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ANSYS-ADAMS接口应用■理解ANSYS-ADAMS接口■ANSYS-ADAMS接口使用步骤■模态中性文件■弱弹簧■接口应用实例——飞机起落架理解ANSYS-ADAMS接口ADAMS——优秀的刚体动力学仿真软件缺点：假设所有的部件都是刚体。在ADAMS刚体中，建立柔性部件的工具只能用于简单的几何结构。对于复杂的柔性部件，ADAMS依赖于从其他的有限元软件如ANSYS等进行数据转换。ANSYS-ADAMS接口就是一个ANSYS提供的从ANSYS到ADAMS的数据转换工具。理解ANSYS-ADAMS接口为什么需要柔性体？A．识别共振和精确仿真部件力和运动的需要。B．有时，柔性影响不可忽略，如活塞的运动强烈的取决于曲柄和连杆的柔性。ANSYS-ADAMS接口使用步骤六个步骤：1．在ANSYS中建立柔性部件模型。2．建立接口点，用于在ADAMS中建立与其他部件的连接。3．利用ANSYS-ADAMS接口输出模态中性文件(Jobname.MNF)。该文件包含柔性体部件的信息。4．在ADAMS中读入模态中性文件，进行刚体-柔体动力学仿真。5．利用ADAMS的导出功能输出包含施加在部件上的力的载荷文件(.lod文件)。6．将载荷文件导入ANSYS中进行应力分析。ANSYS-ADAMS接口使用步骤六个步骤：1．在ANSYS中建立柔性部件模型。2．建立接口点，用于在ADAMS中建立与其他部件的连接。3．利用ANSYS-ADAMS接口输出模态中性文件(Jobname.MNF)。该文件包含柔性体部件的信息。4．在ADAMS中读入模态中性文件，进行刚体-柔体动力学仿真。5．利用ADAMS的导出功能输出包含施加在部件上的力的载荷文件(.lod文件)。6．将载荷文件导入ANSYS中进行应力分析。建立模型(在ANSYS中)建立完整的有限元模型——包括单元定义、实常数、材料属性、建立几何。同通常的分析一样。建模时，注意以下几点：1.接口支持大部分有位移自由度的单元类型。轴对称单元(如PLANE25)和显式动力单元(如SOLID164)除外。2.模型中只允许线性行为。如果指定了非线性单元，也按线性对待。例如，如果包含非线性弹簧(如COMBIN39)，其刚度将基于其初始状态计算并保持不变。3.材料属性可以是线性的、各向同性或各向异性、常值的或温度相关的。必须定义杨氏模量(或其他形式的刚度)和密度(或其他形式的质量)。忽略非线性属性。4.产生模态中性文件时忽略阻尼。柔性部件的阻尼可以在ADAMS中添加。转下页——建立模型(在ANSYS中)——接上页5.ADAMS需要集中质量方法(LUMPM,ON)。因此需要做如下的特殊考虑：a.对大部分具有合理的网格密度的结构，这种近似是可接受的。如果模型的网格较稀疏，惯性属性可能产生错误。为确定影响的程度，使用LUMP,ON和不使用该命令进行两次计算，比较频率。b.当使用SHELL63单元时，设置KEYOPT(3)=2激活更加符合实际的面内转动刚度。如果单元翘曲，使用SHELL181，并设置KEYOPT(3)=2代替。c.当使用二维单元时，相应的ADAMS模型必须位于X-Y平面。记住ADAMS模型总是三维的。二维柔性部件转换后没有Z向尺度。d.平面单元的节点只有两个自由度：X和Y向的平动。因此，在ADAMS分析中不能为其施加力矩载荷。类似地，实体单元只有三个平动自由度。转下页——建立模型(在ANSYS中)——接上页6.不能为模型施加约束(D命令)，而且在前面的分析中没有定义主自由度(M或TOTAL命令)。ANSYS-ADAMS接口使用步骤六个步骤：1．在ANSYS中建立柔性部件模型。2．建立接口点，用于在ADAMS中建立与其他部件的连接。3．利用ANSYS-ADAMS接口输出模态中性文件(Jobname.MNF)。该文件包含柔性体部件的信息。4．在ADAMS中读入模态中性文件，进行刚体-柔体动力学仿真。5．利用ADAMS的导出功能输出包含施加在部件上的力的载荷文件(.lod文件)。6．将载荷文件导入ANSYS中进行应力分析。建立接口点建立用于ADAMS仿真的模型时，如何表示结构的接口点是非常重要的。接口点即在ADAMS中施加连接(运动副)或力的节点。在ADAMS中，力只能施加在接口点上。接口点的数目将决定模型的约束模式数目。约束模式即假设部件的一个接口点的一个自由度给定一个单位的变形而保持其他所有接口点自由度固定时的部件的静态形状。约束模式的数目等于所有接口点的自由度数目(对于三维模型，接口点有6个自由度，因此，每个接口点有6个约束模式)。建立接口点建立接口点时必须特别注意以下几点：1.一个接口点必须有6个自由度(二维单元除外)。2.力(直接施加或通过运动副施加的)应该分布在结构的一个面上而不是一个单独的节点上。3.如果在ADAMS中施加力或运动副的位置上没有节点(例如，在一个销钉的中心)，需要在该位置上建立一个几何点。建立接口点接口点建立方法指南1.为确保在ADAMS仿真中所有的载荷能够影响变形模式，必须定义所有要施加力或运动副的节点为接口点。2.除了二维单元，在ANSYS中接口点必须有6个自由度。如果模型由实体单元组成，使用约束方程或蜘蛛网型的梁单元(如下图)来确保接口点有6个自由度。转下页——建立接口点接上页——3.建立的接口点时最好使用梁单元或约束方程加强面，这样可以将力分布在一个面上而不是集中于一个节点，那是不切实际的。4.如有使用蜘蛛网型梁单元，则应该为梁设置高的刚度和小的质量。否则，将使模型的刚度和质量发生改变从而导致计算的自然频率和振型与原始模型不同。5.可以使用约束方程命令(如CE和CERIG)来连接接口点(例如CERIG,maste，slave，UXYZ，在这里，maste即是接口点)。避免使用RBE3命令，因为可能会产生主自由度问题。如果使用了约束方程，使用MASS21单元(设置KEYOPT(3)=0来忽略惯性)划分接口点。6.不要通过约束方程或短梁定义互相紧靠的接口点。这种连接方式将导致太多的振型且模型不能妥善调整。建立接口点－－－因为专注，所以卓越！几种建立接口点方法的比较下图表示了三种不同的连接接口点的方法，a、b方法均是有效的，c方法是不好的，不宜采用。转下页——建立接口点方法技术途径特点备注方法a使用约束方程连接结构和接口点1.力分布于一个面。2.使用MASS21单元使接口点具有6个自由度3.可以传递力矩载荷。推荐采用方法b使用蜘蛛网型梁连接结构和接口点1.力分布于一个面。2.由于梁单元节点提供了6个自由度，因此不需要MASS21单元。3.可以传递力矩载荷。推荐采用(强烈)方法c用一个梁连接结构和接口点1.力施加在结构的一个节点上2.实体单元没有转动自由度。因此不能正确地将力矩载荷从接口点传递到结构。不宜采用——接上页ANSYS-ADAMS接口使用步骤－－－因为专注，所以卓越！六个步骤：1．在ANSYS中建立柔性部件模型。2．建立接口点，用于在ADAMS中建立与其他部件的连接。3．利用ANSYS-ADAMS接口输出模态中性文件(Jobname.MNF)。该文件包含柔性体部件的信息。4．在ADAMS中读入模态中性文件，进行刚体-柔体动力学仿真。5．利用ADAMS的导出功能输出包含施加在部件上的力的载荷文件(.lod文件)。6．将载荷文件导入ANSYS中进行应力分析。导出模态中性文件在ANSYS中建立模型(包括所有的接口点)之后，下一步即调用ANSYS-ADAMS接口建立模态中性文件Jobname.MNF。可以通过ANSYS宏文件ADAMS.MAC来实现。启动接口的GUI路径：MainMenuSolutionADAMSConnectionExporttoADAMS打开选择接口点对话框，必须选择两个以上的接口点。注意：不要选择太多的接口点，因为在ADAMS中一个接口点有6个自由度。太多的接口点会导致文件和模型规模过大。导出模态中性文件选择接口点后，弹出导出到ADAMS对话框。设置单位系统提取模态阶数是否输出单元应力、应变结果壳单元结果输出控制文件名导出模态中性文件在该对话框中完成下面的步骤：•设置单位系统。单位系统的选择将写入.MNF文件中。如果不指定单位系统，ADAMS假设ANSYS中的模型与ADAMS中的模型使用的是同样的单位系统。如果选择指定用户自定义单位，则弹出定义用户自定义单位对话框，输入自定义单位和SI单位之间的转换因子(长度、质量、力、时间)。用户自定义单位示例：转下页——导出模态中性文件——接上页2.提取模态的数目：设置需计算的正规模态的数目。正规模态即约束所有的接口点时的部件的固有模态。正规模态数目取决于ADAMS模型中所施加的激励的频率范围。如果选择了太多的正规模态，可以不激活基于频率或能量准则的固有模态。3.单元结果：指定程序是否输出应力、应变结果。该选项不影响梁单元的输出。如果只想输出一个节点子集的应力和应变，可以在运行ADAMS宏命令前建立一个名为“STRESS”的节点部件。4.壳单元结果输出控制：指定壳单元输出位置(top,middle,bottom)。该选项不影响实体单元和梁单元的输出。转下页——导出模态中性文件——接上页5.文件名：指定模态中性文件的名称。默认名称：Jobname.MNF。如果已有该名称的文件，则将原文件重命名为filename.MNFBAK。6.导出到ADAMS:选择“SolveandcreateexportfiletoADAMS”初始化求解顺序。进行静力学和正规模态计算，ADAMS所需的所有信息写入.MNF文件。只考虑选择的单元。当前模型写入数据库文件Jobname.DBMNF。注意：计算模态中性文件的算法在接口点施加约束。如果在一次会话中使用同一个模型第二次生成.MNF文件，需先删除接口点上的约束或恢复数据库Jobname.DBMNF。导出模态中性文件以批处理模式导出到ADAMS建模定义接口点/UNITS,LabelNSEL,...!选择接口点SAVEADAMS,NMODES,...!激活ADAMS.MAC计算MNF文件注意:使用批处理模式不能指定MNF文件名称。导出模态中性文件－－－因为专注，所以卓越！检查结果1.在ANSYS输出窗口中检查正规化振型的数目。这些振型是正规模态和约束模态的正规化结果。注意以下几点：※模态数目等于正规模态数目与约束模态数目之和。※前6阶为刚体模态。以“(probablerigidbodymode)”注明。如果有一个模态接近于刚体模态但没有标明，则可以在ADAMS程序中不激活它。※如果一个模态标有“Infinity.Possiblemasssingularity.Ignored,”仔细检查模型，这说明接口点可能有问题。※前几阶模态等于部件的自由-自由模态。可以做一个模态分析检查：设置分析选项ANTYPE,MODAL;MODOPT,LANB;LUMPM,ON。转下页——导出模态中性文件接上页——3.在/POST1中查看正规模态(载荷步1)和约束模态(载荷步2)。4.约束接口点的所有自由度进行模态分析检查转换是否正确，将结果与正规模态结果(载荷步1)比较。ANSYS-ADAMS接口使用步骤－－－因为专注，所以卓越！六个步骤：1．在ANSYS中建立柔性部件模型。2．建立接口点，用于在ADAMS中建立与其他部件的连接。3．利用ANSYS-ADAMS接口输出模态中性文件(Jobname.MNF)。该文件包含柔性体部件的信息。4．在ADAMS中读入模态中性文件，进行刚体-柔体动力学仿真。5．利用ADAMS的导出功能输出包含施加在部件上的力的载荷文件(.lod文件)。6．将载荷文件导入ANSYS中进行应力分析。运行ADAMS仿真导入柔体部件，并使用运动副将其与其他刚体部件连接。尽量设置小的增量步，使分析尽量精确。ANSYS-ADAMS接口使用步骤六个