ADAMS非线性力场深入解析与应用

本文档是关于使用ADAMS进行非线性力场建模的全面教程。ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款强大的机械系统动力学仿真软件，广泛应用于机械工程领域。非线性力场在模拟真实世界中复杂的力学行为时至关重要，因为许多物理现象如摩擦、接触和材料非线性等都涉及到非线性力。 在描述中，非线性力场的定义被提及，特别警告用户在使用场元素时，为了保证其构成方程的准确性，至少有两个旋转角度（a, b, c）必须保持较小，通常小于10度。如果a超过90度，b的值会变得不稳定，同样，如果b超过90度，a也会变得不稳定。只有c可以超过90度而不会导致收敛问题。因此，建议在定义场时，保持a和b的角度小，而不是a和c或者b和c。 此外，ADAMS/Solver中的K和C矩阵必须是正定的，这意味着对于所有位移x，xt K x >= 0，对于所有速度y，yt C y >= 0。这保证了力场的刚度矩阵不会从模型中移除能量，而阻尼矩阵也不会向系统添加能量。虽然ADAMS/Solver不要求这些矩阵是对称的，但对称性通常更符合实际。 文档还涵盖了机械系统建模和结构分析的基础知识。机械系统由构件和零件组成，包括机构和机器，其中机构由至少两个有相对运动的构件构成。参考机架在计算速度和加速度时起到关键作用，可以是地面参考机架（独立的惯性参考坐标系）或构件参考机架。坐标系分为地面坐标系、构件机架坐标系和标记坐标系，后者用于确定构件的形状、质心、力的作用点等。 欧拉角法和三点法被介绍为确定坐标系位置和方向的两种方法。自由度是机械系统中构件相对于地面构架独立运动的数量，计算公式涉及活动构件数、运动副的约束条件数、原动机的驱动约束条件数以及其他约束条件数。 通过这篇教程，读者可以深入理解ADAMS中非线性力场的使用以及机械系统建模的基本概念，为复杂机械系统的仿真分析打下坚实基础。