adams

نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز (Adams)

آدامز نرم افزاری برای تحلیل دینامیکی و شبیه سازی سیستم های مکانیکی چند بدنه

نرم افزار آدامز به مهندسان مکانیک کمک می کند تا اعضای در حال حرکت یک سیستم مکانیکی را مورد بررسی و تحلیل دینامیکی قرار دهند. و چگونگی تقسیم نیرو را در آن سیستم مکانیکی مطالعه کنند.

برای شرکت های مهندسی و تولیدکنندگان بسیار مهم است که قبل از ساخت و ارائه ی یک محصول، از عملکرد درست آن محصول اطمینان حاصل نمایند. که معمولا این اطمینان از صحت عملکرد محصول در مراحل آخر طراحی حاصل می شود.

فرض کنید زیرسیستم های مکانیکی، الکتریکی و سایر زیرسیستم های یک محصول به درستی طراحی شده اند. و تمامی الزامات را برطرف می سازند. اما عملکرد تمامی این زیر سیستم ها در کنار هم ممکن است با مشکلاتی همراه باشد. و برطرف کردن مشکلات طراحی نیازمند وقت و هزینه ی اضافی باشد.

بنابراین برای شرکت های سازنده بسیار مهم است که عملکرد یک سیستم کامل را مورد ارزیابی مهندسی قرار دهند. تمامی زیرسیستم ها را مونتاژ نمایند و روی سیستم کاملی که تشکیل می شود، انواع تحلیل های مهندسی را انجام دهند. تا تمامی مشکلات احتمالی در طراحی، قبل از ساخت محصول مشخص و برطرف شوند. این کار با نرم افزار آدامز انجام می پذیرد!

معرفی اولیه نرم افزار آدامز

صنعت روز به روز در حال پیشرفت است. و افزایش رقابت بین تولیدکنندگان، باعث شده گزینه های زمان و هزینه در کنار محصول با کیفیت، جایگاه ویژه ای پیدا کند. در این میان با توجه به نیازهای صنعت، فناوری رایانه و نرم افزار توانست در تمام مراحل تکوین یک محصول صنایع را به اهدافش نزدیکتر کند.

حضور نرم افزارهای مختلف مهندسی به خصوص نرم افزارهای طراحی و تحلیل توانست انقلاب بزرگی را در این شرایط ایجاد کند. چراکه با استفاده از این نرم افزارها به طور چشمگیری زمان و هزینه ی طراحی و تولید، کاهش می یابد. از طرفی پیچیدگی مسائل مهندسی در دهه های اخیر همواره رو به افزایش است. به طوری که انجام این محاسبات بدون استفاده از نرم افزارهای نام برده اغلب غیرممکن شده است.

شرکت MSC Software

شرکت MSC Software یکی از ده شرکت برتر نرم افزاری است. که نرم افزارهای آن در آنالیزهای چندگانه اهمیت فراوانی دارند. این نرم افزارها در راستای بهبود کیفیت محصول، بهینه سازی، کاهش زمان و هزینه ی طراحی و همچنین آزمایش محصول پیش از تولید قدم های بزرگی برداشته اند.

روش های سنتی موسوم به “ساخت و آزمایش” گران، زمان بر و گاهی ناممکن است، اما ابزارهای مبتنی بر طراحی نرم افزاری یا CAD در شناسایی تداخل ها میان قطعه ها و حرکت های سینماتیکی و دینامیکی اجزا موثر اند.

یکی از مهم ترین نرم افزارهای این شرکت Adams می باشد.
که پر کاربردترین نرم افزار در حوزه ی تحلیل حرکتی و دینامیکی چند بدنه (Multi Body Dynamic) MBD در جهان است.

Adams مخفف چیست؟

نام Adams مخفف Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System است. که به معنی تحلیل دینامیکی خودکار سیستم های مکانیکی می باشد. سیستم های دینامیکی چند بدنه شامل شامل قطعه ها و اتصال های گوناگون هستند. که با قیود متفاوت مانند مفصل ها به یکدیگر متصل می شوند. و حرکت نسبی محدود و مشخصی دارند.

ویژگی ها منحصر به فرد نرم افزار آدامز

تحلیل حرکتی فرآیندی پر اهمیت است. زیرا طراحی محصولات اغلب نیازمند درک چگونگی تاثیر اجزای سیستم های مونتاژی در حال حرکت بر یکدیگر و محیط اطرافشان است. از اتومبیل و هواپیما گرفته تا لوازمی مانند لباسشویی و دریل شامل قطعه های متحرک هستند.

که نیروهای بزرگ غیر قابل پیش بینی را تولید می کنند. بدین منظور نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز بازه وسیعی از آنالیزهای حرکتی و دینامیکی چند بدنه را برای شبیه سازی و پیش بینی وضعیت این تجهیزات انجام می دهد. در ادامه مزایای استفاده از نرم افزار آدامز را بررسی می نماییم.

تحلیل های دینامیکی

در این زمینه نرم افزار آدامز می تواند در زمینه های زیر مورد استفاده قرار گیرد:

  • طراحی و تحلیل مدل های مکانیکی و مکانیزم ها
  • انجام تحلیل های دینامیکی بسیار پیچیده
  • تحلیل سینماتیکی و دینامیکی ماشین ها و مکانیزم ها، در حوزه ی زمان، به صورت جسم صلب در محیط Adams View
  • جایگزین کردن اجزای صلب مدل با نوع انعطاف پذیر (Flexible)
  • حل گر های قدرتمند و امکان گرفتن خروجی های متنوع و متعدد و همچنین پردازش روی آن ها

تحلیل های ارتعاشاتی

در رابطه با تحلیل های ارتعاشاتی، می توان به قابلیت های زیر در نرم افزار آدامز اشاره نمود:

  • تحلیل ارتعاشی سیستم های مکانیکی
  • تعیین شکل مودها و پاسخ فرکانسی سیستم ها به کمک افزونه ی Adams Vibration

هماهنگی نرم افزار آدامز با سایر نرم افزار ها

نرم افزار تخصصی Adams قابلیت های بسیار خوبی در زمینه هماهنگ شدن با سایر نرم افزارهای حوزه ی مهندسی مکانیک را دارد. به عنوان مثال:

  • طراحی مدارهای هیدرولیکی و اتصال آن ها به مدل های مکانیکی
  • انتقال آسان مجموعه های مونتاژی پیچیده از Solidworks یا Catia به محیط این نرم افزار
  • قابلیت وارد کردن مدل های اجزای محدود از نرم افزارهای Abaqus و Ansys به محیط این نرم افزار
  • قابلیت لینک شدن با نرم افزار MATLAB به واسطه ی افزونه های Adams Control و Adams Mechatronics برای کنترل سیستم های مکانیکی

در ادامه ی قابلیت ها و مزایای استفاده از نرم افزار آدامز، موارد زیر قابل اشاره هستند:

  • تعیین خستگی قطعات و قابلیت حصول اطمینان از آنها با افزونه ی Adams Durability
  • تحلیل قوی نتایج شبیه سازی در محیط Adams Postprocessing و همچنین قابلیت وارد کردن سایر داده های عددی به این محیط برای بررسی و انجام روش های پردازش سیگنال مقدماتی. مانند تعیین طیف فرکانسی دو بعدی و سه بعدی
  • انتقال نتایج به دست آمده از این نرم افزار به سایر نرم افزارها

جایگاه نرم افزار Adams بین نرم افزارهای مهندسی مکانیک

به طور کلی نرم افزارهای مهندسی مکانیک به سه گروه اصلی دسته بندی می شوند.

1- نرم افزارهای طراحی CAD (Computer Aided Design)

نرم افزارهایی همچون سالیدورک و کتیا در این گروه قرار می گیرند. که به منظور طراحی و مدلسازی قطعات و سیستم های مکانیکی از این نرم افزارها استفاده می شود.

2- نرم افزارهای تحلیل مهندسی CAE (Computer Aided Engineering)

پس از طراحی و مدلسازی کامپیوتری سیستم های مکانیکی لازم است که تحلیل های مهندسی روی سیستم انجام شود. در حوزه های مختلفی ممکن است تحلیل مهندسی مد نظر مهندسان باشد. به عنوان مثال تحلیل تنش یک قطعه که تحت بارهای مختلف قرار میگیرد، تحلیل آیرودینامیک یک هواپیما، یا تحلیل ارتعاشاتی یک سیستم مکانیکی.

از آنجایی که حوزه های تحلیل متفاوت است، نرم افزارهایی که در دسته ی تحلیل مهندسی قرار میگیرند از خیلی جهات باهم متفاوت اند. هم از نظر محیط کاربری و هم از نظر کاربرد. بر خلاف نرم افزارهای گروه اول یعنی نرم افزارهای طراحی که تقریبا مشابه هستند و کاربرد آن ها طراحی و مدلسازی صنعتی است. در گروه نرم افزارهای تحلیل مهندسی، نرم افزارهایی همچون آباکوس، آدامز و انسیس قرار می گیرد.

پس نرم افزار آدامز یک نرم افزار تحلیل مهندسی است!

3- نرم افزارهای ساخت CAM (Computer Aided Manufacturing)

پس از طراحی، مدلسازی و تحلیل مهندسی یک قطعه مکانیکی، نیاز به نرم افزارهایی است که فرآیند ساخت از قبیل ماشینکاری و غیره را شبیه سازی و به دستگاه هایی از جمله سی ان سی ها به منظور ساخت منتقل نماید. اطلاعات جامع تر راجع به ماشین های سی ان سی را می توانید از مقاله مقدمه ای بر ماسین های سی ان سی مطالعه نمایید.

شبیه سازی واقعی فیزیک مسئله

نرم‌افزار آدامز پرکاربردترین نرم‌افزار در حوزه تحلیل دینامیکی چند بدنه است. و باعث افزایش بهره‌وری مهندسی می‌شود. چرا که یک محصول را در همان مراحل اولیه طراحی مورد آزمایش و اعتبارسنجی قرار می دهد. و باعث کاهش هزینه‌های توسعه محصول می شود.

با استفاده از این نرم‌افزار تحلیل دینامیکی مهندسان قادر به ارزیابی و مدیریت تعاملات پیچیده بین حوزه‌هایی ازجمله حرکت، ساختار، تحریک، و کنترل یک محصول هستند. تا طراحی و عملکرد یک محصول را در بهینه‌ترین حالت قرار دهند.

نرم‌افزار آدامز به ما اجازه می‌دهد تا شرایط بارگذاری متفاوت را از طریق آنالیزهای المان محدود (FEA)، مورد مطالعه قرار دهیم.

نرم‌افزار آدامز برای مسائل خیلی پیچیده و پروژه‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. و از محیط‌ های محاسباتی با عملکرد بالا برخوردار است. با بهره‌مندی از تکنولوژی حل دینامیکی چند بدنه، نرم‌افزار Adams قادر است تا تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی را نیز با استفاده از آنالیزهای FEA انجام دهد. بارها و نیروهای محاسبه شده توسط شبیه‌سازی‌های Adams، دقت آنالیزهای FEA را با ارزیابی بهتر چگونگی تفاوت آن‌ها در گستره کامل حرکت بهبود می‌بخشد.

راه حل های چند رشته ای آدامز

ماژول های نرم افزار آدامز این قابلیت را به کاربر می‌دهد تا اجزای مختلف مکانیکی، سیستم های پنوماتیکی، هیدرولیکی، الکترونیکی و سیستم‌های کنترلی را برای ساخت و آزمایش نمونه اولیه با هم ادغام کند. تا از عملکرد دقیق این زیرسیستم ها با هم مطمئن شود.

برای بهتر متوجه شدن این موضوع، به بررسی چند پروژه می پردازیم. که در آن ها از نرم افزار آدامز در بررسی و تحلیل چندین حوزه ی مهندسی استفاده شده است.

1- آدامز کنترل(Adams Control) و آدامز مکاترونیک (Adams Mechatronics)

نرم افزار آدامز قابلیت یکپارچه شدن با برنامه های کنترلی را دارد. که به منظور کنترل انواع سیستم های مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

2- ادغام بدنه های انعطاف پذیر در نرم افزار آدامز (Adams Flexible Body Integration)

با استفاده از ماژول های Adams Flex و Adams View Flex امکان مدل سازی و تحلیل دینامیکی سیستم هایی با اجزای انعطاف پذیر(Flexible Body) وجود دارد.

3- بررسی طول عمر در نرم افزار آدامز (Adams Durability)

توسط تحلیل های MSC Fatigue می توان طول عمر قطعاتی که در یک سیستم استفاده شده را پیش بینی کرد.

4- تحلیل های ارتعاشات در نرم افزار آدامز (Adams Vibration)

امکان ایجاد کانال های ورودی و خروجی برای تحلیل های ارتعاشاتی در نرم افزار Adams وجود دارد.

نصب نرم افزار آدامز

آموزش نصب نرم افزار آدامز به طور کامل و از صفر تا صد توسط مجموعه ی فرامکانیک تهیه شده است. هم آموزش نصب Adams 2019 و هم آموزش نصب Adams 2020 را می توانید در مقاله های مربوطه مطالعه کنید. که به همراه ویدئوی آموزشی و بررسی نکات مربوط به نصب می باشد. همچنین به مشکلات احتمالی حین نصب و پس از نصب نیز اشاره می شود. و راه حل های برطرف نمودن این مشکلات آموزش داده می شود.

از مهم ترین نکات حین نصب نرم افزار Adams و همچنین خلاصه ای از روند نصب را می توان در موارد زیر ذکر کرد:

  • قبل از اقدام به نصب خود نرم افزار آدامز، بایستی برنامه ی MSC Licening روی سیستم نصب شود.
  • پس از نصب نرم افزار آدامز، چنانچه موفق به اجرای نرم افزار نشدید، باید برنامه ی lmtools را ابتدا اجرا کنید. در پنجره ی lmtools وارد زبانه ی start/stop/Reread شوید. یکبار روی Stop server و سپس زوی Start server کلیک کنید. حال می توانید بدون مشکل نرم افزار آدامز را اجرا نمایید.

در نهایت که نصب نرم افزار آدامز به پایان رسد، آیکون های مربوط به این نرم افزار روی دسکتاپ کامپیوتر ایجاد می شود. هر آیکون مربوط به یکی از محیط های این نرم افزار قدرتمند تحلیل دینامیکی است. که در ادامه به بررسی محیط ها و ماژول های نرم افزار تحلیل مهندسی آدامز می پردازیم.

محیط های نرم افزار آدامز

پس از نصب Adams آیکون های مربوط به این نرم افزار روی دسکتاپ کامپیوتر نمایش داده می شود. هر آیکون مربوط به یکی از ماژول های نرم افزار Adams است که برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می گیرد. برای آشنایی دقیق تر و کامل تر راجع به محیط های گوناگون نرم افزار آدامز می توانید مقاله ی بررسی محیط های نرم افزار Adams را مطالعه نمایید. در ادامه به بررسی این محیط ها به صورت خلاصه وار پرداخته می شود:

1- Adams View

این محیط از نرم افزار Adams اصلی ترین محیط می باشد. کاربر می تواند انواع سیستم های مکانیکی را مدل سازی کرده. و کارکرد آن را در حوزه ی زمانی شبیه سازی کند. تمامی پروژه های تحلیلی انواع سیستم های مکانیکی، در این محیط انجام می شود. و تسلط به آدامز ویو اولین و اصلی ترین مهارتی است که یک مهندس تحلیل دینامیکی باید داشته باشد. مقاله های آموزشی بسیار خوبی را راجع به پروژه های ساده و مقدماتی در این ماژول از نرم افزار آدامز در سایت فرامکانیک می توانید مطالعه نمایید. از جمله پروژه ی بسیار ساده:

و همچنین پروژه هایی که کمی سطح پیشرفته تر را دارد. از جمله مدلسازی و تحلیل سیستم تسمه و پولی ها در نرم افزار آدامز.

صفر تا صد این پروژه ها با توضیحات کامل و دقیق را میتوانید در مقالات مربوط به آن ها مطالعه نمایید.

همچنین یک بسته ی آموزشی مقدماتی نرم افزار ادمز توسط تیم فرامکانیک تهیه شده است. که به صورت پروژه محور محیط Adams View آموزش داده می شود. این بسته ی آموزشی یه همراه سرفصل ها و همچنین قسمت هایی از ویدئو های این محصول را می توانید در صفحه محصول مربوطه مشاهده نمایید.

2- Adams Car

نرم افزار Adams Car برای مدل سازی و تحلیل دینامیکی وسایل نقلیه مناسب است. به کمک این محیط می توان مدل کامل خودرو که شامل زیرمجموعه های مختلف از جمله سیستم تعلیق، سیستم انتقال قدرت و غیره می باشد را مونتاژ نمود. سپس عملکرد خودرو را در شبیه سازی های مختلف مورد بررسی قرار داد.

3- Adams Chassis

این محیط از نرم افزار Adams برای طبقه بندی و ویرایش کامل اطلاعات مدل های ساخته و تحلیل شده ی سایر محیط ها از جمله Adams Car است.

4- Adams Driveline

در این محیط از نرم افزار می توان قطعات خط انتقال توان مانند میل لنگ، موتور، جعبه دنده، سیستم تعلیق، تایر و دیفرانسیل را مدلسازی و شبیه سازی نمود.

5- Adams Flex

این محیط از نرم افزار آدامز می تواند قطعات انعطاف پذیر را به مجموعه مونتاژی اضافه کند.

6- Adams Postprocessor

این محیط به کاربرد اجازه می دهد تا آزمایش های مصنوعی را برای ارزیابی عملکرد سیستم مکانیکی انجام دهد.

7- Adams Solver

از این محیط نرم افزار Adams برای آنالیزهای عددی به صورت خودکار برای حل معادله های حرکت شامل معادله های استاتیکی، شبه استاتیکی، سینماتیکی و دینامیکی استفاده می شود.

پیش نیاز های نرم افزار آدامز

نرم افزار آدامز، همانند سایر نرم افزار های تخصصی پیش نیاز هایی دارد!

مهندسی که قصد یادگیری نرم افزار Adams را دارد بایستی به برخی مباحث مهندسی مکانیک در این حوزه تسلط داشته باشد. از آنجایی که نرم افزار آدامز یک نرم افزار تحلیل دینامیکی است، کاربر بایستی با مباحث دینامیک و ارتعاشات مکانیکی آشنا باشد.

صرفا یادگیری قابلیت های نرم افزار و استخراج انواع نمودارها در نرم افزار آدامز کافی نیست. بلکه مهندسی که با این نرم افزار سر و کار دارد بایستی توانایی بررسی و تحلیل نمودارها را بلد باشد. با مباحث مربوط به مفصل ها، درجات آزادی، روابط دینامیکی آشنا باشد. تا بتواند به عنوان مثال درک درست و خوبی از انواع مکانیزم ها و سیستم های مهندسی داشته باشد. با مفاهیم اولیه نیرو، سرعت، شتاب و پایه ای ترین مفاهیم دینامیک حرکتی آشنا باشد.

پس مهندس مکانیکی که قصد یادگیری نرم افزار آدامز را دارد بایستی به مباحث علمی مرتبط با این حوزه تسلط داشته باشد. از جمله دینامیک، معادلات دیفرانسیل، ارتعاشات مکانیکی.

اهمیت دادن به پیش نیازها در آموزش آدامز

گروه آموزشی فرامکانیک موضوع  تسلط به پیش نیازها را به عنوان یک اصل مهم آموزش قرار داد. و در بخش هایی از بسته ی کامل آموزش مقدماتی نرم افزار آدامز، پیش نیازهای علمی مورد نیاز و کاربردی را قرار داد. در بخش هایی از این بسته ی آموزشی مهم ترین مباحث دینامیک و ارتعاشات آموزش داده می شود. تا مهندسان هر آنچه برای تحلیل و انجام پروژه ها نیاز دارند را یاد بگیرند. در صفحه محصول بسته ی آموزش مقدماتی نرم افزار Adams میتوانید سرفصل ها و همچنین قسمت هایی از ویدئو های آموزشی را مشاهده نمایید.