第10章 ADAMS参数化建模及优化设计本章将通过一个具体的工程实例，介绍ADAMS/View的参数化建模以及提供的3种类型的参数化分析方法：设计研究(Design study)、试验设计((Design of Experiments, DOE)和优化分析(Optimization)。
其中DOE是通过ADAMS/Insight计研究和优化分析在ADAMS/View中完成。
通过本章学习，可以初步了解ADAMS建模和优化的功能。
10.1 ADAMS参数化建模简介ADAMS键变量，并将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。
在分析时，以由程序预先设置好一系列可变的参数，ADAMS自动进行系列仿真，值下样机性能的变化。
进行差数参数化建模时，在确定好影响样机性能的关键输入值后，ADAMS/View了4种参数化的方法：（1）参数化点坐标点坐标参数化时，修改点坐标值时，与参数化点相关联的对象都得以自动修改。
（2）使用设计变量通过使用设计变量，可以方便的修改模型中的以已被设置为设计变量的对象。
例如，我们可以将连杆的长度或弹簧的刚度设置为设计变量。
值发生改变时，与设计变量相关联的对象的属性也得到更新。
（3）参数化运动方式（4）使用参数表达式使用参数表达式是模型参数化的最基本的一种参数化途径。
上三种方法不能表达对象间的复杂关系时，可以通过参数表达式来进行参数化。
参数化的模型可以使用户方便的修改模型而不用考虑模型内部之间的关联变动，以达到对模型优化的目的。
参数化机制是ADAMS中重要的机制。
10.2 ADAMS参数化分析简介参数化分析有利于了解各设计变量对样机性能的影响。
在参数化分析过程中，化建模时建立的设计变量，采用不同的参数值，进行一系列的仿真。
果进行参数化分析，得出一个或多个参数变化对样机性能的影响。
然后再进一步对各种参数进行优化分析，得出最优化的样机。
ADAMS/View提供的3设计研究(Design study)、试验设计(Design of Experiments, DOE)和优化分析(Optimization)。
机械系统动力学分析及ADAMS应用10.3参数化建模应用实例由于多体动力学仿真系统是复杂的系统，仿真模型中各个部件之间存在着复杂的关系，因此在仿真建模的时候需要提供一个良好的创建模型、修改模型机制，在对某个模型数据进行改变时，与之相关联的数据也随之改动，并最终达到优化模型的目的。
ADAMS为多体动力学仿真建模提供了这样一个机制――参数化建模机制，它为用户设计、优化模型提供极大的方便。
在10.1节中，对参数化建模做了简要的介绍，本节将主要以双摆臂独立前悬架运动学模型为例，着重介绍参数化点坐标的方式的参数化建模。
10.3.1 双摆臂独立前悬架拓扑结构双摆臂独立前悬架系统主要部件有上摆臂（UCA，Upper Control Arm）、下摆臂（LCA，Lower Control Arm）、转向节（Knuckle）、横向拉杆（Tie Rod）、测试台（Test Plane）、地面（Ground，由于车身固定在地面上，因此车身和地面为一体），它们之间由铰链联接，并提供给其一个位移驱动，使其能绕轴上下转动。
其联接关系图如下:图10.3-1-1模型拓扑结构10.3.2 系统环境设置（1）设置工作平面。
这里设置XOZ为工作平面。
设置方式如下，进入菜单settings、working grid…、…，见图10.3-2。
在弹出对话框中选择Gloab XZ（图10.3-3）在主工具箱，点击视图设置（图10.3-4）。
图10.3-2 图10.3-3-4 图10.3-5>Units…，选择MMKS。
中有两种方式，一种是通过主工具箱中快捷图标图10.3-8 创建点对话框一个编辑框为点的名字，在编辑框中图标，这表示创建出的点。
图10.3-10 创建几何形体对话框”对话框中展开“geometry”，“create”，“shape”，双击”弹出对话框，在名字框可以改动几何实体的名称，特别注意的是，一定要将几何实体创建到它属于的部件，这里是.model_1.uca。
见图10.3-11.。
图10.3-12 图10.3-13●回到创建圆柱体的对话框，在长度对话框栏右击鼠标，选择“Parameterize”“Expression build”,在弹出对话框中的下拉菜单选择“Modeling Function”，在图10.3-15 输入两点关闭对话框后回到创建几何实体对话框，在“Radius”编辑栏中输入15，点击“则几何体创建成功。
然后根据点“uca_knuckle”和“uca_f_center”创建uca图10.3-16 模型生成图Command Navigator”对话框，展开“constraint”、“joint在弹出对话框的I、J part Name编辑框中分别输入uca和knuckle uca_knuckle见图10.3-17所示，点击“ok”完成创建。
图10.3-17 创建约束对话框在横向拉杆（tierod）和车体（ground）之间由万向节联接，由于创建万向节比其他约束困难，这里将其创建过程描述如下：Command Navigator”对话框，展开“constraint”、“joint”弹出创建对话框（图10.3-18），在下拉菜单中选择“Position By Using Markers图10.3-18 选择I、J标架I Marker Name编辑框中右击选择“Marker”、“Create”，弹出创建Marker里先创建属于地面的I Marker，它的Z轴为水平方向.将model_1.tierod.MARKER41”，在“Location”中选择点tierod_middle 中选择“Along Axis Orientation”，选择点hookref。
点击“OK”。
见图图10.3-19 创建I标架对话框建横向拉杆上的J Marker，其Z轴为横向拉杆的轴线方向。
在创建Marker图10.3-21 创建驱动对话框10.4优化设计实例分析图10.4-1-22参数化分析对话框Simulate菜单，选择Design Evaluation…命令，ADAMS/ViewEvalutation Tools对话框。
在Model文本对话框内自动导入当前所建立的参数化模型的名称。
也可根据需要输入所需分析模型的名称。
选择参数化分析的类型：设计研究(Design Study)，试验设计(Design of Experiments)选择将参数化分析结果保存到数据库的工具处点击鼠标右键，，显示如图选择表格报告工具）设计变量值的更新，利用参数化分析对话框中提供的更新变量工具，设置图10.4-8-29优化分析设置对话框）设置完成后，选择Start键，运行参数化分析。
图（a）图（b）图10.4-10-31设计变量的修改本节将中分别根据参数化点uca_knuckle1．、创建设计变量。
在图形区，将鼠标移至上摆臂与转向节铰接处，单击右键，在弹出菜单中选择图10.4-11-32 Marker创建对话框图10.4-12-33创建前束角函数注意：这里求反正切时用的DX、DY、DZ需要根据具体的坐标系。
在这里我们的坐标系是XOZ 故求前束角时（水平面上Knuckle与X轴的夹角）为ATAN2(DY，DX)外倾角时为ATAN2(DZ,DX)。
图10.4-13 -34设计研究图10.4-14-35设置对话框图10.4-15-36结果对话框完成仿真分析后，在当前模型树下建立了一个名为Last_Multi的分析对象。
在此分析对象中包含设计分析结果。
如果在以前的分析中建立了Last_Multi的分析对象，进行新的分析后，新的分析结果将覆盖以前的分析结果。
10.4.3试验设计10.4.31．.1 ADAMS/Insight 试验设计图10.4-16-37创建设计变量）进行仿真，然后进入Insight2．、点击菜单Simulate，选择Adams/Insight，点击Export，弹出对话框（图10.4-17-38）图10.4-17-38 Insight Export对话框3、选择模型和脚本，点击OK，随后会出来一个DOS窗口（只有在退出Insight后才会消失），同时进入ADAMS/Inight。
其界面如图10.4-18-39所示。
图10.4-18-39 ADAMS/Insight界面（4）创建因素集和响应1．、创建因素在树形区依次展开Factor、Candidates、Model_1，点击DV_1，在图形区会出现DV_1的属性对话框，设置Type为Continuous，Data Type为Relative，Normal Value为686，Setting 为-5，5。
Tolerance 为0.0，Monte Carlo Distribute选择为None，Ease of Adjustment选择为Moderate。
可以在Abbrevation中修改因素的名字,这里按照缺省的为f_01。
在Units中输入mm。
见图10-.4-1940。
点击Apply，然后点击工具条中的，则看到inclusion 中出现因素f_01。
至此我们定义了一个因素。
按照上述方式添加DV_2,DV_3到inclusion中。
图10.4-19-40因素设置对话框注意：假如需要添加的因素集比较多，可以按住Ctrl的同时用鼠标同时选择多个。
2．、加响应在树形区展开Reponse、Candidates、Model_1，点击obj_toe，在图形区出现的对话框中，然后点击工具条中的添加图10.4-20-41设置试验策略2、2．同样在Dsign 下点击第四项－Work Space,或者点击工具条中的。
系统自动创建工作矩阵，见图10.4-21-42。
从图中看出共进行8次试验。
图10.4-21-42 工作矩阵到此试验设计的设置工作基本完成，下一步就是开始进行运行试验。
（6）运行试验 点击工具条中的，或者在主菜单中选择Data 、Simulation 、Build-Run-Load 、All ，系统自动回到ADAMS/View 中来进行仿真试验。
（7）结果分析1、1．仿真完成后，进入菜单Simulate ，选择ADAMS/Insight ，点击Display ，在弹出的对话框中点击OK ，进入ADAMS/Insight 。
2、2．在树形区展开Design 。
依次点击Design Space （试验矩阵）、Work Space （工作矩阵）、Work Space Review （工作矩阵预览）。
可以看运行试验后的矩阵。
3、3．点击工具条中的，或者在菜单Tools 中选择 Fit New model ，这时看到工具条中的（输出为web 文件）变亮。