ADAMS柔性體-剛?cè)狁詈夏K詳解

1、ADAMS柔性體-剛?cè)狁詈夏KADAMS柔性體理論1、ADAM酬究體系：a）剛體多體系統(tǒng)（低速運(yùn)動(dòng)）b）柔性多體系統(tǒng)（考慮彈性變形，大輕薄，高速）c）剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)（根據(jù)各個(gè)構(gòu)件情況考慮，常用普遍仿真類型）大部分仿真分析都采用的是剛性構(gòu)件，在受到力的作用不會(huì)產(chǎn)生變形，現(xiàn)實(shí)中把大部分構(gòu)件當(dāng)做剛性體處理是可以滿足要求的，因?yàn)楦鱾€(gè)零件之間的彈性變形對(duì)于機(jī)構(gòu)各部分的動(dòng)態(tài)特性影響微乎其微。但是需要考慮構(gòu)件變形，變形會(huì)影響精度結(jié)果，需要對(duì)構(gòu)件其應(yīng)力大小和分布以及載荷輸出研究的時(shí)候，以及薄壁構(gòu)件，高精密儀器部件等，則需要當(dāng)做柔性體對(duì)待，這樣計(jì)算結(jié)果會(huì)準(zhǔn)確一些。對(duì)于柔性體機(jī)構(gòu)，變形對(duì)動(dòng)態(tài)影響起著決定性作用，

2、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)約束的添加必須考慮各個(gè)零部件之間的連接和受力關(guān)系，更可能還原實(shí)際工況，從而使模型更真實(shí)還原。2、柔性體柔性體是由模態(tài)構(gòu)成的，要得到柔性體就需要計(jì)算構(gòu)件的模態(tài)。柔性體最重要的假設(shè)就是僅考慮了相對(duì)于連體坐標(biāo)系得曉得線性變形，而連體坐標(biāo)系同時(shí)也在做大的非線性運(yùn)動(dòng)。對(duì)于柔性體變形，模態(tài)中性文件必然存在某一些模態(tài)不響應(yīng)，沒有參與變形或者變性太大，參與系數(shù)非常小，比如前六階或者不正常的階數(shù)，如果去掉貢獻(xiàn)較小的模態(tài)階數(shù)，便可以提高仿真的效率。3、模態(tài)談到柔性體，就必然脫不了模態(tài)的概念，構(gòu)件的模態(tài)是構(gòu)件自身的一個(gè)物理屬性，一個(gè)構(gòu)件一旦制造出來(lái)，他的模態(tài)就是自身的一種屬性，再將幾何模型離散成有限元模

3、型以后，有限元模型的各個(gè)節(jié)點(diǎn)有一定的自由度，這樣所有的節(jié)點(diǎn)自由度的和就構(gòu)成了有限元模型的自由度，一個(gè)有限元模型有多少自由度，它就有多少階模態(tài)。由于構(gòu)件各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際位移是模態(tài)的按一定比例的線性疊加，這個(gè)比例就是一個(gè)系數(shù)，通常成為模態(tài)參與因子，參與因子越大，對(duì)應(yīng)的模態(tài)對(duì)于構(gòu)件變形的貢獻(xiàn)量越多，因此對(duì)構(gòu)件的振動(dòng)分析，可以從構(gòu)件的模態(tài)參與因子大小來(lái)分析，如果構(gòu)建在振動(dòng)時(shí)，某階模態(tài)的參與因子大，可以通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，抑制改接模態(tài)對(duì)振動(dòng)貢獻(xiàn)量，可以明顯降低構(gòu)件的振動(dòng)。利用有限元技術(shù)，通過(guò)計(jì)算構(gòu)件的自然頻率和對(duì)應(yīng)的模態(tài)，按照模態(tài)理論，將構(gòu)件產(chǎn)生的變形看作是由構(gòu)件模態(tài)通過(guò)線性計(jì)算得到的。在計(jì)算構(gòu)建模態(tài)時(shí)，按照有

4、限元理論，首先要將構(gòu)件離散成一定數(shù)量的單元，單元數(shù)量越多，計(jì)算精度越高，單元之間通過(guò)共用一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)遞力的作用，在一個(gè)單元上的兩個(gè)點(diǎn)之間可以產(chǎn)生相對(duì)位移，再通過(guò)單元的材料屬性，進(jìn)一步計(jì)算出構(gòu)建的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變。柔性體模態(tài)與有限元模態(tài)區(qū)別不同？約束模態(tài)？正交模態(tài)？ADAM竽建立柔性體的三種方法：離散柔性連接桿、ADAMS/ViewFlex模塊生成mnf文件、FEA有限元軟件輸出mnf文件離散柔性連接桿1、定義：將一個(gè)構(gòu)件離散成幾段或者許多段小剛性構(gòu)件，每個(gè)小剛性構(gòu)件之間通過(guò)柔性梁連接，變形也只是柔性梁的變形，并不是那些剛性體的變形，剛性體上任意兩點(diǎn)的之間并不會(huì)產(chǎn)生位移，本質(zhì)上依舊是剛性構(gòu)件柔性連接

5、不算真的柔性體，該方法只限于簡(jiǎn)單構(gòu)件的使用。2、使用方法（ADAMS軟件實(shí)例解說(shuō)操作）3、每段離散件都有自己的質(zhì)心坐標(biāo)系、名稱、顏色和質(zhì)量信息等屬性，每段離散件都是獨(dú)立的，可以分別編輯。4、優(yōu)點(diǎn)：可以模仿物體的非線性變形，可以直接幫助使用者計(jì)算橫截面屬性，比直接使用柔性梁連接兩個(gè)構(gòu)件起來(lái)方便。5、實(shí)例講解（汽車懸架橫拉桿離散柔性連接件替換原來(lái)剛性件）三、View/Flex生成柔性體ADAMS中柔性體使用的模態(tài)文件MNF（modelneutralfile），可以在Flex中生成，也可以借助有限元軟件生成，在ADAMS/View中有簡(jiǎn)單和詳細(xì)方法，根據(jù)個(gè)人操作和實(shí)際需要可采用以下三種不同方法：簡(jiǎn)單

6、方法創(chuàng)建、拉伸法創(chuàng)建、構(gòu)建幾何外形創(chuàng)建。另外可以導(dǎo)入有限元模型的網(wǎng)格文件創(chuàng)建柔性體。1、簡(jiǎn)單方法創(chuàng)建（實(shí)例講解）只需要選擇構(gòu)件、材料和計(jì)算模態(tài)階數(shù)就可，2、拉伸橫截面方法創(chuàng)建柔性體（實(shí)例講解）a）需要定義一個(gè)拉伸路徑，即拉伸中心線，最好從Z軸的負(fù)方向沿著正方向拉伸，在定義界面半徑、單元尺寸、材料屬性等，最后定義柔性體和其他構(gòu)件的連接點(diǎn)即外節(jié)點(diǎn)，橫截面沿著拉伸路徑掃略就可以創(chuàng)建一個(gè)柔性體，同時(shí)生成模態(tài)中性文件。3、剛體構(gòu)件幾何外形創(chuàng)建柔性體（實(shí)例講解）利用構(gòu)件自身的幾何外形生成柔性體是將幾何體的外形所占用的空間進(jìn)行有限元離散化，構(gòu)件可以是在ADAMS/View中建立的模型，也可以是其他三維軟件建

7、立的導(dǎo)入的模型。首先要定義柔性件的附著點(diǎn)、需要在附著點(diǎn)附近的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上選取適當(dāng)數(shù)量節(jié)點(diǎn)作為力的作用點(diǎn)，作用點(diǎn)的數(shù)量和位置根據(jù)模型精度需要來(lái)選取。最后選取的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成ADAMS的標(biāo)記ID后即可生成模態(tài)中性文件，該方法與拉伸法相比，拉伸法創(chuàng)建的柔性體是六面體單元，而幾何外形法生成的柔性體是四面體單元，一般來(lái)說(shuō)六面體網(wǎng)格要比四面體網(wǎng)格好一些，因?yàn)樗拿骟w網(wǎng)格較六面體網(wǎng)格硬一些，但是拉伸法只能創(chuàng)建一些外形規(guī)則或者簡(jiǎn)單的柔性體，但是幾何外形法沒有這個(gè)限制。4、導(dǎo)入有限元模型網(wǎng)格文件創(chuàng)建柔性體（實(shí)例講解）在ADAMS/Flex中Flexbodies有一個(gè)inportmesh選項(xiàng)，可以輸入nastran和其他

8、有限元軟件生成的bdf、dat網(wǎng)格文件，在meshproperties中定義網(wǎng)格的材料屬性、殼單元厚度和計(jì)算的模態(tài)數(shù)目，在輸入關(guān)聯(lián)的marker點(diǎn)，就可以創(chuàng)建柔性體。5、FE大變形柔性體構(gòu)件，2014后版本的新功能。然“力FE（finiteelement）構(gòu)件相對(duì)于線性柔性體不同的兩個(gè)方面：可以準(zhǔn)確的體現(xiàn)出線性模型方法不能達(dá)到的大變形；建模不需要FEA文件，即mnf模態(tài)中性文件。具體使用參見2014版本里面的HELR注：目前ADAMS中柔性體只支持節(jié)點(diǎn)在5。范圍內(nèi)的小變形，并不是多大變形都能參與計(jì)算；也不支持非線性的變形，如果導(dǎo)入的mnf文件含有非線性單元，ADAMS會(huì)自動(dòng)去掉那些成分；也不支

9、持?jǐn)嗔押推扑閱?wèn)題。四、有限元軟件輸出mnf文件利用有限元軟件將構(gòu)件離散成細(xì)小的網(wǎng)格進(jìn)行模態(tài)計(jì)算，并將模態(tài)計(jì)算結(jié)果保存成MNF文件，多數(shù)有限元軟件都與ADAMST連接接口，利用ANSYSWADAM雙向數(shù)據(jù)接口可以方便的處理柔性部件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響，并得到基于精確動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果的應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果。1、ADAMS與ANSYSJL何模型互導(dǎo)（軟件實(shí)際操作演示）這里介紹幾何模型的導(dǎo)入導(dǎo)出，例如復(fù)雜模型要導(dǎo)出單個(gè)零件到有限元模型中去做柔性體，file-export-選擇要導(dǎo)出的構(gòu)件-xmt/txt格式，軟件中parasoild格式被稱為萬(wàn)能格式，個(gè)人覺得也很好用，另外ANSY汕的模型怎么導(dǎo)出幾何模型等問(wèn)題

10、。2、ANSYS俞出mnf文件（剛性區(qū)域法mass、蜘蛛網(wǎng)法beam、梁?jiǎn)卧ǎ腃AE軟件車出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乍為對(duì)象生成mnf文件。現(xiàn)在ANSYS-ADAM能口節(jié)點(diǎn)的選擇有三種方式：a） .剛性區(qū)域法（推薦學(xué)習(xí)資料：在要建立接口節(jié)點(diǎn)的地方建立關(guān)鍵點(diǎn)（keypoint）,并賦屬性MASS21屬性，mesh關(guān)鍵點(diǎn)，然后建立剛性區(qū)域；b） .ANSYS俞出mnf文件蜘蛛網(wǎng)法（推薦使用此方法，實(shí)例講解）在要建立接口節(jié)點(diǎn)的地方建立節(jié)點(diǎn)（直接建立節(jié)點(diǎn)就行，沒有必要用MASS21）,用該節(jié)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建

11、梁?jiǎn)卧╞eam188）,之所以稱為蜘蛛網(wǎng)法，是因?yàn)橐粋€(gè)主節(jié)點(diǎn)發(fā)散到周圍的很多節(jié)點(diǎn)建立梁?jiǎn)卧雌饋?lái)就像蜘蛛網(wǎng)一樣；c） .梁?jiǎn)卧ǎú唤ㄗh使用）在要建立接口節(jié)點(diǎn)的地方建立節(jié)點(diǎn)，然后用該節(jié)點(diǎn)與某一個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)梁?jiǎn)卧?。三種方法中，第二種是是ANSYS優(yōu)選的，第三種是不推薦的。從圖中看出第三種方法傳遞力的特性是比較差的，但是比第二種方法簡(jiǎn)單，不過(guò)要使用第二種方法的話，建議使用宏命令或者命令流。第一種方法比較容易出錯(cuò)，剛性區(qū)域要反反復(fù)復(fù)地的建立刪除，目前大部分網(wǎng)上資料都是用剛性區(qū)域法，不過(guò)還是建議用蜘蛛網(wǎng)法。的”&川咕跳，及口使用小IS六中步*:S4EM看力加*稠*口*1出外于一個(gè)撲打M!鐘世樨m

12、H*力軸晨口后1.力HK.八于金*工節(jié)由妹;T計(jì)件由工轆建小工彳鼠看常在蚪聲鄢城11咐起Hit槽正端界I.在MEIS中it立梟性都件收空5 .瞋立棺口點(diǎn)-用于存電噸中宜工與具性時(shí)性的工稹6 *1網(wǎng)峭&TS-I眼崎桂n安M暝態(tài)中性文作心“F誼文件包含善性鼻部忤曾情意7 .亦*K由注入書中修文件.量行?？浚懒s真，5,累翱小場(chǎng)易出功能Ifciil也含MK腓上的力的立制.B.需收布文仲*NETS中通并應(yīng)力分場(chǎng)3、ANSYSHelpW蛛網(wǎng)法命令流解說(shuō)演示（實(shí)例講解）針又ANSYSHelp里面的蜘蛛網(wǎng)法輸出mnf文件的案例，做分布操作演示，以及命令流的使用解釋。9*A11，-4、ANSYS俞出mnf文

13、件Y一般錯(cuò)誤原因解釋以及解決辦法。a) .UnabletoopenfilegenCMS.mode.Unit46isalreadyinuse.PleasesendyourdatatoyourANSYSTechnicalSupportProvider.這個(gè)讓ANSYSa件犯傻的問(wèn)題，具體是怎么回事，怎樣解決我也不知道。但是在我確信我的模型沒有問(wèn)題后，它還是這樣報(bào)錯(cuò)，實(shí)在是沒有辦法了。有那找技術(shù)支持的時(shí)間，還不夠重啟軟件一次ANSYS重啟之后果然沒有這種錯(cuò)誤了；不知這是解決方法，還是巧合。b) .Negativepivotencountered.Thisislikelycausedbyinsuffi

14、cientdisplacementconstraintsorimpropermasterdofselectiontoavoidrigidbodymotionofthesuperelementregioncurrentlyselected以及：superelementfilesubelem.subisnotavailable.這種錯(cuò)誤一般都是模型的連接有問(wèn)題，特別是裝配體，中間可能有自由的零部件，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不能正常的傳遞力。另外就是模型中可能存在獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)(不在任何單元上的)；c) .thenumberofmodesexpected(66)doesnotmatchthenumberfound(61

15、).Mostlikely,themodelhaserrorsorthereweremoremodesrequestedthanexist.PleasereviewthePriormodalsolutionforwarnings這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該先明白ANSYS中NumberofModestoexatract中的值X、選取的接口節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)丫與ADAMS中看到的柔性性的模態(tài)數(shù)量Z的關(guān)系：Z=6XY+X;我的一個(gè)模型剛開始的時(shí)候我設(shè)置的X=6,選取了接口節(jié)點(diǎn)Y=8,然后就總是出現(xiàn)上面的報(bào)錯(cuò)，后面我減少了接口節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，只選了三個(gè)，就沒有報(bào)錯(cuò)了。這個(gè)方面我認(rèn)為是能少選就少選，選得越多計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)，越到高階的模

16、態(tài)對(duì)計(jì)算的結(jié)果影響也越少，到態(tài)，所以能少則少！5、有限元軟件輸出的mnf文件是否正確生成mnf文件后的模態(tài)振型和頻率與原始模態(tài)振型和頻率的對(duì)比ADAMS中還得關(guān)閉一些高階模五、mnf文件的使用1、ADAMSFlex對(duì)mnf文件的詳細(xì)查看（實(shí)例解說(shuō)）無(wú)論是ADAMS中生成的mnf,還是有限元生成的mnf文件，都可以利用ADAMS/Flex模塊進(jìn)行查看,包才Flex工具箱的說(shuō)明和優(yōu)化器，有關(guān)輸出的版本信息、文件頭、單位、精度、輸出節(jié)點(diǎn)、頻率等LudHkiri4r!HI!Rnikill和lAwvBfirwUrElvhIcda!humrflffWirS-iE-JlxiFHrrwhiiWIV日Clnbc

17、l141Ml*I1rVvdflljmiIdu*FiJdiLr-N-lnLain|7Praq.串Rie-uUmlrraMiH.*Julir9HC!EQllanri4iMi|Qjni1!*umiOllBa*rlilirafaJObivLuk&0Ibiiwi-iMik1SiiHFarLukiIlawbutbt*FMMNFBrowserj_2、柔性體mnf文件的替換和使用（實(shí)例解說(shuō)）如何導(dǎo)入mnf文件，如何將柔性體替換成剛性體，如何將柔性體替換成柔性體，以及柔性體柔性體替換3、柔性體mnf文件的編輯（實(shí)際軟件操作解說(shuō)）對(duì)于柔性體的編輯與剛體的編輯差別很大，對(duì)于ADAMS中柔性體計(jì)算最重要的部分，需要用

18、到哪些模態(tài)階數(shù)參與計(jì)算，對(duì)還整個(gè)柔性或者剛?cè)狁詈嫌泻艽蟮挠绊?，包括柔性體的阻尼和有效性、名稱位置、初始狀況及速度、模態(tài)初始狀況等等。4、ADAMS虛構(gòu)件（啞體）的使用（實(shí)例操作演示）在將柔性體導(dǎo)入ADAMS中后，需要將柔性體和其他剛性體或者柔性體之間建立運(yùn)動(dòng)副約束關(guān)系以及施加載荷等。如果直接使用柔性體與剛性體建立關(guān)系，由于理論條件限制和其他因素考慮，例如時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)以至于計(jì)算不出來(lái)，運(yùn)動(dòng)仿真不運(yùn)行等。這時(shí)候需要構(gòu)件一個(gè)虛構(gòu)件，也有叫啞物體。意思就是建立一個(gè)和導(dǎo)入的柔性體一樣或者類似的剛體構(gòu)件，將剛體構(gòu)件的的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量信息置0,然后將柔性體與剛性體固定在一起，其應(yīng)該在柔性體上的運(yùn)動(dòng)副、約束和載荷都定義在虛構(gòu)件上。六、剛?cè)狁詈戏治龊蠊?jié)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變信息查看1、ADAMS中危險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變報(bào)告信息（實(shí)例演示）在ADAMS進(jìn)行剛?cè)狁詈戏治鲆院?，怎么查看柔性體中危險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)，以及某一些節(jié)點(diǎn)的的應(yīng)力應(yīng)變信息，這就要用到DurabiHty和后處理模塊，首先條件是不管是在adams還是CAE軟件在生成mnf文件的時(shí)候，必須選擇輸出應(yīng)力應(yīng)變的選項(xiàng)，這樣后面才有結(jié)果。以報(bào)告report的形式顯示。哂*在閑*K申導(dǎo)出亞黃吼。上總.*以*文件。*/日心”.中.FiL&Ut仃升化卻工事出有用薨帶析餐貨2、柔性體載荷導(dǎo)出，在CAE有限元軟件計(jì)算獲得受力狀況及云圖顯示（實(shí)例演示）ADAMS只能