前言：Adams/Vibration是Adams的振動(dòng)分析模塊，可以使用該模塊研究模型的模態(tài)分析及受迫振動(dòng)，同樣，也可以將振動(dòng)分析結(jié)果應(yīng)用到汽車、火車、飛機(jī)的噪聲、振動(dòng)、NVH研究中。

模態(tài)分析可以用于計(jì)算模型的特征值及特征向量，分析模型的固有頻率確定模型的基本動(dòng)力特性等。模態(tài)分析可以應(yīng)用到很多方面，例如你可以分析汽車車門上不同鈑金的固有頻率，若各鈑金之間的頻率相近，則會(huì)帶來共振風(fēng)險(xiǎn)，引起車門異響，為客戶帶來不舒適的體驗(yàn)。所以在進(jìn)行鈑金設(shè)計(jì)時(shí)，需要繪制各鈑金頻率帶圖，以規(guī)避不同鈑金間的頻率。

頻率響應(yīng)分析用于得到在正弦波激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，載荷形式為正弦波，而頻率、幅值、相位均由用戶指定。ADAMS支持多個(gè)激勵(lì)，同樣，也可以輸出多個(gè)位置的響應(yīng)情況。

本文先簡單介紹Vibration模塊的使用步驟，之后選擇兩個(gè)實(shí)例（變速器齒輪Gear、衛(wèi)星試驗(yàn)臺(tái)Satellite）進(jìn)行詳細(xì)介紹并結(jié)合ADAMS振動(dòng)理論，通過實(shí)例操作，更好的理解ADAMS振動(dòng)模塊。

一、Vibration模塊使用流程

①打開Vibration

Tools-Plugin Manager-Load-Adams/Vibration

②操作步驟

Step1:Build

添加振動(dòng)輸入通道（input channels）、振動(dòng)執(zhí)行器（vibration actuators）、輸出通道（output channels）

step2:Test

定義輸入范圍并運(yùn)行振動(dòng)分析模型，以獲得自由響應(yīng)（無外力）和受迫響應(yīng)（特定激勵(lì)力）結(jié)果

step3:Review

對于自由響應(yīng)來說，主要觀察模態(tài)振型和瞬態(tài)響應(yīng)，對于受迫響應(yīng)來說，主要觀察響應(yīng)動(dòng)畫、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)以及模態(tài)參與因子

二、變速器齒輪分析

1、模型建模

根據(jù)模型的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律，完成模型建模。變速箱齒輪系統(tǒng)中，主要為各個(gè)齒輪添加旋轉(zhuǎn)副，齒輪和齒輪軸之間添加固定副約束，傳遞齒輪之間建立齒輪副，各個(gè)齒輪之間創(chuàng)建接觸力。

2、創(chuàng)建輸入通道

Vibration-Build-Input Channels-New

選擇激勵(lì)方式為Force，input Marker 中單擊右鍵，選擇 Marker-Browse，選擇右側(cè)齒輪質(zhì)心點(diǎn)，并 單 擊 OK。選擇Rotational項(xiàng)，為齒輪軸施加一個(gè)扭矩。在Torque Axis中選擇 Global 和Y項(xiàng)（注意力的方向）。將激勵(lì)的參數(shù)項(xiàng)設(shè)置為Swept Sine，在 Phase Angle中輸入0，在 Force Magnitude中輸入100，單擊OK完成輸入通道。

感悟：

①輸入通道可以用于繪制頻率響應(yīng)曲線、使用振動(dòng)執(zhí)行器激勵(lì)你的振動(dòng)模型，可以理解為是激發(fā)器。

②Force-type輸入通道類型是在指定的Marker點(diǎn)處施加作用力，Kinematic輸入通道類型是在Marker點(diǎn)處以位移、速度、加速度的模式輸入。

③振動(dòng)執(zhí)行器(Actuator Parameters)分為正弦波、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、PSD激勵(lì)、自定義四種。

④創(chuàng)建好的通道在模型樹中，可以直接右鍵進(jìn)行編輯。

3、創(chuàng)建輸出通道

Vibration-Build-Output Channels-New

在 Output Channel Name中輸入通道名稱，輸出函數(shù)類型為Predefine，在Output Marker中單擊右建選擇Marker-Browse，選擇想要觀測的點(diǎn)，并單擊 OK。再將Global Component 選擇為 Displacement項(xiàng)，將位移方向設(shè)置為Z，單擊 OK 完成輸出通道的創(chuàng)建。

感悟：

①輸出通道是系統(tǒng)用于觀察頻率響應(yīng)的輸出接口，可以將輸出通道視作測量接口，用來測量系統(tǒng)的響應(yīng)，并直接在頻域顯示結(jié)果。

4、創(chuàng)建分析

Vibration-Test-Vibration analysis

在New Vibration Analysis中輸入你的分析名稱，Operating Point設(shè)為Assembly，在選擇Forced Vibration Analysis和Damping，之后在Input Channels中選擇你的輸入條件，Output Channels中選擇輸出內(nèi)容，Logarithmic Spacing of Steps中設(shè)置掃頻范圍，開始頻率Begin設(shè)為0.1，結(jié)束頻率End設(shè)置為2000，步長Steps設(shè)置為400，單擊OK后則開始計(jì)算。

5、后處理分析

①查看頻響函數(shù)、傳遞函數(shù)、PSD曲線

將Source設(shè)為Frequency Response，并選擇輸入通道與輸出通道，便可繪制相應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。

將Source設(shè)為Transfer Function及PSD便可繪制傳遞函數(shù)曲線及PSD曲線。

②查看模態(tài)動(dòng)畫

在后處理中選擇Anamiation，在動(dòng)畫區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Load Vibration Anamination，之后點(diǎn)擊Normal Mode Anamiation，可查看各階模態(tài)振型

三、衛(wèi)星試驗(yàn)臺(tái)

衛(wèi)星試驗(yàn)臺(tái)模型是ADAMS振動(dòng)經(jīng)典模型之一，通過在衛(wèi)星轉(zhuǎn)接器上（黃色圓柱部分）施加正交的x，y向單位力，以及y向重力加速度（輸入通道），并選取電測電池板的x、y、z向位移、速度、加速度，從而來觀察兩側(cè)電池板的振動(dòng)情況，并輸出頻率響應(yīng)曲線。

1、模型建模

根據(jù)模型實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行運(yùn)動(dòng)副的創(chuàng)建，同時(shí)衛(wèi)星轉(zhuǎn)換器和試驗(yàn)臺(tái)之間建立3個(gè)阻尼，太空艙和衛(wèi)星接收器之間建立3個(gè)阻尼，電池板和太空艙之間建立2個(gè)卷曲彈簧。

2、創(chuàng)建輸入通道

輸入通道的具體步驟上文已經(jīng)介紹，在此就不多余介紹了。輸入通道1：payload_adapter的reference_point點(diǎn)施加x方向位移，幅值為1；輸入通道2：payload_adapter的reference_point點(diǎn)施加y方向位移，幅值為1；輸入通道3：payload_adapter的reference_point點(diǎn)施加y方向加速度，幅值為9806.65。

3、創(chuàng)建輸出通道

輸出通道主要是為了觀察模型的振動(dòng)情況而選取的觀測點(diǎn)。

根據(jù)下表，依次創(chuàng)建輸出通道。

4、創(chuàng)建分析

在輸入通道處選擇一個(gè)通道，或者可以全選，來建立多個(gè)激勵(lì)作用。在輸出通道處選擇所有的輸出條件，計(jì)算開始頻率為0.1，結(jié)束頻率為1000，步長設(shè)為400，點(diǎn)擊OK開始計(jì)算。

5、后處理結(jié)果

①查看特征值

Vibration-Review-Display Eigenvalue Table

Mode number：模態(tài)序號(hào)

Undamped natural Frequency： 固有頻率

Damping Ratio：阻尼比，阻尼比等于實(shí)部除以固有頻率的絕對值。阻尼比=1為臨界阻尼，<1為欠阻尼狀態(tài)。

Real：實(shí)部，實(shí)部小于0，證明系統(tǒng)是穩(wěn)定的，若發(fā)生不穩(wěn)定情況，軟件會(huì)自動(dòng)標(biāo)黃

Imaginary：虛部

②查看模態(tài)激勵(lì)情況

Vibration-Review-Display Modal Info Table

這個(gè)表格展示了在給定的特定激勵(lì)下，不同頻率下各模態(tài)的響應(yīng)情況。

③后處理查看系統(tǒng)模態(tài)

按F8進(jìn)入后處理模塊，將數(shù)據(jù)源Source設(shè)置為System Modes，在Eigen選擇當(dāng)前模態(tài)，便可以觀察到每個(gè)特征值點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)部與虛部及其相應(yīng)的頻率

④查看模態(tài)參與因子

將 Source設(shè)為Modal Partcipation，并選擇相應(yīng)的激勵(lì)和模態(tài)，就可以查看某階模態(tài)對輸出貢獻(xiàn)量的曲線。

⑤查看頻響函數(shù)曲線

小結(jié)：Adams/Vibration振動(dòng)模塊比較適合剛?cè)狁詈夏Ｐ汀⒑嵝赃B接Flexible Connections（阻尼、彈簧、梁等）的模型，其操作步驟比較簡單，除了基礎(chǔ)建模部分以外，有三個(gè)關(guān)鍵步驟：①建立輸入通道為系統(tǒng)設(shè)立激勵(lì)條件，②建立輸出通道作為觀測點(diǎn)，③建立分析條件與掃頻范圍。掌握以上三個(gè)步驟，就可以輕松實(shí)現(xiàn)ADAMS振動(dòng)分析了。