练习二 创建柔性体并进行刚柔耦合仿真分析
刚柔耦合机械系统动态特性仿真与分析
刚柔耦合机械系统动态特性仿真与分析近年来,随着科技的不断发展和机械工程领域的进步,刚柔耦合机械系统逐渐成为了研究热点。
刚柔耦合机械系统由刚性部分和柔性部分组成,刚性部分负责传递力量和实现运动控制,而柔性部分则通过弹性变形来减小冲击和振动。
动态特性仿真与分析的研究,可以帮助我们更好地了解刚柔耦合机械系统的运动规律和优化设计。
刚柔耦合机械系统是一个复杂且多变的系统,因此进行仿真和分析是必不可少的一步。
在进行仿真前,我们需要建立系统的数学模型。
数学模型可以描述系统的运动方程和力学关系,是进行仿真与分析的基础。
通过数学模型,我们可以对系统的动态特性进行定量描述,如自然频率、振型等。
一种常见的建模方法是基于有限元分析(FEA)。
FEA可以将复杂的几何结构离散为许多小的有限元,通过求解有限元的位移和变形来分析整体系统的动态响应。
对于刚柔耦合机械系统而言,我们可以将刚性部分建模为刚体,柔性部分建模为弹簧或梁。
通过选择合适的单元类型和约束条件,可以模拟系统在不同载荷下的振动响应和应力分布。
在进行仿真分析时,需要考虑到系统的初始条件和边界条件。
初始条件包括系统的初始位置、速度和加速度等。
边界条件则包括约束和外部施加力等。
通过改变这些条件,我们可以研究系统在不同工况下的响应情况。
例如,可以研究系统在不同频率下的共振现象和应力集中情况,以评估系统的可靠性和安全性。
刚柔耦合机械系统的动态特性仿真与分析可以帮助我们优化系统设计和改进产品性能。
通过仿真,我们可以在不同参数和条件下评估系统的响应,从而提供优化设计方案的依据。
例如,在设计机器人手臂时,我们可以通过仿真分析手臂的振动频率和振幅,进而改进结构和材料的选择,以提高手臂的工作稳定性和精度。
此外,仿真和分析还可以帮助我们预测系统的故障和损坏。
通过分析系统在不同载荷下的应力和变形分布,我们可以评估系统的强度和刚度,以判断系统是否会发生破坏性失效。
这对于预防事故和优化维护策略具有重要意义。
刚柔耦合柔性机械手二阶理论精准建模及实验研究
刚柔耦合柔性机械手二阶理论精准建模及实验研究赵燕;阮成明;王松伟【摘要】Based on dynamic boundary conditions and three deformation theories,a precise dynamics model of double-joint flexible manipulators with pseudo-modal method and Lagrangian method was established by Euler-Bernoulli beam model.Influences of the dynamic boundary conditions and deformation theory on theoretical modeling accuracy of the double-joint flexible manipulators were analyzed according to theoretical simulation results.It is verified that the model of rotating free beam is closer to the actual working conditions,by comparisons of double-joint flexible manipulator's modal frequencies of the experimental results and those from the theoretical model under different dynamic boundary conditions.%基于动边界条件和三种变形理论,选取Euler-Bernoulli梁模型,采用假想模态法并结合拉格朗日方程建立了双关节柔性机械手的精淮动力学模型.根据理论计算仿真结果分析了动边界条件和变形理论对双关节柔性机械手理论建模精准性的影响,并通过实验对比双关节柔性机械手在不同动边界下理论模型和实验条件下的模态频率,验证了转动自由梁模型与实际工况更为贴近.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)002【总页数】6页(P205-210)【关键词】柔性机械手;刚柔耦合;精准建模;动边界条件;变形理论【作者】赵燕;阮成明;王松伟【作者单位】武汉理工大学机电工程学院,武汉,430070;武汉理工大学机电工程学院,武汉,430070;武汉理工大学机电工程学院,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TP240 引言柔性机械手动力学行为表现为复杂的刚柔耦合现象[1-2],其动力学模型具有时变、非线性、强耦合等特点,而模型的建立是对柔性机械手进行动力学研究分析的基础。
机械系统中的刚柔耦合动力学分析
机械系统中的刚柔耦合动力学分析引言机械系统的刚柔耦合动力学分析是研究刚性部件和柔性部件耦合工作时的振动特性和动力学性能的过程。
刚柔耦合系统由刚性和柔性部件组成,其刚性部件具有高刚度和低振动特性,柔性部件则具有低刚度和高振动特性。
刚柔耦合分析在现代工程设计和制造中具有重要的作用,尤其是在飞行器、机器人、精密仪器等领域中的应用。
一、刚柔耦合动力学模型刚柔耦合动力学模型是描述该系统振动行为的数学模型。
该模型可以基于刚体动力学和弹性体动力学原理建立。
刚体动力学模型涉及质点、刚体的平移和旋转运动方程,弹性体动力学模型涉及刚体振动的波动方程和柔性部件的变形方程。
综合考虑刚体和弹性体的动力学模型,可建立刚柔耦合动力学模型,用于研究振动响应和动力学性能。
二、刚柔耦合系统的耦合方式刚柔耦合系统的耦合方式主要包括刚体与柔性部件的物理耦合和动力学耦合。
物理耦合是指刚体和柔性部件通过连接件(如螺栓、焊接等)实现的实体耦合,确保其共同工作。
动力学耦合是指刚体和柔性部件在振动过程中相互作用和影响。
物理耦合和动力学耦合的研究有助于理解刚柔耦合系统的振动特性和动力学行为,提高系统工作的稳定性和可靠性。
三、刚柔耦合系统的振动特性分析刚柔耦合系统的振动特性是研究该系统固有频率、模态形状和振型等振动性质的过程。
通过振动特性分析,可以确定系统的谐振频率和振型,为系统优化设计和振动控制提供依据。
常用的方法包括有限元分析、模态分析和振动测试等。
其中,有限元分析是一种基于数值计算的方法,可以模拟系统的振动响应,模态分析可以获得系统的固有频率和模态形状,振动测试可以直接测量系统的振动状态。
四、刚柔耦合系统的动力学性能分析刚柔耦合系统的动力学性能是研究该系统在外部激励作用下的响应和行为。
动力学性能分析主要包括动力学模态分析、频率响应分析和阻尼特性分析等。
动力学模态分析可以研究系统在特定工况下的振动行为和能量分布,频率响应分析可以研究系统在不同频率下的响应特性,阻尼特性分析可以研究系统的振动耗能和稳定性。
柔性制造系统的建模与仿真研究
柔性制造系统的建模与仿真研究柔性制造系统(FMS)是一种能够适应不同生产需求的灵活生产系统。
在当前快速变化的市场环境下,柔性制造系统的建模与仿真研究具有重要意义。
本文将介绍柔性制造系统的概念和特点,探讨建模与仿真的方法,并讨论柔性制造系统建模与仿真研究的应用和未来发展趋势。
柔性制造系统是一种多功能生产系统,能够适应不同产品的生产需求。
其特点包括高度灵活性、自适应性和多功能性。
柔性制造系统可以根据生产任务的不同,通过调整设备、工艺和流程来完成各种生产任务。
这种灵活性使得柔性制造系统成为当前企业提高生产效率和应对市场变化的重要工具。
在柔性制造系统的研究中,建模与仿真是一种重要的方法。
建模是指将实际系统抽象为数学或逻辑模型的过程,而仿真是指通过计算机模拟实际系统的运行过程,并进行性能评估。
建模与仿真能够帮助研究人员分析生产系统的结构和运行规律,评估不同策略的性能,优化系统的设计和运行参数。
在柔性制造系统的建模过程中,需要考虑多个因素,例如设备、工艺、流程和资源等。
首先,需要对柔性制造系统的结构进行建模。
这包括对设备和工作站的建模,描述其类型、数量、功能和连接关系。
其次,需要对生产流程进行建模,包括物料流和信息流。
这可以通过流程图、Petri网和时序图等方法进行描述。
此外,还可以考虑资源分配和调度问题,以优化生产效率和资源利用率。
在柔性制造系统的仿真过程中,需要考虑不同层次的仿真模型。
首先,可以采用离散事件仿真方法,对柔性制造系统进行整体仿真。
这可以帮助研究人员了解系统的整体性能和效果。
其次,可以采用物理仿真方法,对柔性制造系统的具体设备、工艺和流程进行仿真。
这可以帮助研究人员研究系统的局部性能,并优化系统的设计和运行参数。
柔性制造系统的建模与仿真研究在实际应用中具有重要意义。
首先,建模与仿真可以帮助企业优化生产系统的设计和运行参数,提高生产效率和产品质量。
其次,建模与仿真可以用于系统的规划和决策,帮助企业预测市场需求和优化资源分配。
刚柔耦合汽车平顺性仿真及试验研究
刚柔耦合汽车平顺性仿真及试验研究引言汽车平顺性是指车辆在行驶过程中对车内乘员舒适安全的影响程度,是衡量车辆行驶质量的重要指标之一。
对于乘坐长途或者高速行驶的用户来说,车辆平顺性直接关系到驾驶感受以及行车安全。
为了保护车内乘员的身体健康以及满足高端用户对于行车舒适性的要求,汽车制造厂商和科研机构都开始将平顺性打造成为一个优先考虑的研究方向。
因此,针对汽车平顺性的仿真及试验研究,已经成为了当前汽车工程中的一个热点问题。
1 汽车平顺性的研究意义汽车平顺性作为决定行车乘坐舒适性的主要因素之一,其水平直接决定了驾驶员的舒适感受以及车内乘员的身体健康。
对于汽车生产厂家而言,拥有良好的平顺性技术能够使得企业生产的汽车质量更加高端。
对于由家庭、旅游等需求驱动的消费者而言,平顺性成为了选购汽车的主要指标之一。
同时,汽车平顺性的研究关注点和理论应用深度,可以推动更多汽车相关的技术发展,具有深远的影响。
2 平顺性仿真及试验的研究内容平顺性仿真及试验的研究内容主要包括:2.1.设计车型及数据处理方案:根据所研究的汽车类型、驾驶场景、行车路线以及道路条件等因素,制定相应的试验计划,并对数据采集以及处理过程进行理论建模与数据分析。
2.2.行车路面条件仿真:通过计算机软件仿真实验,模拟不同道路条件(如辣椒路面、石子路面等)下车辆的行进情况,改变路面的摩擦力、高低程度、毛坯路的情况,更好地体现汽车的平顺性。
2.3.车辆各类性能测试:通过实车或者虚拟仿真平台进行相应测试,包括车辆实测加速度、车轮反弹度、悬挂改变、轴距以及螺旋卷等。
并对车辆运动状态,震动情况,音响特性以及噪音等进行较为全面的分析。
2.4.优化改善方案的实现:在针对汽车平顺性的优化过程中,可以根据行车乘坐的实际情况以及业界最先进的设计思想。
通过图形化处理统计、工程模拟、模型试验等技术手段快速优化车型设计,打造最符合市场的高端低品质产品。
3 仿真及试验研究的思考和发展趋势要全面掌握汽车平顺性的仿真及试验研究技术,需要对传统平顺性实验和计算模型所涉及到的问题和方法进行了解。
(整理)练习二创建柔性体并进行刚柔耦合仿真分析
练习二创建柔性体并进行刚柔耦合仿真本示例将练习使用FlexPrep工具创建汽车下控制臂柔性体模型,通过替换汽车前悬架模型中刚性控制臂完成汽车前悬架的刚柔耦合仿真。
练习中使用的下控制臂模型如图1所示。
图2显示了汽车前悬架模型。
图1 下控制臂模型图2 汽车前悬架模型创建柔性控制臂模型(MV-2010)第1步:使用FlexPrep工具练习中使用的模型均位于<installation directory>\tutorials\mv_hv_hg\mbd_modeling\flexbodies文件夹下。
1. 启动MotionView2. 在Flex Tools下拉菜单中选择FlexProp,弹出FlexBodyProp对话框图3 选择FlexProp工具3. 激活OptiStruct Flexbody Generation,在下拉列表中选择Create OS prp(preparation) file and generate theh3d flexbody4. 点击Select Bulk Data File右侧的文件浏览按钮选择sla_flex_left.fem注:在这里可以使用任何OptiStruct(fem)和Nastran(nas,dat,bdf)文件5. 在Save the *.h3d file as栏中输入输出H3D文件的文件名:sla_flex_left.h3d6. 在组件模态综合类型(Component Mode Synthesis Type)栏中选择Craig-Bampton方法7. 在指定界面节点栏中(Specify Interface Node List)输入:4927+4979+4984界面节点(Interface Node)指在多体动力学分析中机构约束或施加载荷的位置8. 在Cutoff Type and value栏中选择Hightest Mode#并设置最高阶数为10注:MotionView提供了两种方法限制待生成的H3D文件中模型的模态信息:指定模态最高阶数和指定模态最高截止频率。
练习二 创建柔性体并进行刚柔耦合仿真分析
练习二创建柔性体并进行刚柔耦合仿真本示例将练习使用FlexPrep工具创建汽车下控制臂柔性体模型,通过替换汽车前悬架模型中刚性控制臂完成汽车前悬架的刚柔耦合仿真。
练习中使用的下控制臂模型如图1所示。
图2显示了汽车前悬架模型。
图1 下控制臂模型图2 汽车前悬架模型创建柔性控制臂模型(MV-2010)第1步:使用FlexPrep工具练习中使用的模型均位于<installation directory>\tutorials\mv_hv_hg\mbd_modeling\flexbodies文件夹下。
1. 启动MotionView2. 在Flex Tools下拉菜单中选择FlexProp,弹出FlexBodyProp对话框图3 选择FlexProp工具3. 激活OptiStruct Flexbody Generation,在下拉列表中选择Create OS prp(preparation) file and generate theh3d flexbody4. 点击Select Bulk Data File右侧的文件浏览按钮选择sla_flex_left.fem注:在这里可以使用任何OptiStruct(fem)和Nastran(nas,dat,bdf)文件5. 在Save the *.h3d file as栏中输入输出H3D文件的文件名:sla_flex_left.h3d6. 在组件模态综合类型(Component Mode Synthesis Type)栏中选择Craig-Bampton方法7. 在指定界面节点栏中(Specify Interface Node List)输入:4927+4979+4984界面节点(Interface Node)指在多体动力学分析中机构约束或施加载荷的位置8. 在Cutoff Type and value栏中选择Hightest Mode#并设置最高阶数为10注:MotionView提供了两种方法限制待生成的H3D文件中模型的模态信息:指定模态最高阶数和指定模态最高截止频率。
ADAMS-柔性体运动仿真分析及运用
ADAMS-柔性体运动仿真分析及运用ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用焦广发,周兰英(北京理工大学机械与车辆工程学院100081)摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中生成柔性体的几种方法,并构建机械系统仿真模型.通过一个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效.关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器Application of ADAMS flexible body kinetic simulationJiao guangfa Zhou lanying (Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 )Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanicalsystem1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1.Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relayADAMS全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体1系统仿真分析软件,其建基金项目:北京市重点学科建设(XK100070424);北京理工大学基金(0303E10)模仿真的精度和可靠性在现在所有的动作者简介:焦广发(1982—),男,河北人,硕士,主要研究方向为动力学仿真,有限元分析和表面涂层技术.力学分析软件中也名列前茅.机械系统动力学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建立的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发生弹性变形.而实际上,在较大载荷或加、减速的情况下,机构受力后会有较大的变形和位移变化,产生振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态行为,同时还可以分析构件的振动情况[1].一、ADAMS柔性体理论及生成柔性体的几种方法ADAMS柔性模块是采用模态来表示物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又是经历大的非线性整体移动和转动这个假设建立的.其基本思想是赋予柔性体一个模态集,采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是用离散化的若干个单元的有限个结点自由度来表示物体的无限多个自由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地用少量模态的线性组合来表示.ADAMS提供了四种生成柔性体的方法,对于外形简单的构件,可以采用直接生成柔性件的方法,即拉伸模式;对于外形复杂的构件,可以采用先建刚性件, 再进行网格划分的模式, 即构件网格模式(Solid).1) 拉伸法生成柔性体:首先要确定拉伸中心线,再定义截面半径、单元尺寸、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以生成柔性体.模型生成柔性件的同时生成模态中性文件,该模态中性文件中包含了柔性件的质量、质心、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因子等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除无效的刚性件.这样可以使模型保持原有的自由度,从而实现柔性构件的运动仿真运算.2)几何外形法生成柔性体:这种方法是将几何体的外形所占用的空间进行有限元离散化,几何体既可以是在ADAMS/View中创建的,也可以是从其他CAD软件中导入的模型.这种方法首先要定义柔性件的附着点,即柔性件与其它构件的连接点.定义好附着点后,需要在附着点的附近的网格结点上选取适当数量结点作为力的作用点,作用点的数量和位置根据模型精度的需要来选取.最后,将选取的结点转换成ADAMS 的标识ID后,就可以生成模态中性文件.用这种方法与拉伸法相比,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.一般来说六面体单元要比四面体单元要好些.3)导入有限元模型的网格文件创建柔性体:在ADAMS/AutoFlex的Flexbody中选择Import mesh项,然后输入网格文件名,最后定义网格的材料属性,壳单元的厚度和计算的模态数,就可以导入柔性体,但是应用范围很小,只能输入Natran的bdf网格文件和I-DEAS的universal网格文件[2].4)利用ANSYS的宏命令生成ADAMS柔性体:A NSYS是一个多重物理有限元分析软件,适用于各种复杂的、跨领域的分析设计.ANSYS与ADAMS之间的双向数据接口可以方便地处理柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动力学分析结果的应力应变分析结果,从而提高分析水平.通过ADAMS软件与ANSYS软件之间的接口,可以很方便的考虑柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动力学为刚性体,然后进行分析.本文采用几何外形法生成柔性体.1)加载ADAMS/AutoFlex模块;2)计算动簧片的mnf文件;3)用生成的柔性体替换原来的动簧片刚性体,并删除原来的刚性体;4)添加约束,固定柔性体;5)创建两个哑物体,并把哑物体与柔性体固定,哑物体固定在动簧片与动断静簧片动合静簧片接触处,因为刚性体不能与柔性体定义接触,所以建立哑物体用来定义接触;6)定义触头与哑物体的接触;7)设置仿真步长为0.000025s仿真时间为0.015s,仿真,结果如图3所示:1.底支架2.动合静簧片3.动簧片4.动断静簧片5.触头6.衔铁图3(a)1. 衔铁2.动簧片3. 动合静簧片4.动断静簧片5.触头6.底支架图3(b)图3 替换为柔性体后模型的变形情况在仿真过程中,没有发生穿透现象,动簧片也发生了变形,当时间足够小时,改变驱动力的频率,可以发现当动簧片与动合(断)静簧片接触时发生了回弹跳动,哈尔滨工业大学在这方面作了相关的分析,因此符合实际情况.5.分析仿真曲线对于本次研究的继电器模型,我们关心的是它的寿命情况,主要是因为在特殊环境下,有些关键零部件会发生磨损,影响继电器的正常工作,因此要分析继电器簧片的应力情况和受力情况如图4所示:(a)动簧片与动合静簧片接触X向受力图(b)动簧片与动合静簧片接触Y向受力图(c)动簧片与动合静簧片接触Z 向受力图(d)动簧片与动何静簧片接触合力图图4 动簧片与动合静簧片接触力图从图4中可以看出,在0.015s时间内发生了两次碰撞,而且每次都有回跳现象,而且对于继电器而言,应该存在X 与Y方向的力,而从图4(c)中可以看出,存在Z方向的分力,因此可以推断出当动簧片与动合静簧片接触时动簧片产生了侧倾,导致接触时产生Z方向的奋力.对于触头与动簧片的接触作用力如图5所示:(a)触头与动簧片接触X方向作用力图(b) 触头与动簧片接触Y方向作用力图(c)触头与动簧片接触Z方向作用力图(d)触头与动簧片接触合力图图5触头与动簧片接触力图从图5可以看出,当触头与动簧片接触时发生弹跳现象,而且发生很多次,第一次接触时作用力很小,但是第二次作用力就很大,而且当触头返回时,动簧片还要回弹与触头发生再次碰撞,在这里会产生电弧,,破坏了接触面的光洁性,导致磨损,关于这方面正在进一步的研究中.三、结论本文以继电器为例,经过简化处理,利用ADAMS软件分析了柔性体的生成方法,经过仿真,并分析了当部件为柔性体时,仿真比较符合实际情况,同时为进一步研究为什么发生磨损问题提供了仿真依据.参考文献[1]刘俊,林砺宗等.ADAMS 柔性体运动仿真分析研究及运用.现代制造工程,2004,(5)[2]李军等.ADAMS实例教程.北京:北京理工大学出版社,2002[3]李增刚.ADAMS入门详解与实例.北京:国防工业出版社,2006,(4)。
刚柔耦合仿真分析流程及要点
FileTypeI Parasolid (* xmt txt • x FileToRead FileType| G \Ada ms\P [ASC H part 宀 create 然本文主要介绍使用SolidWorks 、HyperMesh 、ANSYS 和ADAMS 软件进行刚柔耦合动力学 分析的主要 步骤。
一、 几何建模在SolidWorks 中建立几何模型,将模型调整到合适的姿态,保存。
此模型的姿态不要改动,否则以 后的MNF 文件导入到ADAMS 中装配起来麻烦。
二、 ADAMS 动力学仿真分析将模型导入到ADAMS 中进行动力学仿真分析。
为了方便三维模型的建立,SolidWorks 中是将每个零件单独进行建模然后在装配模块中 进行装配。
这一特点导致三维模型导入到ADAMS 软件后,每一个零件都是一个独立的 part , 由于工作装置三维模型比较复杂,因此 part 数目也就相应的比较多,这样就对仿真分析的进行产生不利影响。
下面总结一下从三维建模软件SolidWorks 导入到ADAMS 中进行机构 动力学仿真的要点。
(1)首先在SolidWorks 中得到装配体。
(2)分析该装配体中,至U 底有几个构 件。
(3)分别隐藏其他构件而只保留一个构件,并把该构件导出为 lx_t 格式文件。
(4)在ADAMS 中依次导入各个lx_t 文件,并注意是用part 的形式导入的。
(5)对各个构 件重命 名,并给定颜色,设置其质量属性。
(6)对于产生相对运动的地方,建议先在此处创建一个marker,以方便后面的操作。
否则,三维模型进入 ADAMS 后,线条繁多,在创建 运动副的时候很难找到对应的点。
部件的导入如下图1所示:Q File ImportFile Type 选择 Parasolid ;File To Read 找到相应的模型;将Model Name 切换到Part Name,然后在输入框中右击‘ 一次单击后在弹出的新窗口中设置相应的Part Name,然后单击OK 宀0K 。
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块详解
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块一、ADAMS柔性体理论1、ADAMS研究体系:a)刚体多体系统(低速运动)b)柔性多体系统(考虑弹性变形,大轻薄,高速)c)刚柔耦合多体系统(根据各个构件情况考虑,常用普遍仿真类型)大部分仿真分析都采用的是刚性构件,在受到力的作用不会产生变形,现实中把大部分构件当做刚性体处理是可以满足要求的,因为各个零件之间的弹性变形对于机构各部分的动态特性影响微乎其微。
但是需要考虑构件变形,变形会影响精度结果,需要对构件其应力大小和分布以及载荷输出研究的时候,以及薄壁构件,高精密仪器部件等,则需要当做柔性体对待,这样计算结果会准确一些。
对于柔性体机构,变形对动态影响起着决定性作用,刚柔耦合系统约束的添加必须考虑各个零部件之间的连接和受力关系,更可能还原实际工况,从而使模型更真实还原。
2、柔性体柔性体是由模态构成的,要得到柔性体就需要计算构件的模态。
柔性体最重要的假设就是仅考虑了相对于连体坐标系得晓得线性变形,而连体坐标系同时也在做大的非线性运动。
对于柔性体变形,模态中性文件必然存在某一些模态不响应,没有参与变形或者变性太大,参与系数非常小,比如前六阶或者不正常的阶数,如果去掉贡献较小的模态阶数,便可以提高仿真的效率。
…………3、模态谈到柔性体,就必然脱不了模态的概念,构件的模态是构件自身的一个物理属性,一个构件一旦制造出来,他的模态就是自身的一种属性,再将几何模型离散成有限元模型以后,有限元模型的各个节点有一定的自由度,这样所有的节点自由度的和就构成了有限元模型的自由度,一个有限元模型有多少自由度,它就有多少阶模态。
由于构件各个节点的实际位移是模态的按一定比例的线性叠加,这个比例就是一个系数,通常成为模态参与因子,参与因子越大,对应的模态对于构件变形的贡献量越多,因此对构件的振动分析,可以从构件的模态参与因子大小来分析,如果构建在振动时,某阶模态的参与因子大,可以通过改进设计,抑制改接模态对振动贡献量,可以明显降低构件的振动。
作大范围运动柔性梁和柔性薄板刚柔耦合动力学建模与仿真的开题报告
作大范围运动柔性梁和柔性薄板刚柔耦合动力学建模与仿真的开题报告一、研究背景和意义运动柔性结构是将柔性材料(比如橡胶、塑料等)用在机械结构中,使其具有较好的韧性和可变形性。
在工程实践中,运动柔性材料被广泛应用于机械振动、减震、噪声控制、刚度可调控、多自由度装置、自适应控制等方面。
因此,精确模拟和预测运动柔性结构的动力特性及其耦合效应,对于机械系统噪声控制、性能优化、系统可靠性研究等方面具有极其重要的理论和应用价值。
在实际运动柔性结构应用中,柔性杆、柔性梁和柔性薄板等作为运动柔性结构的代表,因其模型简化和计算方便性,被广泛应用于理论研究和数值仿真。
其中,在运动柔性梁和柔性薄板的研究中,刚柔耦合效应是非常重要的。
刚柔耦合动力学是指刚性结构与柔性结构之间的相互作用,确保系统的稳定性和可靠性。
因此,准确的建模和仿真运动柔性梁和柔性薄板的刚柔耦合动力学特性,具有重要的理论和应用价值。
本文从建立运动柔性梁和柔性薄板的刚柔耦合动力学模型入手,研究运动柔性梁和柔性薄板的动力学特性及其刚柔耦合效应,以期为机械系统优化、性能提高和噪声控制等领域提供理论依据和指导。
二、研究目标及内容1、研究运动柔性梁和柔性薄板的动力学特性,建立相应的数学模型。
2、考虑柔性结构的应变变形和刚度变化,利用有限元方法建立耦合动力学模型。
3、利用数值仿真方法,探究跨声速气流中柔性梁和薄板的非线性动力学特性。
4、通过实验验证和数值仿真结果的比较,检验模型的可靠性。
三、研究方法与流程1、文献综述:查阅机械振动、柔性结构、刚柔耦合动力学、有限元方法等领域相关文献。
2、建立运动柔性梁和柔性薄板的刚柔耦合动力学模型,确定分析的运动学和动力学参数。
3、利用有限元方法和MATLAB等数值仿真软件,进行模型模拟和数据处理。
4、通过思考如何设计实验验证模型,并进行实验测试。
5、撰写论文,归纳总结研究成果。
四、预期结果1、建立运动柔性梁和柔性薄板的刚柔耦合动力学模型,分析刚柔耦合效应的影响。
直角坐标机器人刚柔耦合动力学仿真分析
Dynamic Simulation Analysis of Rigid-flexible Coupling of Cartesian Robot CHETS Jun, GHEN Wei
(Anhui Micro Bo Changan Electronics Corportion, Lu^an 237010, China) Abstract:The robot is affected by many factors in the process of operation so that the dynamic performance is not sta ble, directly affecting the reliability and safety of the robots. It takes Cartesian robot as the object to study, obtaining the dynamic equation of rigid-flexible coupling based on the theory of multibody system dynamic. The rigid flexible coupling model of robot is established by combining ANSYS and ADAMS software? to carry out the dynamic simulation analysis un der different working speed and load. By analyzing, in the same case of increasing four times>the change of working speeds is more obvious than the change of ending load to the dynamic performance of robot end. Key words:Cartesian robot, multibody system dynamic, rigid-flexible coupling, dynamic simulation
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块详解
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块一、ADAMS柔性体理论1、ADAMS研究体系:a)刚体多体系统(低速运动)b)柔性多体系统(考虑弹性变形,大轻薄,高速)c)刚柔耦合多体系统(根据各个构件情况考虑,常用普遍仿真类型)大部分仿真分析都采用的是刚性构件,在受到力的作用不会产生变形,现实中把大部分构件当做刚性体处理是可以满足要求的,因为各个零件之间的弹性变形对于机构各部分的动态特性影响微乎其微。
但是需要考虑构件变形,变形会影响精度结果,需要对构件其应力大小和分布以及载荷输出研究的时候,以及薄壁构件,高精密仪器部件等,则需要当做柔性体对待,这样计算结果会准确一些。
对于柔性体机构,变形对动态影响起着决定性作用,刚柔耦合系统约束的添加必须考虑各个零部件之间的连接和受力关系,更可能还原实际工况,从而使模型更真实还原。
2、柔性体柔性体是由模态构成的,要得到柔性体就需要计算构件的模态。
柔性体最重要的假设就是仅考虑了相对于连体坐标系得晓得线性变形,而连体坐标系同时也在做大的非线性运动。
对于柔性体变形,模态中性文件必然存在某一些模态不响应,没有参与变形或者变性太大,参与系数非常小,比如前六阶或者不正常的阶数,如果去掉贡献较小的模态阶数,便可以提高仿真的效率。
…………3、模态谈到柔性体,就必然脱不了模态的概念,构件的模态是构件自身的一个物理属性,一个构件一旦制造出来,他的模态就是自身的一种属性,再将几何模型离散成有限元模型以后,有限元模型的各个节点有一定的自由度,这样所有的节点自由度的和就构成了有限元模型的自由度,一个有限元模型有多少自由度,它就有多少阶模态。
由于构件各个节点的实际位移是模态的按一定比例的线性叠加,这个比例就是一个系数,通常成为模态参与因子,参与因子越大,对应的模态对于构件变形的贡献量越多,因此对构件的振动分析,可以从构件的模态参与因子大小来分析,如果构建在振动时,某阶模态的参与因子大,可以通过改进设计,抑制改接模态对振动贡献量,可以明显降低构件的振动。
motionview使用经验
MotionView是一款多体动力学仿真软件,可用于建立刚体模型进行运动学仿真,也可以导入柔性体进行刚柔耦合仿真。
以下是一些使用MotionView的经验:
熟悉软件界面和工具栏:在开始使用MotionView之前,建议先熟悉软件界面和工具栏,了解各个功能模块的作用和用途。
这有助于提高工作效率和减少操作失误。
建立合适的模型:在建立动力学模型时,应该根据实际需求选择合适的建模方法,如多体动力学、柔性体动力学等。
同时,需要合理设置模型参数,如质量、质心位置、转动惯量等,以确保仿真结果的准确性。
导入柔性体模型:如果需要在MotionView中导入柔性体模型进行刚柔耦合仿真,需要注意以下几点:首先,需要选择合适的柔性体模型,如有限元模型、离散元素模型等;其次,需要合理设置柔性体的材料属性和连接方式;最后,需要调整仿真参数,如时间步长、积分算法等,以确保仿真的稳定性和准确性。
调整仿真参数:在仿真过程中,需要根据实际需求调整仿真参数,如时间步长、积分算法等。
同时,需要注意仿真的稳定性和收敛性,及时调整参数避免出现仿真失败的情况。
分析仿真结果:在完成仿真后,需要分析仿真结果,如位移、速度、加速度、力矩等。
同时,需要注意结果的单位和精度,并根据实际需求对结果进行后处理和可视化。
不断学习和实践:使用MotionView需要不断学习和实践,熟悉各种功能模块和操作技巧。
同时,建议参考官方文档和教程,与其他用户交流经验,不断探索和实践,提高使用水平和仿真精度。
总之,使用MotionView需要耐心和技巧。
只有通过不断实践和学习,才能熟练掌握软件的使用技巧和动力学仿真的方法,为实际工程应用提供准确的仿真结果。
刚—柔耦合系统动力学建模理论与仿真技术研究
刚—柔耦合系统动力学建模理论与仿真技术研究一、概述随着现代科学技术的发展,刚—柔耦合系统在航空、航天、机械工程等多个领域发挥着越来越重要的作用。
这类系统通常由刚体部分和柔性体部分组成,其动力学行为既包含刚体的运动特性,也包含柔性体的变形特性。
如何准确、高效地对刚—柔耦合系统进行动力学建模和仿真,对于理解和预测系统在实际工作条件下的行为,以及优化系统设计具有重要意义。
本文旨在对刚—柔耦合系统的动力学建模理论与仿真技术进行深入研究。
将对刚—柔耦合系统的基本概念、特点和分类进行介绍,明确研究背景和意义。
随后,将综述当前在刚—柔耦合系统动力学建模领域的主要方法和进展,包括基于多体系统动力学理论的建模方法、有限元方法、以及近年来兴起的刚—柔耦合建模方法。
在此基础上,本文将重点探讨刚—柔耦合系统动力学建模的关键技术,如刚柔耦合界面的建模、参数识别、以及模型验证等。
本文还将探讨刚—柔耦合系统动力学仿真的相关技术。
仿真技术的选择和实现对于准确预测系统动态行为至关重要。
本文将分析不同的仿真策略,如多体系统动力学仿真、有限元仿真以及多尺度仿真,并探讨这些策略在刚—柔耦合系统中的应用。
同时,将讨论仿真过程中可能遇到的问题和挑战,如计算效率、精度控制和结果分析等。
本文将通过具体的案例研究,展示所提出的动力学建模与仿真技术在刚—柔耦合系统中的应用效果,验证所提方法的有效性和实用性。
通过本文的研究,期望能为刚—柔耦合系统动力学建模与仿真技术的发展提供新的理论依据和技术支持。
1. 刚—柔耦合系统的定义与特性刚—柔耦合系统是指在工程实际中广泛存在的一类复杂系统,其核心特点在于系统内同时包含了刚性部件和柔性部件。
这种系统的动力学行为不仅受到刚性部件的直接影响,还受到柔性部件的显著作用。
刚—柔耦合系统的动力学建模与仿真技术研究,对于理解和预测这类系统的动态行为具有重要的理论和实际意义。
刚—柔耦合系统可以被定义为一个由至少一个刚性部件和一个柔性部件组成的动力学系统。
刚柔耦合matlab程序-概述说明以及解释
刚柔耦合matlab程序-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:刚柔耦合是一种结构性质复杂的系统,它由刚性部分和柔性部分组成。
刚性部分通常是由硬质材料或刚性结构构成,而柔性部分则由柔软的材质或可弯曲的结构组成。
这种耦合结构的系统具有较好的适应性和灵活性,可以在不同工况下进行动态调整和优化设计。
本文将重点介绍刚柔耦合系统的MATLAB程序设计与实现。
MATLAB 作为一种高效的数值计算和分析环境,为刚柔耦合系统的建模、仿真和优化提供了便利的工具。
本文将详细讲解MATLAB程序的相关概念和操作方法,以及如何将其应用于刚柔耦合系统的研究中。
在刚柔耦合MATLAB程序的设计与实现部分,我们将介绍利用MATLAB进行刚柔耦合系统建模的基本原理和方法。
首先,我们将讲解刚性部分和柔性部分的建模原理,包括刚体的运动学与动力学方程的建立,以及柔性部分的变形和应力分析。
接下来,我们将介绍如何将刚体和柔体进行耦合的方法,包括用约束方程描述两者之间的关系和作用力的传递。
同时,我们还将介绍如何利用MATLAB的优化算法对刚柔耦合系统进行参数优化和动态调整,以使系统达到最佳的性能和效果。
最后,本文将总结刚柔耦合MATLAB程序的设计与实现过程,并阐述其在工程实际应用中的研究意义和潜在影响。
同时,我们还将展望未来刚柔耦合系统的发展方向和可能的研究方向。
通过本文的阅读,读者将能够了解刚柔耦合系统的概念及其与MATLAB程序的关系,掌握相关的建模和仿真方法,以及应用MATLAB 进行参数优化和动态调整的技巧。
希望本文能够为刚柔耦合系统的研究和应用提供一定的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分将介绍本文的章节划分和各章节的主要内容。
本文共分为三个主要部分,分别是引言、正文和结论。
在引言部分(第一章),首先会对本文的研究主题刚柔耦合进行概述,解释刚柔耦合的概念和背景。
其次,将介绍本文的文章结构,给出每个章节的主要内容。
最后,明确本文的研究目的,即要设计和实现一个刚柔耦合MATLAB 程序。
LMSVirtualLab学习心得之刚柔耦合分析详细流程
刚柔耦合分析详细流程主要内容:1)零件重新网格划分;2)材料和属性的设置;3)刚体的替代;4)Rigid Spider的建立;5)柔性体Craig-Bampton模态计算;以satellite为例,刚体模型建立完毕,进行计算,保存为satellite.CATAnalysis。
●将需设置成柔性体的零件在新窗口打开,此时默认进入几何设计模块(Geometry)。
●进入网格划分模块:开始->Meshing->CAD meshing模块,对零件进行网格划分。
一般先进行surface mesh(点击Advanced surface mesher,选择零件),然后进行3D网格划分(点击Tetrahedron,选择面网格),采用四面体进行填充。
此时,必须将Surface网格Deactivate(在特征树中选择Advanced Surface mesh,右键单击,选择Deactivate),因为分析中用不到2D网格,激活的2D网格由于缺少材料属性会使模态计算失败,切勿忘记。
进入Structure->Finite Element Analysis Pre/Post->Materials&Properties,进行零件材料和网格属性的设置:新建一个Isotropic Material,设置杨氏模量、泊松比和密度等基本参数;新建一个Solid Property,Application Region选择该3D网格(可在特征树中选择Tetrahedron Filler Mesh),Material选择刚才建立的Isotropic Material。
●保存该分析为Flex.CATAnalysis。
●不要关闭Flex.CATAnalysis(最小化即可),进入satellite.CATAnalysis分析文件,用上面柔性体分析文件替换刚体:选择要被替换的刚体,右键单击,选择:显示->Flex->Make Flexible with Existing Data,在弹出的对话框中选择Flex.CATAnalysis文件,此时该刚体被替换。
大范围运动刚柔耦合系统动力学建模与仿真
大范围运动刚柔耦合系统动力学建模与仿真
1. 引言
大范围运动刚柔耦合系统是指由刚体和柔性体组成的一个多自由
度系统,其动力学行为受到刚体运动与柔性体变形相互影响。
对该系
统进行动力学建模并进行仿真,是解决运动过程中刚性物体与柔性物
体间耦合问题的重要手段之一。
2. 刚柔耦合系统的建模
在建模过程中,需要对刚体、柔性体分别进行建模,并将两者进
行耦合。
刚体可以采用牛顿-欧拉法进行建模,柔性体建模可以采用有
限元方法。
在耦合过程中,需要对两种物体之间的作用力进行建模,
这需要考虑到弹性力、刚性力和摩擦力等。
3. 系统动力学分析
根据刚柔耦合系统的动力学模型,可以得到该系统的运动方程式,进一步进行动态响应分析。
在该分析中,主要考虑系统在外界激励下
的运动响应,包括物体的运动及变形等多个参数。
4. 仿真模拟
为了验证理论模型的准确性和动力学模型的有效性,需要采用计
算机仿真技术进行系统模拟。
在仿真模拟中,通过对系统模型的初始
条件和外部激励进行设定,可以得到运动过程中各参数值的变化情况。
5. 结论
大范围运动刚柔耦合系统动力学建模与仿真是目前解决复杂多自由度系统运动问题的重要手段之一。
该方法可以为系统设计和优化提供依据,是工程实践中不可或缺的手段。
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块详解
ADAMS柔性体-刚柔耦合模块一、ADAMS柔性体理论1、ADAMS研究体系:a)刚体多体系统(低速运动)b)柔性多体系统(考虑弹性变形,大轻薄,高速)c)刚柔耦合多体系统(根据各个构件情况考虑,常用普遍仿真类型)大部分仿真分析都采用的是刚性构件,在受到力的作用不会产生变形,现实中把大部分构件当做刚性体处理是可以满足要求的,因为各个零件之间的弹性变形对于机构各部分的动态特性影响微乎其微。
但是需要考虑构件变形,变形会影响精度结果,需要对构件其应力大小和分布以及载荷输出研究的时候,以及薄壁构件,高精密仪器部件等,则需要当做柔性体对待,这样计算结果会准确一些。
对于柔性体机构,变形对动态影响起着决定性作用,刚柔耦合系统约束的添加必须考虑各个零部件之间的连接和受力关系,更可能还原实际工况,从而使模型更真实还原。
2、柔性体柔性体是由模态构成的,要得到柔性体就需要计算构件的模态。
柔性体最重要的假设就是仅考虑了相对于连体坐标系得晓得线性变形,而连体坐标系同时也在做大的非线性运动。
对于柔性体变形,模态中性文件必然存在某一些模态不响应,没有参与变形或者变性太大,参与系数非常小,比如前六阶或者不正常的阶数,如果去掉贡献较小的模态阶数,便可以提高仿真的效率。
…………3、模态谈到柔性体,就必然脱不了模态的概念,构件的模态是构件自身的一个物理属性,一个构件一旦制造出来,他的模态就是自身的一种属性,再将几何模型离散成有限元模型以后,有限元模型的各个节点有一定的自由度,这样所有的节点自由度的和就构成了有限元模型的自由度,一个有限元模型有多少自由度,它就有多少阶模态。
由于构件各个节点的实际位移是模态的按一定比例的线性叠加,这个比例就是一个系数,通常成为模态参与因子,参与因子越大,对应的模态对于构件变形的贡献量越多,因此对构件的振动分析,可以从构件的模态参与因子大小来分析,如果构建在振动时,某阶模态的参与因子大,可以通过改进设计,抑制改接模态对振动贡献量,可以明显降低构件的振动。
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练习二创建柔性体并进行刚柔耦合仿真本示例将练习使用FlexPrep工具创建汽车下控制臂柔性体模型,通过替换汽车前悬架模型中刚性控制臂完成汽车前悬架的刚柔耦合仿真。
练习中使用的下控制臂模型如图1所示。
图2显示了汽车前悬架模型。
图1 下控制臂模型图2 汽车前悬架模型创建柔性控制臂模型(MV-2010)第1步:使用FlexPrep工具练习中使用的模型均位于<installation directory>\tutorials\mv_hv_hg\mbd_modeling\flexbodies文件夹下。
1. 启动MotionView2. 在Flex Tools下拉菜单中选择FlexProp,弹出FlexBodyProp对话框图3 选择FlexProp工具3. 激活OptiStruct Flexbody Generation,在下拉列表中选择Create OS prp(preparation) file and generate theh3d flexbody4. 点击Select Bulk Data File右侧的文件浏览按钮选择sla_flex_left.fem注:在这里可以使用任何OptiStruct(fem)和Nastran(nas,dat,bdf)文件5. 在Save the *.h3d file as栏中输入输出H3D文件的文件名:sla_flex_left.h3d6. 在组件模态综合类型(Component Mode Synthesis Type)栏中选择Craig-Bampton方法7. 在指定界面节点栏中(Specify Interface Node List)输入:4927+4979+4984界面节点(Interface Node)指在多体动力学分析中机构约束或施加载荷的位置8. 在Cutoff Type and value栏中选择Hightest Mode#并设置最高阶数为10注:MotionView提供了两种方法限制待生成的H3D文件中模型的模态信息:指定模态最高阶数和指定模态最高截止频率。
9. 激活Perform Stress Recovery功能,使用这一功能,FlexPrep工具将在处理模型时计算模态应力10. 激活Perform Strain Recovery功能,使用这一功能,FlexPrep工具将在处理模型时计算模态应变11. Perform element check in OS mode默认选择YES,即默认将检查单元质量。
12. 在指定数据单位制(Specify Units in Bulk Data File)栏中,使用下列单位:Mass Units:KilogramLength:MillimeterForce:NewtonTime:Second注:HyperMesh本身没有指定单位制,用户在创建柔性体时必须指定统一的单位以免产生错误的质量和转动惯量。
13. 设置好的FlexBodyPrep对话框如图4所示:图4 FlexBodyPrep对话框第2步:创建RBE2连接单元(可选步骤,如果已建立完整的RBE2可不进行此步)该步是利用HyperMesh二次开发工具,根据用户所选孔边界上的任意一个网格节点,自动生成孔中心节点,并建立中心节点与孔边界节点RBE2单元的功能。
该功能可以大大节省用户建立RBE2的时间,如果用户已经建立完整的RBE2单元可不需要进行此步。
RBE2单元通过指定主从节点来模拟节点间内在的运动关系,它通常用来模拟螺栓一类的刚性结构。
如果在有限元模型存在孔特征并且希望使用孔中心节点作为界面点,此时需要将孔中心承受的载荷传递到孔壁的节点上。
这种情况下,使用孔中心节点作为主节点、孔壁节点作为从节点的蛛网式RBE2单元将有效的达到这一目标。
模型sla_left_flex.fem中已经创建了三个蛛网式RBE2单元,本步中将描述使用Create RBE2 Spiders 功能创建第四个蛛网式RBE2单元。
1. 在FlexBodyPrep对话框中点击Create RBE2 Spiders按钮,此时将激活HyperMesh程序并显示包含三个按钮的用户自定义页面,如图5所示。
图5 HyperMesh用户自定义页面注:如果用户自定义页面没有显示,用户可以通过以下方式打开:- 在view下拉菜单中激活utility menu- 在utility menu标签中点击user按钮2. 点击Info按钮,将弹出详尽描述创建蛛网式RBE2单元过程的对话框3. 如图6所示,放大球铰位置处的有限元模型图6 控制臂局部视图4. 点击Step:Superspider创建蛛网式RBE2单元,一次只能创建一个。
5. 选择孔壁处的节点并点击Proceed6. 生成的蛛网式RBE2单元如图7所示图7 新创建的蛛网式RBE2单元7. 点击Step3:Save and Close,软件将保存修改后的文件并自动抓取孔中心节点(界面点)。
用户可以为新的模型文件指定名称以便检查界面点是否已经添加到柔性体预处理文件上8. 如图8所示,新创建的界面点已经添加到柔性体预处理文件上。
图8 FlexBodyProp面板9. 点击OK,启动OptiStruct创建柔性体第3步:查看并检验模型1. 在工具栏中将应用程序转换成HyperView2. 点击Load Model按钮,弹出Load Model面板3. 点击文件浏览按钮打开H3D柔性体文件sla_flex_left.h3d,由于模态结果包含在同一个H3D文件中,MotionView将在Load results栏自动使用相同的文件。
图9 导入模型4. 点击Apply,载入模型。
如图10所示图10 控制臂模型5. 点击Transient Animation按钮,HyperView将顺序播放柔性控制臂的模态振型动画。
模态阶数以及频率将显示在软件右下角6. 再次点击Transient Animation按钮,停止模态振型动画顺序播放。
7. 点击动画类型选择下三角按钮,将动画类型设置为Modal。
此时将播放特定模态振型动画,点击软件右下角状态栏提示有“CMS Flexbody”信息的区域,弹出Load Case and Simulation Selection对话框。
图11 状态栏区域8. 在Simlation列表中选择Mode 7,前六阶模态接近0为刚体模态。
图12 工况及模态列表9. 点击Modal Animation按钮,查看所选模态动画。
再次点击Modal Animation按钮,停止动画。
10. 点击云图Coutour按钮,查看柔性体应力分布11. 在Result type下拉菜单中选择Stress和vonMises12. 在Entity with layers栏中选择Z1,如图13所示图13 设置云图类型13. 点击Apply,显示柔性体应力云图。
图14 柔性体应力云图第4步:批处理模式下使用FlexPrep工具上述步骤中已经创建了汽车悬架左侧控制臂,下面将在批处理模式下使用FlexPrep工具创建右侧控制臂。
不同操作系统下调用FlexPrep工具的命令如下:UNIX下:<install_path>/altair/scripts/flexprepDOS下:<install_path>\io\translators\bin\WIN32\flexprep.exe1.从启动菜单中激活DOS窗口2.使用cd命令指向工作文件夹3.在DOS窗口中输入以下命令:<install_path>\io\translators\bin\WIN32\flexprep.exe4.在DOS窗口中输入以下命令创建右侧控制臂:<install_path>\io\translators\bin\WIN32\flexprep.exe5. 此时FlexPrep将后台运行,在工作文件夹将生成名为sla_flex_right.h3d的柔性体文件。
刚柔耦合仿真分析(MV-2020)第5步:替换刚性控制臂1. 启动MotionView2. 在MotionView菜单栏中选择Model并点击Assembly Wizard…激活装配体向导3. 根据表1设置创建汽车前悬架模型表1 汽车前悬架模型参数4. 设置分析工况:在MotionView菜单栏中选择Analysis并点击Task Wizard,打开工况设置向导5. 在Select a task 栏中选择Static Ride Analysis,点击Next并点击Finish6. 点击工具栏中Bodies图标7. 在模型体列表中选择Lwr control arm8. 在构件Lwr control arm的Properties标签中取消选择symmetric properties复选框9. 激活Deformable复选框,注意到图形区模型左侧的刚性控制臂消失图15 激活Deformable复选框10. 点击Graphic file栏中文件浏览按钮,在工作目录下选择图形文件sla_flex_left.h3d11. H3D file栏中将自动使用相同的文件。
此时,指定的柔性体文件将放置于模型中相应的位置图16 指定模型文件注:目前,大规模柔性体的使用已经相当常见。
为了提高前处理效率,可以使用任意图形文件帮助显示模型,而使用柔性体h3d文件向求解器提高必要的模型信息。
用户可通过CAD to H3D Conversion功能将用于创建柔性体的CAD模型或有限元模型转化为图形h3d文件并将此文件指定为Graphic file。
这一过程将大大提高模型前处理的效率。
12. 点击Nodes…,弹出Nodes面板图17 Nodes面板13. 点击Nodes面板上Find All按钮寻找柔性体上距离悬架模型界面点最近的点。
Nodes功能用于处理柔性体模型与悬架模型的连接问题。
注:大多数情况下,柔性体模型界面点与整体模型相应界面点会存在一定程度的偏离。
点击Align按钮,MotionView将移动整体模型中的硬点到柔性体模型最近的界面点位置。
如果左右硬点坐标不对称时,需要先将坐标对称属性取消,再分别点击Align按钮。
,注意此操作将影响整体模型中以此点作为参考点的其他实体。
当这个偏离距离大于容差时,MotionView将在柔性体模型和整体模型最近的界面点之间自动插入一个虚拟实体。
Nodes面板中的Locate按钮是进行柔性体模型重新定位的工具。
在创建柔性体模型时使用的坐标系与多体模型坐标系不一致的情况下,会使用这一工具。
如果柔性体模型已经处于目标位置,这一操作可以省略。