双角度学习Adams作用力—窗口面板&二次开发
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前言：“如果你愿意一层一层一层的剥开它的心，你会发现，你会讶异，Adams的学习竟然如此简单……”在Adams的世界观中，Adams作用力施加是建模过程中最关键的部分，虽然作用力创建的面板比较简单，但你真的了解它吗？越是简单的“洋葱”，越包裹了深深的外衣，我们需要把这些伪装依次撕下，才能化被动为主动。而没有理论基础的Adams就像一盘散沙，风一吹就散了……只有掌握理论基础，才能更加灵活的使用Adams。
主题：本文共分两个内容进行介绍，由浅入深介绍Adams作用力施加方法，在这里，①“浅”—你不光可以学习到最基础、完善的Forces窗口及力创建规则；②“深”—从CMD二次开发命令行的角度，进一步介绍作用力的理论概念。完全打通任督二脉，随心所欲的使用Adams的作用力创建。关于二次开发部分，可以查看我的视频课程《零基础小白Adams建模二次开发18讲》进行免费学习，其中包括了很多实例与思考。
文章两个模块的介绍有点长，大家可以根据自己的需求，快速跳到对应的地方进行学习。我在书写的过程中加入了自己的思考与技巧，纯纯干货，帮助大家更好的学习相关内容。当然，如果你有耐心的读完，你会看见一个不一样的“力世界”。
模块一：“浅”
概要：在这个模块中，你可以更详细的学到Adams作用力的创建方法以及相关技巧应用。如果可以，希望你本身会最基础的力创建命令。同时，我总结了在Adams建模过程中的一些心得体会和实用技巧，不同于Adams相关书籍，加入了一些自己的小方法并为一些概念起了易懂的名字，希望可以加深大家的印象。
1、从自由度的角度看待力
在Adams/View中，力定义了部件的载荷和柔度。力本身并不绝对的禁止或阻止部件运动，因此，力并不会增加或减少模型的自由度（这与驱动motion是不同的，驱动在一定程度上强制了部件的运动规律并约束模型的自由度）。有些力可以抵抗运动，比如弹簧阻尼，有些可以引起部件运动，比如单自由度作用力，但是这些力并不会改变模型自由度。
2、力的分类
施加作用力在Adams中的“Forces”工具栏下面，分为“Applied Forces”作用力、“Flexible Connections”柔性连接、“Special Forces”特殊力三种情况。
1）柔性连接Connections
柔性连接在部件运动过程中会阻止或抵抗运动，在使用过程中只需要输入固定的参数就可以，方式比较简单，关于力的大小，Adams会自动计算。柔性连接定义了部件的柔度，主要成员包括：梁（beams）、衬套（bushing）、线性弹簧阻尼器（translational spring dampers）、扭力弹簧（torsion springs），这些力提供了具有弹性的力响应关系。
2）特殊力Special-Forces
特殊力是日常中常遇到的力，比如重力（Gravity）、接触力（Contact），这部分力的创建比较简单，只需要按照窗口提示进行设置即可。
3）作用力Applied-Forces
作用力是实际应用中最常用的部分，本小节也主要针对作用力进行讲解，追根溯源，全面掌握该模块相关知识。
作用力是指作用在部件上的载荷以促使部件沿着预定的方式移动。Adams/View提供了一系列的作用力以供选择。作用力分为单自由度力/扭矩、三自由度力/扭矩、六自由度力/扭矩。作用力按照窗口提示进行创建即可，比较简单，这里选取单自由度作用力创建以及四个重点问题进行介绍。
① 重点一：两个Part问题
力可以作用在两个部件上，或者一个部件和大地上。在进行作用力创建时，系统需要我们依次选择两个Part，这两个Part的选择顺序也有一定技巧。选择的第一个部件part1为作用体action body，主要承受施加的作用力，选择的第二个部件part2为受力体reaction body，接受相应的反作用力。如果所选的部件为大地，则反作用力为0。这两个Part的选择顺序在后处理输出部件受力的正负问题时，尤为重要。
② 重点二：四个类型问题
On One Body,Fixed in Space：力作用在单个部件上且力的方向为空间固定。
On One Body,Moving with Body：力作用在单个部件上且力的方向跟随部件的移动而移动。
On one Body,Moving with Other Body：力作用在第一个部件上且力的方向始终随着第二个部件移动。
Between Two Bodies：力作用在两个部件上且力的方向始终在两个部件连线之间。
③重点三：Z轴定律
Z轴是Adams建模中最关键的坐标轴，无论是创建作用力还是创建运动副，大多数的方向判断都可以归到Z轴判断上，我把它叫做“Z轴定律”。同样，关于作用力方向的选择，也遵守“Z轴定律”，Adams创建单自由度力时，共有下述两种方式：
选择平行于草图（Normal to Grid）。如果开启工作草图，默认力的方向是平行于草图的z轴方向；如果关闭工作草图，默认力的方向是平行于当期视图的z轴方向。
选择自定义方向（Pick Feature）。此时需要自定义力的方向，可以选择两个点、部件的边、部件表面的法向。此时会自动生成两个marker点，而这两个marker点的Z轴方向确定了力的方向。
④重点四：幅值定义
幅值顾名思义是力的大小，在Adams/View中，力的大小通常可以选择以下内容：
数值输入（Constant force/torque）。用户可以直接指定一个数值或者使用Adams默认的数值。
输入弹簧阻尼系数（Spring-Damper）。用户可以输入弹簧和阻尼系数，Adams会自动计算对应的函数，需要注意的是这个功能在主面板中可能无法显示，一般不使用。
定制函数（Custom）。若使用这个功能，Adams不会创建任何的数值，也就是作用力大小为0。但是用户需要使用用户子程序来进行修改链接。
小结：作用力创建最关键的就是掌握四个重点问题，也是我认为最难区分的点，只要捋清楚了这四个问题，相信大家可以更加游刃有余的创建作用力。
模块二：“深”
概要：在这个模块中，将通过二次开发的角度来解释Adams/View创建力的底层逻辑。通过用户窗口进行作用力创建只是Adams的表层现象，如果想进一步学习掌握作用力的创建逻辑，二次开发是个不错的选择。相比于传统的窗口模式，二次开发cmd命令可以更加灵活、方便。本模块同样使用单自由度作用力进行介绍。
1、单自由度作用力创建函数
Force create direct single_component_force
1）single_component_force_name=new single component force
5）action_only=on/off
10）i_part_name=an existing body
11）j_part_name=an existing body
12）location= location
13）orientation=orientation
17）i_marker_name=existing marker
18）j_marker_name=existing marker
篇幅有限，截取部分代码段，可以留言获取资料或查看视频教程获取整个代码段
2、代码段注释
本节也只选取重要的代码段进行注释，其余部分可以同样留言进行获取。
除第一行的代码行说明外，共有18个参数可以选择，相比于仅使用主面板创建力的方法，选择更加灵活，且18个参数并不是都会用到，可以选择需要的参数进行排列组合。
1）单自由度力的名称
5）选择是否设置反作用力
这个参数主要用来区分action-reaction和action-only。
10）输入力作用的第一个部件名称
11）输入力作用的第二个部件名称
12）输入力作用点
13）输入作用力方向。如果输入一个marker点，则认为方向是marker点的z轴方向，如果输入两个marker点，则认为方向是两个marker间的连线方向。
17）直接通过选择i marker点来确定作用部件
所选择的marker点必须是已经存在的
18）直接通过选择j marker点来确定反作用力部件及力方向
3、两个力类型
在二次开发代码段中，作用力可以分为两种类型：
①action--reaction forces（力—反作用力）：这种类型的作用力包含两个部分，分别是受力物体本身first body会受到力的作用，同时，选取的第二个物体second body也会受到反作用力。这种类型的差异在后处理中尤为常见。
②action-only forces（单部件作用力）：这种类型的作用力只会施加在第一个部件，也就是受力物体first body上，选择的第二个物体不会受到反作用力。
4、Marker点定律—重点
marker点是Adams建模中最重要的一个概念，也是Adams建模的基础，对于Adams底层逻辑来说，所有的参数建模结构都可以用marker点进行链接。也可以理解为marker点是组成Adams建模的细胞。
力在创建时是依托于marker点进行的，作用力连接了两个部件，并在两个部件上分别放置marker点作为标识符，也可以理解为力独特的“暗号”。其中I marker点决定了力的作用对象，也就是我们选择的第一个部件（first part），该点存放在第一个部件中。J marker点的Z轴决定了力的作用方向，该点存放在第二个部件上。
如果选择action-reaction forces模式，则力会作用于I marker点和J marker点；如果选择了action-only forces模式，则力只会作用于I marker点上。
5、两个创建模式
Adams单自由度作用力宏代码在编写时需要注意，10-13部分即使用part创建作用力和17-18部分即使用marker创建作用力不能同时使用。
①使用指定part方法创建的力：Adams会自动生成marker点，用户无需指定marker点。
缺点：在实际编写cmd命令的时候，通过part创建力，会生成一系列的marker点，且这些marker点没有特殊的、可辨别的名字，会使整个模型变得冗余。
优点：无需提前查找marker点，出错率低。
②使用指定marker点方法创建的力：marker点的前缀名字需要加上。
缺点：需要提前设置或生成marker点才可以进行指定，i marker点的位置需要格外注意，因为它决定了受力部件，j marker点的方向需要格外注意，因为它决定了力的方向。
优点：不会生成较多的marker点，整个模型清晰明了。是较为常用的方法。
6、“Z轴定律”
Adams代码进行建模时，同样遵循“Z轴定律”。
小结：文章只是介绍了作用力创建过程中二次开发代码的编写重点，我也写了几行简单的代码行为参考，可以留言进行领取，大家需要亲自进行编写创建，才可以发现其中的魅力和乐趣，如果你在编写过程中遇到了问题，不妨回过头来看看这篇文章，你会找到你想要的答案。
问题思考：在第一个模块中，我们提到，Adams/View在创建作用力时分为空间固定、跟随部件、两个部件之间……类型，而Adams二次开发代码并没有明确的展示出不用作用力类型的区别，那么你会用Adams二次开发实现不同的作用力类型吗？大家可以自己动手进行编写学习，也可以在我的视频课程中进行查看。
文章总结：想不到小小的作用力创建居然可以有这么多的门道，希望可以通过这篇文章的介绍，让你对作用力创建有一个更加全面的理解，无论是浅显的窗口创建还是深层次的二次开发内容，只要用心去理解，你会发现不一样的天地。
