ADAMS柔性体刚柔耦合模块详解Word下载.doc
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ADAMS柔性体刚柔耦合模块详解Word下载.doc
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利用有限元技术,通过计算构件的自然频率和对应的模态,按照模态理论,将构件产生的变形看作是由构件模态通过线性计算得到的。
在计算构建模态时,按照有限元理论,首先要将构件离散成一定数量的单元,单元数量越多,计算精度越高,单元之间通过共用一个节点来转递力的作用,在一个单元上的两个点之间可以产生相对位移,再通过单元的材料属性,进一步计算出构建的内应力和应变。
…………柔性体模态与有限元模态区别不同?
…………约束模态?
…………正交模态?
ADAMS中建立柔性体的三种方法:
离散柔性连接杆、ADAMS/ViewFlex模块生成mnf文件、FEA有限元软件输出mnf文件
二、离散柔性连接杆
1、定义:
将一个构件离散成几段或者许多段小刚性构件,每个小刚性构件之间通过柔性梁连接,变形也只是柔性梁的变形,并不是那些刚性体的变形,刚性体上任意两点的之间并不会产生位移,本质上依旧是刚性构件柔性连接不算真的柔性体,该方法只限于简单构件的使用。
2、使用方法(ADAMS软件实例解说操作)
3、每段离散件都有自己的质心坐标系、名称、颜色和质量信息等属性,每段离散件都是独立的,可以分别编辑。
4、优点:
可以模仿物体的非线性变形,可以直接帮助使用者计算横截面属性,比直接使用柔性梁连接两个构件起来方便。
5、实例讲解(汽车悬架横拉杆离散柔性连接件替换原来刚性件)
三、View/Flex生成柔性体
ADAMS中柔性体使用的模态文件MNF(modelneutralfile),可以在Flex中生成,也可以借助有限元软件生成,在ADAMS/View中有简单和详细方法,根据个人操作和实际需要可采用以下三种不同方法:
简单方法创建、拉伸法创建、构建几何外形创建。
另外可以导入有限元模型的网格文件创建柔性体。
1、简单方法创建(实例讲解)
只需要选择构件、材料和计算模态阶数就可,
2、拉伸横截面方法创建柔性体(实例讲解)
a)需要定义一个拉伸路径,即拉伸中心线,最好从Z轴的负方向沿着正方向拉伸,在定义界面半径、单元尺寸、材料属性等,最后定义柔性体和其他构件的连接点即外节点,横截面沿着拉伸路径扫略就可以创建一个柔性体,同时生成模态中性文件。
3、刚体构件几何外形创建柔性体(实例讲解)
利用构件自身的几何外形生成柔性体是将几何体的外形所占用的空间进行有限元离散化,构件可以是在ADAMS/View中建立的模型,也可以是其他三维软件建立的导入的模型。
首先要定义柔性件的附着点、需要在附着点附近的网格节点上选取适当数量节点作为力的作用点,作用点的数量和位置根据模型精度需要来选取。
最后选取的节点转换成ADAMS的标记ID后即可生成模态中性文件,该方法与拉伸法相比,拉伸法创建的柔性体是六面体单元,而几何外形法生成的柔性体是四面体单元,一般来说六面体网格要比四面体网格好一些,因为四面体网格较六面体网格硬一些,但是拉伸法只能创建一些外形规则或者简单的柔性体,但是几何外形法没有这个限制。
4、导入有限元模型网格文件创建柔性体(实例讲解)
在ADAMS/Flex中Flexbodies有一个inportmesh选项,可以输入nastran和其他有限元软件生成的bdf、dat网格文件,在meshproperties中定义网格的材料属性、壳单元厚度和计算的模态数目,在输入关联的marker点,就可以创建柔性体。
5、FE大变形柔性体构件,2014后版本的新功能。
FE(finiteelement)构件相对于线性柔性体不同的两个方面:
可以准确的体现出线性模型方法不能达到的大变形;
建模不需要FEA文件,即mnf模态中性文件。
具体使用参见2014版本里面的HELP。
注:
目前ADAMS中柔性体只支持节点在5°
范围内的小变形,并不是多大变形都能参与计算;
也不支持非线性的变形,如果导入的mnf文件含有非线性单元,ADAMS会自动去掉那些成分;
也不支持断裂和破碎问题。
四、有限元软件输出mnf文件
利用有限元软件将构件离散成细小的网格进行模态计算,并将模态计算结果保存成MNF文件,多数有限元软件都与ADAMS有连接接口,利用ANSYS与ADAMS双向数据接口可以方便的处理柔性部件对机械系统的影响,并得到基于精确动力学仿真结果的应力应变分析结果。
1、ADAMS与ANSYS几何模型互导(软件实际操作演示)
这里介绍几何模型的导入导出,例如复杂模型要导出单个零件到有限元模型中去做柔性体,file-export-选择要导出的构件-xmt/txt格式,软件中parasoild格式被称为万能格式,个人觉得也很好用,另外ANSYS中的模型怎么导出几何模型等问题。
2、ANSYS输出mnf文件(刚性区域法mass、蜘蛛网法beam、梁单元法)
从CAE软件输出mnf文件有很多都可以,目前大部分都支持,如ABAQUS/hypermesh/ANSYS等,本案例主要用ANSYS作为对象生成mnf文件。
现在ANSYS-ADAMS接口节点的选择有三种方式:
a).
刚性区域法
(推荐学习资料:
在要建立接口节点的地方建立关键点(keypoint),并赋属性MASS21属性,mesh关键点,然后建立刚性区域;
b).
蜘蛛网法
(推荐使用此方法,实例讲解)
在要建立接口节点的地方建立节点(直接建立节点就行,没有必要用MASS21),用该节点与对应的节点创建梁单元(beam188),之所以称为蜘蛛网法,是因为一个主节点发散到周围的很多节点建立梁单元,看起来就像蜘蛛网一样;
c).
梁单元法
(不建议使用)
在要建立接口节点的地方建立节点,然后用该节点与某一个节点创建一个梁单元。
三种方法中,第二种是是ANSYS优选的,第三种是不推荐的。
从图中看出第三种方法传递力的特性是比较差的,但是比第二种方法简单,不过要使用第二种方法的话,建议使用宏命令或者命令流。
第一种方法比较容易出错,刚性区域要反反复复地的建立删除,目前大部分网上资料都是用刚性区域法,不过还是建议用蜘蛛网法。
3、ANSYSHelp蜘蛛网法命令流解说演示(实例讲解)
针对ANSYSHelp里面的蜘蛛网法输出mnf文件的案例,做分布操作演示,以及命令流的使用解释。
4、ANSYS输出mnf文件Y一般错误原因解释以及解决办法。
Unable
to
open
file
genCMS.mode.
Unit
46
is
already
in
use.
Please
send
your
data
ANSYS
Technical
Support
Provider.
这个让ANSYS软件犯傻的问题,具体是怎么回事,怎样解决我也不知道。
但是在我确信我的模型没有问题后,它还是这样报错,实在是没有办法了。
有那找技术支持的时间,还不够重启软件一次ANSYS?
重启之后果然没有这种错误了;
不知这是解决方法,还是巧合。
Negative
pivot
encountered.
This
likely
caused
by
insufficient
displacement
constraints
or
improper
master
dof
selection
avoid
rigid
body
motion
of
the
superelement
region
currently
selected
以及:
subelem.sub
not
available.
这种错误一般都是模型的连接有问题,特别是装配体,中间可能有自由的零部件,导致结构不能正常的传递力。
另外就是模型中可能存在独立的节点(不在任何单元上的);
number
modes
expected
(66)does
match
found(61).Most
likely,
model
has
errors
there
were
more
requested
than
exist.
review
Prior
modal
solution
for
warnings
这个问题应该先明白ANSYS中Number
Modes
exatract
中的值X
、选取的接口节点个数Y与ADAMS中看到的柔性性的模态数量Z的关系:
Z=6×
Y+X;
我的一个模型刚开始的时候我设置的X=6,选取了接口节点Y=8,然后就总是出现上面的报错,后面我减少了接口节点的个数,只选了三个,就没有报错了。
这个方面我认为是能少选就少选,选得越多计算时间越长,越到高阶的模态对计算的结果影响也越少,到ADAMS中还得关闭一些高阶模态,所以能少则少!
5、有限元软件输出的mnf文件是否正确
生成mnf文件后的模态振型和频率与原始模态振型和频率的对比
五、mnf文件的使用
1、ADAMSFlex对mnf文件的详细查看(实例解说)
无论是ADAMS中生成的mnf,还是有限元生成的mnf文件,都可以利用ADAMS/Flex模块进行查看,包括Flex工具箱的说明和优化器,有关输出的版本信息、文件头、单位、精度、输出节点、频率等
2、柔性体mnf文件的替换和使用(实例解说)
如何导入mnf文件,如何将柔性体替换成刚性体,如何将柔性体替换成柔性体,以及柔性体柔性体替换
3、柔性体mnf文件的编辑(实际软件操
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- ADAMS 柔性 体刚柔 耦合 模块 详解
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