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ADAMS与常用CAD软件之间的接口.pdf
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InterfacebetweenADAMSandCADsoftware (青岛中国海洋大学)丁寿滨常宗瑜武雅洁谭登山朱春涛Ding,ShoubinChang,ZongyuWu,YajieTan,DengshanZhu,Chuntao 摘要:ADAMS是一种对复杂机械系统进行计算机仿真的工程软件,但是这种软件的实体建模能力不够强大。因此,人们常用Pro/E、ug和Solidwork等CAD软件进行建模,然后采用ADAMS进行机械系统的模拟。因此,二者之间的接口问题引起人们的关注。本文介绍了将CAD中精确的样机模型导入ADAMS环境中的方法。并给出了一些实例。关键词:ADAMS;CAD软件;接口中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1008-0570(2005)10-3-0202-03 Abstract:ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)isasoftwareusedfordynamicsimulationofcomplexmechanicalsystem.However,itisnotapowerfultooltobuildsolidmodel.Therefore,someCADsoftwares,suchasPro/E,UGandSolidwork,areappliedtomodelthecomponentsofsystem.ThendynamicsimulationandanalysisofsystemarecarriedoutinADAMSenvironment.ThereforetheinterfacebetweenADAMSandCADsoftwarecausestheconcern.Inthispaper,themeth-odsareintroducedimportingCADmodelsfromCADenviron-menttoADAMSenvironment.Someexamplesarealsogiveninthispaper.Keywords:ADAMS;CADsoftware;Interface
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3 Y. O5 F5 k p' x1 X 1 引言 ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechani-calSystem)软件是目前应用最为广泛的机械系统动力学仿真软件,其核心模块是ADAMS/View和ADAMS/Solver,另外还包括其他20多个扩展模块,现在的版本已经发展到ADAMS2005,功能也日益完善。但是,一个不容忽视的问题就是ADAMS自身的造型能力比较 薄弱,要对复杂的机械系统进行精确的动力学仿真,目前流行的解决办法是先在专业的CAD造型软件中建立精确的模型,然后传递到专业的动力学仿真软件下进行仿真分析。要实现这一方法,就要充分了解软件之间的接口问题,本文以ADAMS12.0为例,谈谈ADAMS与专业的CAD造型软件如 ro/E、Solid-Works、UG、SolidEdge、CATIAV5之间的接口问题。 2ADAMS与Pro/E之间的无缝接口Pro/E是美国PTC公司的标志性软件,它的内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设 ; `- _4 H3 N. Q; P/ P4 m0 a8 H" M) P
$ T# R6 i: M6 C$ b- \ 计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输出、生产加工成产品的全过程,广泛应用于航空航天、汽车、机械、NC加工、电子等诸多行业。其参数化造型能力与其他CAD软件相比有明显优势,是中国应用最广泛的CAD高端产品。 Pro/E与ADAMS之间的无缝接口是通过MECH-ANISM/Pro来实现的,虽然这一模块是MSC公司推出的Pro/E与ADAMS之间专用接口模块,但是两者间在接口上还存在一些问题。 + Z6 _( |. C% L1 f* L: ~2 a2 c- K
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(1)版本间的匹配问题 " G' C9 d) C: N& i9 Q/ A
4 F3 m/ ?* Y& O# S, M+ x ADAMS与Pro/E正确的版本匹配情况如下表所示: 5 N: o1 V8 n6 s9 p
7 O: S: S0 E4 u0 I" U (2)MECHANISM/Pro模块安装问题( |( i ^5 I8 B
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目前很多用户无法顺利实现Pro/E与ADAMS之间接口,除了版本的匹配问题外,很大程度上因为MECHANISM/Pro模块安装的方法不对,笔者也是反复试验了多次才成功,正确的安装步骤在MSC公司的官方网站上都有介绍,我们需要注意的是ADAMS的补丁文件一定要安装(特别是199号补丁),另外有时候还需要用新的Pro/E的超时补丁nmsd.exe替换原来的文件才可以,安装成功后,当进入Pro/E的装配界面时候,会出现如图1所示的下拉 ! Q! t" B+ z, q& t0 U
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' P' Y" t2 Q" g" ?* _* d 丁寿滨:硕士研究生山东省优秀青年科学家科研奖励基金,编号:02BS002
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当MECHANISM/Pro安装成功后,通过在Pro/E中创建装配体,定义刚度,创建约束副,添加驱动等步骤就可以将Pro/E中建立的装配体的模型传送到ADAMS/Solver中进行求解,也可以将模型导入ADAMS/View中添加更复杂的约束副和驱动后再求解,,但是应该注意的一点是Pro/E中模型的单位设置跟ADAMS环境中的单位要一致(零件跟装配体的单位都要一致),否则会提示导入错误。 按照以上步骤,就可以顺利实现ADAMS与Pro/E间的接口,轻松将Pro/E中的模型导入ADAMS中,如图2所示,另外传递过程中难免会出现一些问题,如曲线丢失,颜色丢失等,解决办法在文献中有所介绍。 3ADAMS与SolidWorks之间接口 SolidWorks是中端CAD产品中的首选,目前在世界各地拥有30多万用户,它支持多种数据标准,如IGES,DXF,DWG,SAT,STEP,STL,VRML等,可以很容易地将目前市场中几乎所有的机械CAD软件所生成的文件读到SolidWorks中。 MSC公司推出了ADAMS与SolidWorks的接口模块:MSC.DynamicDesignerforSolidWorks用来实现两者间的连接,这里不做过多介绍,对于没有安装这个模块的用户来说,可参考文献介绍的几种SolidWorks与ADAMS进行交互格式。因为SolidWorks与ADAMS均采用Parasolid核心实体造型技术,所以采用Para-solid格式导入ADAMS的相对效果最好,零件保留了其属性颜色,特征颜色以及面颜色都丢失了,表面质量稍有下降,但没有大的问题,与实物效果较接近,基本上可以满足虚拟样机的需要。 用户在导入过程中应该注意以下问题:首先将SolidWorks中的模型另存为Parasolid(*.x_t)格式,在“选项”中设置输出版本为12.0以下(对于ADAMS2003以上版本的用户可以不用设置Solid-Works输出版本)。其次,要将保存的文件的扩展名改为xmt_txt,在ADAMS/View中选择import就可以将文件导入,注意在导入时的路径不能出现中文。最后,导入的文件我们经常会发现模型的每个零件都缺少质量属性,对于这种情况,需要我们手动添加。另外,我们可以在ADAMS/View环境中进一步对模型进行修改,以满足我们的要求。图3是从SolidWorks导入ADAMS中的轴承模型。
4ADAMS与UG、SolidEdge之间的接口UG(Unigraphics)是EDS公司推出的集计算机辅助设计、分析和制造软件为一体的三维参数化设计软件之一,软件中各种先进的技术解决方案逐渐成为业界所公认的领先技术,牢牢地占领了高端产品设计应用领域的大部分市场。ADAMS与UG共同支持的格式有STEP,IGES,Parasolid几种格式,将UG的模型导入到ADAMS中有两种方法,一种是先在UG中添加约束条件后导入ADAMS,另外一种是直接将模型导出为Parasolid格式。对于第一种方法,以UGNX3.0为例,具体实现过程如下:首先在Motion里将模型定义link和约束,然后输出:Export-Adams,在“GeometoryFormate”处选择“Parasolid”,建议采用默认的文件名,输出完成之后,在文件夹下会生成五个文件,他们都是同名文件,文件后缀名分别是anl、cmd、res、sim和mxt_txt。将其中的anl文件的后缀改为adm,先在ADAMS/View环境中导入adm文件,然后再导入实体文件mxt_txt文件,注意放在同一个model里面。这样就可以将UG中的模型成功导入ADAMS中进行仿真分析了。因为UG也是采用Parasolid核心实体造型技术,所以可采用第二种方法即直接将模型输出为Parasolid格式的方法,将模型导入ADAMS环境中。首先在UG环境中建立模型,另存为Parasolid格式的文件,此处注意选择版本,对于ADAMS12.0的用户来说,应该选择的Parasolid版本在12.0-UG17.0之间。导入ADAMS以后,我们需要给各个零件添加质量,约束,力,力矩和初始条件等然后就可以进行运动学和动力学仿真了。SolidEdge是EDS公司的中档CAD系统,它以其卓越的性能、优异的造型功能、众口皆碑的易用性和专业化的设计环境赢得了业界广泛的赞誉,SolidEdge
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采用Parasolid作为软件核心,将中端CAD系统与世界上最具领先地位的实体造型引擎结合在一起,功能强大,是从事三维设计的优秀CAD软件。 MSC公司推出了ADAMS与SolidEdge之间的专用接口:MSC.DynamicDesignerforSolidEdge(DDM模块),通过该接口可以很容易实现两者之间的模型传递,当用户将模型建立好之后,就可以马上切换到DDM模块下进行设定约束及运动条件,即可传递到ADAMS环境中做进一步的分析了。 对于没有安装DDM模块的用户,可以采用与SolidWorks完全相同的方法将模型转换到ADAMS环境中进行仿真分析。 5ADAMS与CATIAV5之间的接口 CATIAV5是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。凭借着其方便的操作和强大的曲面造型能力,已经成为当今最流行的CAD软件之一。到2003年9月发布的CATIAV5R12,模块总数出最初的12个增加到了150多个,被很多CAD/CAM领域的资深咨询专家评价为第四代CAD/CAM软件,代表了CAD/CAM未来发展的方向。 为了使ADAMS更方便地与CATIA进行数据交换,MSC公司为CATIA开发了SimDesigner(tm)forCATIAV5products产品系列,包括SimDesigner(tm)GenerativeProducts,VerticalApplications,SimDesigner(tm)GatewayProducts三个系列的产品,通过这些产品,可以在CATIAV5环境下利用ADAMS强大的分析功能,实现了与CATIAV5环境的无缝集成。SimDesigner(tm)GenerativeProducts不仅仅是个接口的功能,运用该模块可以直接在CATIAV5的环境下面进行热力学、运动学、动力学等方面的仿真研究;也可以将模型输出ADAMS所需的cmd格式,并在ADAMS环境下面导入。 对于没有安装SimDesigner(tm)forCATIAV5products接口的用户,可以通过将CATIA中建立好的模型存为ADAMS能够识别的格式导入,通常采用IGS格式和STL格式,在这两种格式中,通过比较,STL格式模型信息丢失的少,但是,STL格式不支持装配体,如果用户的电脑上安装了与Parasolid内核相关的软件,CATIA就可以另存为x_t格式的文件,注意保存路径中不要出现中文,单位设置要跟ADAMS中的单位一致,象其他Parasolid格式一样,将文件后缀名该为xmt_txt,就可以导入ADAMS环境中了。 6 结论 本文介绍了ADAMS与常用CAD软件之间接的口问题,实践中我们可以利用强大的CAD软件进行建模,然后通过接口导入ADAMS中。当然在模型转换的时候难免有些数据会丢失,越是复杂高级特征在转换的过程越容易丢失,我们通过不断的实践,寻找最合适的一种图形格式导入使模型信息丢失最少。另外ADAMS毕竟是个仿真软件,模型要一切从简(在保证数据的前提下),为了仿真的模型更加的逼真,建议在导入后在ADAMS里加上一些象倒角之类的辅助特征,这样也可以提高计算机的仿真计算的速度,达到我们仿真分析的目的,进而节约大量的时间和精力。 6 l$ T. i/ F2 s) Y! R) w
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参考文献: [1]杜中华,王兴贵Pro/'E和ADAMS传递过程中曲线丢失问题的处理方法[J].机械工程师.2001.11作者简介:丁寿滨,男,1978年12月,山东招远,中国海洋大学工程学院机电工程系02级硕士研究生,主要从事CAD/CAM方面的研究。e-mail:shoubind-ing@yahoo.com.cn (266071山东青岛中国海洋大学工程学院)丁寿滨常宗瑜武雅洁谭登山朱春涛 (EngineeringCollege,OceanUniversityofChina,Qingdao266071,China)Ding,ShoubinChang,ZongyuWu,YajieTan,DengshanZhu,Chuntao联系方式  266071山东青岛中国海洋大学浮山校区工程学院机电工程系02级研)丁寿滨
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(投稿日期:2005.3.28)(修稿日期:2005.4.2)
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(接91页)心多边形可以作为立体赤足迹同一认定的依据之一。这些特征的提取是不够的,我们接下来还需要在不断扩充的实验样本中继续提取对人体身份识别有益的特征,并且进一步研究立体足迹识别算法。 参考文献 [1]KazukiNakajimaFootprint-BasedPersonalRecognitionIEEETrans.BiomedicalEngineering,vol.47,pp.1534-1537,Nov.2000作者简介:苗良(1980.11-),男(汉),硕士研究生,主要研究方向为图像处理与模式识别。e-mail:scorpi-omiao@yahoo.com.cn;平西建(1953.3-),男(汉),硕士,教授,博士生导师,主要研究方向为图像信源编码理论与方法、图像处理与模式识别、计算机视觉、信息隐藏等。 Authorbriefintroduction:Miao,Liang(1980.11-),Male,graduatestudent,ResearchArea:ImageProcessing,PatternRecognition.Ping,Xijian(1953.3-),Male,master,professor,thetutorofdoctor,ResearchArea:ImageEn-coding,IamgeProcessing,PatternRecognition,ComputerVisual,Steganography.(450002郑州信息工程大学信息工程学院)苗良平西建丁益洪王卫东 (InstituteofInformationEngineering,InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450002,China)Miao,LiangPing,XijianDing,YihongWang,Weidong通信地址 450002河南省郑州市1001信箱835号)苗良(投稿日期:2005.4.2)(修稿日期:2005.4.16)
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发表于 2012-8-7 11:12
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