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第一章 SIMPACK软件介绍 1

1.1 关于SIMPACK软件 1

1.2 SIMPACK软件的特色 1

1.3 SIMPACK软件发展历程 2

1.4 SIMPACK软件的模块 3

1.4.1 基础模块 3

1.4.2 通用模块 5

1.4.3 CAD接口模块 7

1.4.4 刚柔耦合仿真模块 7

1.4.5 控制软件接口模块 8

1.4.6 全新的多学科软件接口模块 9

1.4.7 汽车模块Automotive＋ 10

1.4.8 铁道专业模块 11

1.4.9 传动系模块 12

1.4.10 SIMPACK风机模块 12

1.4.11 SIMPACK发动机模块 13

1.4.12 SIMPACK弹性动压滑动轴承模块 14

1.4.13 SIMPACK人机工程学模块 15

1.5 SIMPACK软件应用领域 15

1.5.1 汽车车辆动力学 15

1.5.2 铁道车辆动力学 17

1.5.3 风力机动力学 19

1.6 SIMPACK多体动力学基本概念 20

1.7 SIMPACK软件口令管理及安装； 23

1.7.1 SIMPACK软件口令管理方式 23

1.7.2 OLicense的安装 23

1.7.3 OLicense机器信息的提取 26

1.7.4 OLicense口令文件的导入 29

1.7.5 SIMPACK软件的安装及配置 30

1.8 总结 35

第二章 SIMPACK建模环境 36

2.1 SIMPACK软件的执行方式 36

2.1.1 界面执行方式 36

2.1.2 DOS窗口执行方式 36

2.1.3 其它方式 39

2.2 SIMPACK软件建模流程 39

2.3 SIMPACK软件前处理界面 41

2.3.1 标题栏 42

2.3.2 下拉菜单栏 42

2.3.3 视窗组栏 44

2.3.4 工具栏 45

2.3.5 模型树 47

2.3.6 置换变量树 48

2.3.7 信息窗口 48

2.3.8 图形显示窗口 48

2.3.9 键盘快捷方式 50

2.4 SIMPACK软件后处理界面 51

2.4.1 标题栏 51

2.4.2 菜单栏 52

2.4.3 工具栏 55

2.4.4 结果树 56

2.4.5 脚本控制台 56

2.4.6 信息窗口 56

2.4.7 项目树 57

2.4.8 显示窗口 57

2.4.9 曲线过滤 59

2.4.10 线图加注 60

2.5 SIMPACK软件的解算器设置 61

2.5.1 解算器基础知识 61

2.5.2 SIMPACK软件解算类型 63

2.5.3 模型元素的计算次序 63

2.5.4 并行计算 64

2.5.5 解算器设置 65

2.6 SIMPACK软件中的文件类型 83

2.6.1 前处理模型文件 83

2.6.2 数据库相关文件 84

2.6.3 风机叶片文件（.rbl和.rbx） 86

2.6.4 AeroDyn v12.59及V13相关输入文件 86

2.6.5 ECN气动模块相关输入文件 86

2.6.6 动态弹簧文件（.smp和.smd） 87

2.6.7 解算器输出文件（Solver Output Files） 87

2.7 SIMPACK软件帮助 87

2.8 本章小结 87

第三章 入门实例 88

实例一：三级摆模型 88

1.1 创建体 89

1.2 创建MARKER 104

1.3 大地ISYS 105

1.4 定义置换变量（SUBVARS） 107

1.5 更改摆的铰接 111

1.6 设置视图 113

1.6.1 视图属性 113

1.6.2 三维页面属性（3D Properties） 114

1.6.3 旋转与旋转中心 115

1.6.4 自适应窗口大小 115

1.7 在线积分 116

1.8 体的复制和粘贴 117

1.9 总结 120

实例二：带力元的三级摆模型 121

2.1 动力学建模 121

2.2 模型信息 125

2.2.1 二维页面 126

2.2.2 参考／参考元素 129

2.2.3 质量属性 130

2.3 离线积分 130

2.3.1 时间积分求解器设置 131

2.3.2 输出结果设置 132

2.3.3 结果文件设置 133

2.3.4 运行离线积分 134

2.4 运动测量 135

2.4.1 测量工具（Measure tool） 135

2.4.2 传感器（Sesnsor） 136

2.5 后处理 137

2.5.1 后处理基本知识 137

2.5.2 状态图 139

2.5.3 sbr结果文件 142

2.6 模态分析 148

2.6.1 线性状态 149

2.6.2 非线性特性 149

2.6.3 特征值和本征模态 149

2.6.4 在线静平衡 150

2.6.5 进行模态分析 153

2.7 状态集 154

2.8 非线性输入函数 155

2.9 TEST CALL 158

2.10 总结 160

实例三：四连杆机构 160

3.1 CMP力元 161

3.1.1 模型准备 161

3.1.2 施加力元 161

3.1.3 力的分析 163

3.1.4 用力矢量箭头显示力 168

3.1.5 静平衡 169

3.1.6 模态分析 170

3.2 闭环系统与开环系统 171

3.3 约束 171

3.3.1 添加约束 172

3.3.2 模型装配 173

3.3.3 独立铰接与非独立铰接 174

3.3.4 继续添加约束 174

3.3.5 显示约束力 176

3.3.6 静平衡 177

3.3.7 模态分析 179

3.4 平行四连杆机构 179

3.5 总结 181

实例四：模型导入与子结构 181

4.1 基本概念 182

4.2 子结构 182

4.2.1 设置路径 182

4.2.2 导入子结构 183

4.2.3 重新连接子结构 185

4.2.4 再次载入子结构 185

4.2.5 修改置换变量 186

4.2.6 替换子结构 188

4.2.7 编辑子结构 190

4.2.8 打包模型 190

4.2.9 分解子结构 191

4.3 模型导入 192

4.3.1 模型准备 192

4.3.2 导入模型 193

4.3.3 重新连接子模型 195

4.4 总结 196

实例五：柔性摆模型 196

5.1 创建柔性摆模型 197

5.1.1 建模准备 197

5.1.2 导入柔性体输入文件 198

5.1.3 新建Marker 200

5.1.4 修改铰接 202

5.1.5 模态分析 203

5.1.6 再次修改铰接 205

5.2 带柔性体的三级摆 206

5.2.1 建模准备 206

5.2.2 导入柔性体文件 207

5.2.3 柔性体本征模态 207

5.2.4 在线静平衡 208

5.2.5 模态分析 209

5.2.6 在线积分 209

5.2.7 离线积分 211

5.3 总结 213

实例六：模型自动装配 213

6.1 基本概念 214

6.2 准备模型 215

6.2.1 准备车轮模型 215

6.2.2 准备底盘模型 217

6.2.3 准备带副车架的底盘模型 219

6.3 按名字自动装配模型 222

6.4 按子结构ID号的优先级自动装配 225

6.5 按发送的可得性自动装配模型 228

6.6 置换变量通信 230

6.6.1 准备子模型 230

6.6.2 准备主模型 232

6.6.3 导入子结构 233

6.7 常见问题解答 234

6.8 总结 235

第四章 SIMPACK提高实例 236

实例一：曲柄滑块 236

1.1 模型拓扑图 236

1.2 创建模型 237

1.3 添加摩擦力 243

1.4 添加驱动力矩和阻尼 245

1.5 总结 247

实例二：弹簧振子 247

2.1 创建模型 248

2.2 计算并查看结果 252

2.3 静平衡和名义力 253

2.3.1 静平衡分析 253

2.3.2 名义力分析 254

2.3 总结 255

实例三：起重机 255

3.1 柔性体基本介绍 256

3.2 柔性体模型的准备 258

3.3 生成.FBI文件 258

3.4 创建动力学模型 259

3.5 静平衡和传感器 274

3.6 柔性体变形及计算结果 275

3.7 柔性体动应力 277

3.8 总结 279

实例四：开关 279

4.1 PCM接触基本概念 280

4.1.1 多边形表面 280

4.1.2 弹性基础模型 280

4.1.3 PCM接触基本原理 280

4.2 创建动力学模型 281

4.3 施加力元 290

4.4 计算及查看结果 295

4.5 总结 296

实例五：举升机构 296

5.1 创建动力学模型 297

5.2 添加约束和力元 310

5.3 离线积分及结果后处理 315

5.4 总结 316

第五章 SIMPACK高级应用实例 317

实例一：与MATLAB接口 317

1.1 动力学建模 317

1.2 MATSIM和SIMAT的前期准备 323

1.3 MATSIM 324

1.4 SIMAT联合仿真 330

1.5 SIMAT线性系统矩阵输出 335

1.6 总结 335

实例二：齿轮箱建模 335

2.1 创建动力学模型 336

2.2 施加齿轮力元 356

2.3 施加花键力元 358

2.4 施加驱动扭矩和负载 360

2.5 计算及结果 362

2.6 总结 363

实例三：链传动 364

3.1 建模方法 364

3.2 创建模型 365

3.3 总结 388

实例四：带传动 388

4.1 建模方法 389

4.2 创建模型 389

4.3 总结 398

实例五：与空气动力学耦合 398

5.1 创建模型 399

5.2 施加力元 405

5.3 定义翼片的展开运动 410

5.4 定义结果输出选项 417

5.5 脚本运算和结果转换 419

5.6 总结 420

实例六：用户子程序 421

6.1 简介 421

6.2 用户子程序开发界面 421

6.2.1 用户子程序设置 422

6.2.2 编译和链接设置 423

6.2.3 建立区 424

6.2.4 信息日志 424

6.3 目录结构 424

6.4 基本概念 425

6.4.1 子程序和任务 425

6.4.2 元素输入参数 426

6.4.3 输出值 428

6.4.4 动态状态量 428

6.4.5 代数状态量 429

6.4.6 描述类状态量 429

6.4.7 根函数和根状态量 429

6.4.8 变量尺度 429

6.4.9 单位和物理量纲 429

6.4.10 并行 430

6.5 其它内容 430

6.5.1 调试 430

6.5.2 C和Fortran的混编 431

6.6 支承函数 432

6.7 SIMPACK软件用户子程序实例 433

6.7.1 回顾 433

6.7.2 实例练习 435

6.8 本章小结 439

参考文献 440