。
  • 一个新的命令 MNFXFORM,可用于弹性体MNF文件的镜像,或变换/旋转弹性体坐标系。
  • 新增有关插件的帮助文档,并加强了帮助文档的易用性。
亮点:MD Adams
  1. 新的在线帮助系统以及PDF格式文件,方便打印
  2. 输出线形模型,可用于在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析
  3. 在3D接触分析中,新的用于处理球体的分析方法
  4. 仿真过程中时变累计质量的计算
  5. 对频响仿真节点的应力和应变结果的曲线绘制
亮点:MD Adams/Car
  6. MD Adams/Car Mechatronics 汽车机电模块
  7. C++ Solver 支持 Adams/Car
  8. 更精确的动态悬架分析
  9. 用于轮胎分析的新试验台
特点综合
  1. 新的在线帮助系统以及PDF格式文件,方便打印
  在 MD Adams中,MSC.Software 引入了一套新的电子在线帮助系统。MD Adams 和 MD Adams/Car 的用户可以使用整个帮助系统。在帮助系统的目录表中,按照模块进行组织,更方便信息的查找和搜索。
  对 MD Adams/View 中的命令语言,新加帮助,对 MD Adams/Vibration模块新加了新的理论手册。
  为方便打印,帮助文档提供了所有帮助文档的PDF格式。
  2. 输出线形模型,可用于在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析
  MD Adams/Vibration的一个新功能就是Adams2Nastran功能,该功能可以输出线形模型,用于在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析。此功能将线性化后的ADAMS模型封装为 Nastran 的DMIG 输入形式。一旦输出完成,用户能够利用NASTRAN强大的频响分析的功能,对系统进行精确的NVH分析和较高频域范围内系统的响应分析。
  3. 在3D接触分析中,用于处理球体新的分析方法
  当模型中存在3D的球体接触碰撞时,为了得到更为精确的结果,加强了接触计算的算法,即使用真实的几何来代表球体。同旧的将球体表面用小平面表示的方法相比,这种算法解算的速度明显加快。例如,如右图所示的滚珠轴承模型,解算的速度提高3.1倍。
  这种算法的另一个好处是接触载荷计算的精度提高。右图所示的曲线图显示旧的算法 (黑色曲线)和新的算法 (红色曲线)所得到的接触载荷的区别所在。
  4. 仿真过程中时变累计质量的计算
  新版本中开发了新的实用子程序,可以自动地计算仿真过程中时变的系统累计质量。
  新的解算器可以完成多体系统质量的计算,包括刚性体和弹性体。
  5. 对频响仿真节点的应力和应变结果的曲线绘制
  MD Adams 新版本支持绘制由于强迫载荷激励载荷输入引起的在弹性体上应力应变的结果曲线。利用此功能,可以让分析人员快速地进行“what-if”的研究,同时考虑系统多体动力学特性和结构的影响。
  6. MD Adams/Car Mechatronics汽车机电模块
  MD Adams/Car Mechatronics(汽车机电模块)为新的模块,该模块极大地加强了Adams/Car和 Adams/Controls的集成。新模块的宗旨是在Car模型下标准化控制系统的实现。
  使用新的机电模块,你可以很容易地对你的车辆控制系统性能的参数影响进行仿真,控制器的开/关只需要简单地在控制器上切换一下即可。
  信号控制器,作为机电模块的一部分,可以在整个系统装配时连接控制系统和机械系统。
  7. C++ Solver 支持 Adams/Car
  Adams/Car 的模型现在可以使用 C++ Solver解算了,用户可以利用新的HHT积分器以提高解算速度。 MD Adams/Tire 和 MD Adams/SmartDriver 模块也支持新的 C++ Solver。
  新的 C++ Solver 提供分析偏微分方程的功能,因而精度更高也更稳定。同时还支持基于传动系统建立的一般状态方程(GSE),并改进了包含弹性体和钢板弹簧的模型。
  8. 更精确的动态悬架分析
  现在,MD Adams 具有的功能可以利用动态悬架试验台对悬架模型完成更为真实的动态悬架分析。此新功能将悬架运动的动态影响考虑在内,因而可以提高仿真的精度。
  用户同样可以使用 RPC 格式的文件作为运动驱动,这一点对于悬架系统及其零部件的耐久性能分析则为至关重要的。
  9. 用于轮胎分析的新试验台
轮胎试验台更为快速地进行多个轮胎模型的比较。可以为不同的轮胎模型自动地生成轮胎特性比较需要的各种曲线图。这种高度自动化的分析功能界面有助于你对各种轮胎模型的品质以及轮胎数据库快速地分析比较。
 

企业简介:



美国MSC软件公司于九十年代进入中国,在CAE发展伊始就在努力推动CAE技术在中国的普及。其总公司美国MSC软件公司成立于47年以前,并获得了由美国航天局授予的原始契约,从而可以开展有限元分析(FEA)作知名软件Nastran的商业化工作(美国航天局的结构分析)。MSC开创了众多科技,现在各行各业正在依靠这些科技,进行行业分析,预测应力和应变,振动与动力学,声学,以及在我们的旗舰产品MSC.Nastran中的热分析。
在公司悠久的历史中,MSC已经开发或收购了其他很多著名的计算机辅助工程(CAE)技术应用,包括Patran,Adams,Marc,Dytran,SimDesigner,SimManager,资讯工程,EASY5, Sinda,和Fluid Connection等。我们正致力于新计算机辅助工程(CAE)工具和以及这些新产品所包含的技术的不断发展,技术主要包括MD Nastran,MD Adams SimXpert,能够集成独立计算机辅助工程(CAE)工具的技术到统一的多学科的求解器和用户环境中。这些“下一代”产品,因为包含多物理场和多学科互动,使工程师能够改善他们的虚拟原型的准确性和可靠性。
MSC也是把模拟延长至工程企业的计算机辅助工程(CAE)行业的领导者。我们的客户认识到,他们需要测量建立虚拟样机和进行测试的益处,从而使工程和产品开发正规化,MSC提供了世界上唯一的“模拟数据管理”(SDM)平台,该平台已经成功的应用在各行业中,包括汽车,航空航天,造船,电子等等。
总部位于加利福尼亚州,圣安娜,,MSC软件公司在23个国家拥有超过1000名员工。


产品概览:

 
  • MD Nastran 功能强大、应用最为广泛、最为通用的结构有限元分析软件,进行结构强度、刚度、动力、随机振动、频谱响应、热传导、非线性、转子动力学、参数及拓扑优化、气动弹性等全面的仿真分析,是公认的业界标准。

 
  • Marc 功能齐全的高级非线性分析软件,具有极强的结构分析能力。可以处理各种各种复杂的非线性问题-几何非线性(大变形和大应变)、材料非线性和接触非线性,其高效的并行计算能力能够实现超大模型的非线性计算。

  • MSC Adams 功能最强、应用最广的机械系统动力学仿真工具,Adams可用于建立复杂机械系统的“虚拟样机”,在真实工作条件下真实地模拟所有运动,并且快速分析比较各种设计,直到获得最佳的设计方案,从而减少昂贵的物理样机、提高产品设计水平,大幅缩短产品开发周期和开发成本。

 
 
  • Easy5 一流的控制/多学科系统级虚拟样机建模分析软件,Easy5是一个基于图形的用来对动态系统进行建模、分析和设计的软件,其建模主要面向由微分方程、差分方程、代数方程及其方程组所描述的动态系统。 模型直观地由基本的功能性图块组装而成,例如加法器、除法器,过滤器、积分器和特殊的系统级零件如阀、执行器、热交换器、传动装置、离合器、发动机、气体动力模型、飞行动力模型等多种零件。分析工具包括非线性分析、稳态分析、线性分析、控制系统设计数值分析和图表等。源代码自动生成以满足实时性的要求。

  • Dytran 高速瞬态非线性动力学和瞬态流固耦合通用仿真工具,特别适用于高度非线性的动态分析,包括结构对结构的接触撞击、材料流分析、以及流体-结构藕合分析。 Dytran也适用于模拟撞击破裂、钣金成型、锻造、安全气囊充气并与乘客的碰撞、船体撞击毁损、飞机或叶片鸟击分析、爆炸分析等,是集MSC公司两个核心软件MSC.DYNA和MSC.PISCES之大成,开高度非线性、流体-结构耦合、瞬态动力响应仿真商用软件之先河的领先产品。

 

  • MSC Fatigue是MSC.Software公司与英国谢非尔德nCode国际公司(nCode International)紧密合作的基础上发展起来的高级疲劳分析软件。在产品设计阶段使用MSC.Fatigue,可在设计制造过程之前进行疲劳分析,并为集成的寿命管理创造一个MCAE环境,真实地预测产品的寿命,极大地降低生产原型机和进行疲劳寿命测试所带来的巨额开销。MSC.Fatigue已经使世界众多的知名公司和企业从中获得巨大的经济效益。涉及从空间站、飞机发动机到汽车、铁路,从空调、洗衣机等家电产品到电子通讯系统,从舰船到石油化工,从内燃机、核能、电站设备到通用机械制造等各个领域。早期疲劳分析可提高产品的可靠性,增强客户对产品性能的信心,同时也可减少售后保修维护等费用,避免产品招回等难以预计的严重后果。

  • Patran 集成的并行框架有限元前后处理器,针对各种不同的设计分析,提供一个全开放性的CAE环境。Patran 是世界公认最好的新一代前后处理系统,它结合了几何造型整合、有限元素模型建立、以及仿真分析和结果评估能力,常被用来仿真产品的性能,并早在设计/制造 实体模型测试前,即找出可能发生的问题并解决问题,提高产品的竞争力。

 
  • Sofy 全球领先的有限元仿真流程自动化专家,是新一代有限元素的建模环境,也是进阶的、自动的、直观的建模工具,可以快速并有效率地建立、处理和管理巨大复杂的有限元素模型,系列模块主要是针对解决有限元素仿真流程自动化的问题。除了提供先进的前后处理功能之外,也具有功能强大的专业模块,在确保模型在高质量的基础上,快速自动化建模流程。
 
  • FlightLoads 特有的飞行载荷及气动仿真系统, 可直接满足飞行器设计人员的需求,进行静动气弹分析,并获得详细结构设计和分析所需的精确外载荷数据

  • FEA&AFEA 结构分析及前后处理软件包,MSC.FEA是MSC.Patran和MSC.Nastran合成的一个软件包, 前后处理利用MSC.Patran, 求解器为著名的结构分析软件MSC.Nastran。MSC.AFEA是MSC.Patran和MSC.Marc合成的一个软件包,两者无缝集成, 网络浮动。前后处理利用MSC.Patran, 求解器为著名的结构分析软件MSC.Marc。分析功能齐全,界面操作方便,大大提高仿真效率。
 
  • Mvision  唯一全面的商品化的材料数据信息系统。
 
  • FluidConnection是理想的适用于自动实现CFD仿真流程的前处理环境,可大大提升产品研发的效率。它与现有的工程软件一同工作(不是取代),并支持各种主流的CAD和CFD软件。FluidConnection的创新性和突出价值在于抽象模型(Abstract Model) 的理念和网格的自动划分相结合,最大程度地降低了无效工作。抽象模型的创建和测试一般由CFD专家完成。软件自动地将这些模型加载到CAD上,不需要分析专家的过多干预,也就是说,当通过CFD分析后CAD模型需要变化时,CAD设计师可以方便地进行操作。
 
  • MSC Sinda Sinda软件原是美国Network Analysis, Inc公司的产品,是目前世界上最权威的系统热设计和热分析软件。它来源于美国航天工业,已有近四十年的研发历史。主要用于温度场和热控制计算,是基于集总参数和热阻—热容节点网络,采用有限差分数值方法设计开发的专业热分析软件,包括大量计算求解器、库函数和开放式的用户开发环境。20多年来,成功地解决了航天、汽车和电子学领域中的最复杂的热技术难题。该软件自1982年起成为美国工业标准以来,已广泛应用于全球数百家公司(包括美国NASA、Lockhood、Boeing、Chrysler和TRW等著名企业或部门),并于1996年进入中国。目前已成功地应用于我国载人航天工程和多颗卫星、载荷的热设计。

 

  • SimEnterprise          MSC企业级解决方案。
  • SimXpert: 面向分析工程师的企业多学科仿真解决方案
  • SimManager: 企业仿真管理,推进仿真持续改进
  • SimDesigner: 面向设计工程师一元化多学科仿真环境