ABAQUS系列型号产品展示软件平台设计(5)
1.4.2 多体系统动力学
多体系统动力学[9]包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学。多体系统动力学是研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。
20世纪60年代，古典的刚体力学、分析力学与计算机相结合的力学分支——多体系统动力学在社会生产实际需要的推动下产生了。经过30多年的发展，其理论系统已比较完善。它已在航天工程、机器人、车辆系统、生物力学和复杂机械系统等工程领域得到广泛应用，且日益受到力学界和工程界的重视。人们对多体系统动力学的浓厚兴趣源于这种理论对相当广泛一类工程实际系统的模拟能力。有人认为，多体系统动力学是继模态理论和有限元分析法之后，又一项有广泛应用前景的新理论和新技术。多体系统动力学研究一直是在系统建模、数值计算和计算机软件这三个方面相互约束，又相互促进下发展的[10]。
多体系统动力学，尤其是柔性多体系统动力学的研究意义重大。它的研究水平从一个侧面反映了一个国家高科技的发展水平。它的巨大应用价值和理论意义，早已引起世界各国的高度重视。1988年，美国关于控制的未来研究方向报告中，把“柔性和混合结构的动力学控制”列为重点研究项目。我国在“九五”科技攻关、“863”高科技发展计划及载人航天计划中都设有多体系统动力学的研究课题。多体系统动力学在兵器行业的开发应用仅处于起步阶段。
美国MDI公司开发的ADAMS[11]软件是一个机械系统动力学分析软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。在该软件平台上，可方便地建立机械系统的动力学模型，直观清晰地演示机械系统的动力学过程。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。
1.5 本文主要内容
本文需要设计一个可以方便展示某系列三种火炮的组成、功能特点、仿真性能等的产品展示平台。通过对软件平台的方案设计和详细设计，掌握Python编程语言，编程实现其预定功能。主要工作包括以下几个方面：
（1）确定产品展示平台的任务，对其预定功能进行分解，使用Python编程语言，完成顶层设计。分析软件平台与各拓展功能之间的关系，建立软件平台体系。
（2）分析所要展示产品的各个参数，实现软件图形和数据显示功能，优化设计用户接口。
（3）详细设计展示平台的仿真模块，实现ABAQUS模型和ADAMS模型调用功能，展示产品有限元模型及多体动力学模型。
（4）完成软件核心功能之后，进行软件平台界面设计，与预定功能对比分析，检验软件平台的有效性。
2 系列型号产品展示软件平台设计
2.1 软件平台总体方案设计
本文设计一套软件平台，可以方便展示三种火炮的总体组成、功能特点、性能参数等内容。三种火炮分别是同一口径的车载炮、牵引炮、自行炮，每种火炮包括总体介绍和性能分析，总体介绍细分为结构组成与功能特点；性能分析包括有限元模型（静态刚强度分析）、多体动力学模型（动力学分析）和计算结果分析。有限元模型需要调用ABAQUS软件，多体动力学模型需调用ADAMS软件，计算结果分析调用PDF阅读器。图2.1是展示平台的组成模块。