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多体动力学
ADAMS柔性体生成与使用—上篇
 

ADAMS中使用线性柔性体生成途径有两种一种外部生成,另一种是内部生成。外部生成借助有限元软件内部生成要借助ViewFlex模块。

本文将以Patran&Nastran为例,介绍ADAMS需要的模态中性文件(柔性体文件)生成流程及注意事项。

1 柔性体生成

通过Nastran的模态分析、模态法频响分析、模态法瞬态响应分析都可以生成模态中性文件,本文只介绍最常使用的模态分析方法。

导入外部几何-划分网格-定义材料和单元属性,定义材料属性时,需要按ADAMS的单位系统来进行设置,材料密度属性的单位应为Kg/mm3而不是封闭单位系统里的Ton/mm3Patran的材料定义界面如下1所示。

 

           

   1 定义材料参数 

定义一个空的Load Case进行自由模态分析设置,在求解类型界面设置时定义模态中性文件相关的信息,具体如下图2所示值得注意的是需要填入质量重量转换系数,使Nastran内部单位系统封闭。这里选择输出应力和应变后续ADAMS刚柔耦合分析才能够查看实时的应力或应变。

 

                                       图2 生成柔性体设置一

 

定义Subcase,设置Nastran求解模态阶数与模态中性文件中包含的模态阶数一致,如果两个数字不一致,按较小的数字求解和输出。这里需要注意,设置输出单元应力、单元应变和节点应力,否则模态中性文件中不会包含模态应力和模态应变信息。Subcase设置详见下图3所示。

 

       3 生成柔性体设置

    运行Nastran模态分析,求解后自动生成模态中性文件mnf格式)和Nastran分析结果(xdbop2格式Nastran结果文件导入Patranmnf文件导入ADAMSMnf文件导入流程见下图4所示

 

                                            图4 导入mnf文件

2 柔性体确认

使用前要确定信息的准确性,可以通过质量对比、固有频率对比等措施。右键Info查看柔性体的信息,并确定质量是否与有限元模型一致,质量属性显示如下图5所示

  

                                         图5 检查质量属性

 

左键双击查看Modal ICS确认固有频率是否与有限元求解结果一致,如果不一致需要检查有限元的密度参数和质量重量转换系数是否前述要求相一致。检查固有频率如下图6所示

 

 图6 检查固有频率

3 柔性体使用

选择相同加载条件,对比有限元分析的结果ADAMS分析结果,验证ADAMS柔性体的准确性仿真精度。

下端圆孔施加固定约束,上施加10000N静态载荷NastranADAMS变形结果如图78所示,应力结果如图910所示

 

7 Nastran变形云图

 

 

8 ADAMS变形云图

 

                   

9 Nastran应力云图

 

10 ADAMS应力云图

    从对比结果可以看出,最大变形都是4.28mm结果一致;Nastran应力最大值为157MPaADAMS应力最大值为154.6MPa,相差不到2%根据此案例可以得到两点结论,第一柔性体生成和导入过程正确,第二ADAMS应力恢复结果比较可靠。

ADAMS中想要显示应力云图,必须先加载耐久插件(Durability。通过菜单Tools>Plugin Manager在弹出窗口中勾选对应插件即可如下图11所示

11 加载耐久插件

 
 
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