CAE软件操作小百科（29）

俞晓强++席强

E_mail（xq_yu@sina.cn）1Adams中如何建立复杂的函数关系曲线？

在仿真模型中经常需要设置复杂的数据关系，如力与速度的关系、速度与时间的关系等.描述这些比较复杂的关系曲线可以通过以下2种方式完成.

1）分段函数.对较为简单的函数关系通过IF判断语句实现，其表达式形式为IF（expr1： expr2， expr3， expr4）：当expr1小于0时，表达式的值为expr2；当expr1等于0时，表达式的值为expr3；当expr1大于0时，表达式的值为expr4.对于速度与时间函数v=t，0

4，4

12-t，8

IF（time-4： time， 4， IF（time-8： 4， 4， 12-time））

2）样条函数.对较复杂的函数曲线，如来自供应商或者标准中的实验数据可以使用样条插值函数表示.

首先需要生成样条数据，可以在Element菜单下的Build data spline实现；然后需要在驱动或者载荷中使用该样条数据.Adams可以选择三次样条曲线、B样条曲线或者Akima拟合法进行插值，表达式分别为

CUBSPL（Var1， Var2 ， Spline_Name ， Deriv_Order）；

CURVE（Var ， Deriv_Order ， Direction ， Curve_Name）；

AKISPL（Var 1，Var2 ， Spline_Name ， Deriv_Order）.

AKISPL函数的插值效果见图1.

xy0014253745图 1AKISPL函数的插值效果

Fig.1Interpolation effect of AKISPL function

2Adams中如何快速查看某个模型的结构？

对于一个完全陌生的模型或者比较复杂的模型，可以利用Database Navigator快速查看模型的结构.

进入Tools菜单打开Database Navigator，展开最上方的下拉菜单，其中Topology By Parts，Topology By Connections以及Graphical Topology均可以查看每个Part的连接拓扑信息.通过这种方式可以清晰明了地展示模型的结构.

3如何高效利用Adams帮助文档？

Adams的帮助文档是一个非常全面详细的资料，有效利用该帮助文档可以帮助快速解决问题.

在Adams界面中，Help菜单可选择相应的帮助文档.帮助文档打开后即可通过浏览、索引或者搜索的方式找到所需的条目.

当Adams任意对话框被激活时，按F1键即可迅速打开该对话框相应的帮助.当鼠标右键点击某个图标后，该图标上会出现灰色虚线框，此时按F1就可以迅速打开关于该图标的帮助信息.

4解决计算仿真中数值发散的若干技巧

在机械系统计算仿真过程中出现的发散包括物理发散和数值发散.解决物理发散需要修改机械系统本身的几何参数，而数值发散则可以通过以下技巧加以解决.

产生数值发散的首要原因是条件函数、幅值函数、角度函数以及用户自定义函数在特殊情形下的不连续性.条件函数IF Function在与模式函数Mode Function结合使用时，除选择动力学或运动学分析类型外，其他情形均有可能造成数值不连续性.可以在Adams中使用step，impact和bistop函数代替IF函数.任何IF函数都存在其等效的step函数.位移、速度和加速度的幅值函数DM，VM和ACCM在零点附近的导数不连续（类似绝对值函数）.在弹簧等建模元素中经常用到幅值函数DM，但为避免其在零点附近的导数不连续现象，通常可用DZ函数代替；VM函数仅适合在计算动能时使用；其他情况应由相对速度函数VR替代；加速度幅值函数很少使用到.角度函数PSI，THETA和PHI等会由于欧拉奇异角或角输出限制出现不连续.对此，可采用类似预估校正的策略，通过积分微分方程实现对所需角度的控制，由多体动力学理论得到Marker_i和Marker_j之间的转换矩阵，从而解决问题.

其次，在建模元素中存在阻尼项时，适当增大阻尼项有助于去除系统中不正常的高频现象.同时，用户应根据自己研究的机械系统选择适用的积分程序，BDF，DStiff和Gstiff这3种积分程序的数值计算稳定性依次降低，而数值计算效率依次增高.

5如何用Marker控制位置和方向

在Adams中，通常每个物体都具有一些几何体特征，如cylinder，box和sphere等.这些几何体（link和plate除外）都有一个marker决定其位置和方向，对于cylinder和sphere，该marker为center marker，对于box则为corner marker.通过修改这些marker可修改相应几何体的位置和方向.同理，Adams中的约束副通常也都具有marker，marker_i和marker_j，分别对应于生成约束副时的part_i和part_j，共同决定约束副的位置和方向.

在运用Adams虚拟样机技术进行设计仿真时，通常为了满足不同的设计工况和各种可能出现的复杂机构，需要对已有模型进行几何上的修改，运用marker的参数化设计可以实现对part和约束副的快速而精确的修改.

part_2的几何形状为Box，其corner marker为marker_1，见图2.

图 2part_2的corner marke

Fig.2corner marke of part_2

marker_1的位置和方向分别由Local选项中的Location和Orientation确定，保持位置不变，方向绕z轴调整45°（逆时针为正向），得到图3.

图 3Orientation为45°时Part_2的方向

Fig.3Direction of Part_2 while Orientation is 45°

6Adams调试模型的技巧

在模型建立完成后可使用Tools菜单下的Model Verify选项检查模型的自由度数是否正确，并查看模型的连接拓扑信息是否合理.

当遇到比较复杂的模型时，应当善于利用Table Editor对模型中各个对象的属性进行检查和编辑.

更改求解器的图形显示模式以便直观地观察模型计算的反馈信息.打开Setting菜单下的Solver设置的Display选项，可以对求解过程中的图形显示进行设置.比如：将Update Graphics设置为Integration step或者Iteration就可以得到更多图形方面的计算反馈信息；将Icons设置为On就可以从图标的形状观察监视各个对象的行为.

对于动力学分析：如果求解一开始就失败可以尝试检查载荷的符号和大小，先进行静力学分析检查模型，改变积分器求解的初始步长（HINIT）设置，或改用其他的积分器；如果仿真过程中求解失败可以尝试查看失败时刻的仿真动画来分析可能出现的错误，减少积分器的时间步长（HMAX）特别是重要时间点上的积分步长，查看载荷或者驱动是否有突变，或尝试其他的积分器.

（摘自同济大学郑百林教授《CAE操作技能与实践》课堂讲义）

（待续）第24卷 第6期2015年12月计 算 机 辅 助 工 程Computer Aided EngineeringVol.24 No.6Dec. 2015