ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用
adams柔性体仿真MNF
a
c
b
点击“OK” 按钮后,会出现两次下述的消息,可以忽略该消息。 -----------------------------------------------------------------------------------Acknowledgement requested from application APP INTERFACES Problem found with the Craig-Bampton Lower Bound. If it is not changed, a value of '' will be used (For these values blanks are interpretted as the Nastran default). -------------------------------------------------------------------------------------
在连杆小端的中心创建几何点。
d
10
Step4:创建RBE2单元
a
a. 选择Elements | Create | Node | Edit 。
b. 为了在生成RBE2 单元时便于识别
在Node ID List 中输入 10001 。
c. 在Node Location List 中选择在连
a
杆的大端中心建立的几何点。
在本例题中,使用MSC.Patran生成直接以MSC.Nastran输出MNF文件 的MSC.Nastran输入文件,运行MSC.Nastran确认输出MNF文件。
Copyright 2005 MSC.Software Corporation 3
Adams柔性体例子—机器人Adams虚拟实验详细步骤
一.ADAMS软件简介 (2)1.1ADAMS软件概述 (2)1.2用户界面模块(ADAMS/View) (3)1.3求解器模块(ADAMS/Solver) (5)1.4后处理模块(ADAMS/PostProcessor) (6)1.5控制模块(ADAMS/Controls) (8)二.典型机器人虚拟实验 (9)2.1串联机器人 (9)2.1.1 运动学分析 (9)2.1.2 动力学分析 (14)2.1.3 轨迹规划 (17)2.1.4 基于ADAMS和MATLAB的联合运动控制 (22)一.ADAMS软件简介虚拟样机仿真分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件,由美国MDI (Mechnical Dynamics Inc.)开发,在经历了12个版本后,被美国MSC公司收购。
ADAMS集建模、计算和后处理于一体,ADAMS有许多个模块组成,基本模块是View模块和Postprocess模块,通常的机械系统都可以用这两个模块来完成,另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块,例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等;嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex等[3]。
1.1ADAMS软件概述ADAMS是以计算多体系统动力学(Computational Dynamics of Multibody Systems)为基础,包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件,利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型,其模型可以是刚体的,也可以是柔性体,以及刚柔混合体模型。
ANSYS和ADAMS柔性仿真详细步骤解析
ANSYS和ADAMS柔性仿真详细步骤解析步骤1:建立模型首先需要建立汽车悬挂系统的模型,包括车轮、悬架、车体等组成部分。
可以使用ANSYS的建模工具进行几何建模,也可以导入CAD模型进行后续处理。
步骤2:定义模型属性在ANSYS中,需要为模型定义材料属性、约束条件和加载条件。
对于悬挂系统,材料属性可以定义弹簧、阻尼器和悬挂臂的材料特性;约束条件可以设置车体和地面间的边界条件,例如固支或可移动支撑;加载条件可以设置车轮的载荷和运动。
步骤3:网格划分接下来需要对模型进行网格划分,将模型离散成小的单元,这些单元可以是三角形、四边形或立方体等形式。
网格划分的精细程度直接影响到仿真的准确性和计算速度。
步骤4:设置运动学和约束在ANSYS中,可以设置模型的运动学和约束条件,即定义汽车悬挂系统中各个部件的运动关系和限制。
例如,可以设置车轮的旋转和转向运动以及悬挂臂的运动自由度。
这些设置可以通过定义关节、连接、驱动器等方式来实现。
步骤5:施加载荷在ANSYS中,可以施加各种静态和动态的载荷,模拟实际工作条件下的受力情况。
例如,可以施加车轮产生的垂直载荷、离心力、横向力等。
载荷可以施加在车轮、悬挂臂或车体上,可以是静态的或随时间变化的。
步骤6:求解模型设置好加载条件后,可以开始求解模型并进行分析。
ANSYS会根据模型的几何形状、材料特性、约束条件和加载条件等参数进行计算,得到模型在各种受力情况下的应力、变形、振动等结果。
求解模型可能需要较长的计算时间,特别是对于复杂的模型。
步骤7:分析结果在求解完成后,可以对模型的分析结果进行后处理和可视化。
ANSYS提供了各种图形和数据输出选项,可以将结果以图像、表格或动画的形式展现出来。
在分析结果中,可以观察汽车悬挂系统各个部件的受力、变形、振动等情况,从而评估其性能和安全性。
ADAMS是一种基于多体动力学的仿真软件,能够模拟和分析多体系统的运动、受力、碰撞等特性。
这里以汽车悬挂系统为例进行详细解析。
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仿真结果的应力应变分析结果,提高分析精度.ANSYS程序在生成柔性体部件的有限元模型之后,利用ADAMS宏命令可以很方便地输ADAMS软件所需要的模态中性文件Jobname.mnf此文件包含了ADAMS中柔性体的所有信息.在ADAMS软件中直接读入此文件即可看到柔性体部件的模型,指定好柔性体与其它部件的连结方式, 并给系统施加必要的外载后即可进行系统的动力学仿真[3].二、实例分析本文主要应用ADAMS提供的几何外形法生成柔性体.1.应用solidworks软件建立继电器三维实体模型,模型由衔铁、顶支架、底支架、触头、动簧片、动断静簧片、动何静簧片等组成,在建立模型过程中,对模型作了简化,省略了线圈、磁铁等部件,结构如图:1.顶支架2.动簧片3.动断静簧片4.触头5.动簧片6.动合静簧片7.衔铁8.挡圈9.底支架图1 三维软件模型2.建立模型后,生成Parasolid格式,保存于ADAMS的工作目录下.3.导入ADAMS中,并定义各部件的材料属性,同时ADAMS自动计算出转动惯量和质量.对各个部件进行约束.在这里对结构进行了简化,忽略了电学的干扰,只考虑机械结构之间的相互关系.首先用固定副把顶支架和底支架与大地固定在一起,然后固定动簧片,动断静簧片,动合静簧片,还要把触头与衔铁固定在一起,最后在衔铁与底支架之间施加旋转副,由于触头与动簧片接触,动合静簧片,动断静簧片之间也产生接触力,因此在这些部件之间也要定义接触.因为这次主要是为了验证柔性体的仿真,忽略了电磁学问题,同时也可忽略掉顶支架和底支架,因此把顶支架和底支架设置为哑物体,并对部分构件设为透明如图2所示.经简化后,在旋转副上加正弦驱动力来模拟电磁铁产生的吸附力,驱动力为9.5d *sin(1200* time),再进行仿真.设置仿真时间为0.015s,步长为0.000025s,由于动簧片为刚性体,当触头与动簧片接触时就会发生错误,当时间步长足够小时,也会发生穿透现象.1.衔铁2.动簧片3.动合静簧片4.动断静簧片5.触头6.衔铁7.底支架图2 简化后的模型4.把关键部件改变为柔性体。
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摘要:ADAMS(Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于机械系统运动仿真分析的软件工具,它可以模拟复杂的运动和多体动力学行为。
本文介绍了ADAMS软件及其在柔性体运动仿真分析中的应用,包括柔性体建模、刚-柔耦合系统模拟、柔性体动力学分析和柔性体控制策略等方面。
1.引言ADAMS是一种用于机械系统运动仿真分析的软件工具,由美国MSC Software公司开发。
它可以模拟复杂的运动和多体动力学行为,广泛应用于机械系统设计、优化和性能评估等领域。
柔性体是一种具有形变和弯曲等特性的物质,出现在很多工程和机械系统中。
ADAMS软件能够对柔性体运动进行仿真分析,帮助工程师更好地理解和预测柔性体系统的运动行为。
2.ADAMS柔性体建模在ADAMS中,柔性体可以通过素材法(Material Subsystem)进行建模。
素材法是一种基于连续介质力学的方法,将物体划分为多个微小单元,并根据其材料性质和力学行为进行建模。
通过调整单元的尺寸和连接方式,可以模拟各种不同的柔性体结构和形变行为。
3.刚-柔耦合系统模拟在实际工程中,往往存在着刚体和柔性体相互作用的情况,这就需要进行刚-柔耦合的系统模拟。
ADAMS可以通过使用接触、连接和约束等功能来实现刚-柔耦合系统的建模。
例如,在汽车悬挂系统中,车轮和车身之间存在接触和连接关系,同时车身又是一个柔性体,这就需要通过ADAMS进行刚-柔耦合系统模拟。
4.柔性体动力学分析ADAMS可以对柔性体系统进行动力学分析,包括振动分析、形变分析和动态响应分析等。
通过设置初始条件和加载条件,可以对柔性体系统的运动行为进行模拟和分析。
例如,在机械臂系统中,可以通过ADAMS对机械臂的振动和形变进行分析,进而优化机械臂的结构设计和控制策略。
5.柔性体控制策略在柔性体系统中,控制策略对于保持系统的稳定性和精确性起着重要作用。
基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统
基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统一、本文概述随着科技的快速发展,机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。
其中,柔性机器人以其独特的柔性和适应性,在众多应用场景中表现出显著的优势。
然而,柔性机器人的动力学特性复杂,传统的建模与仿真方法往往难以准确描述其运动行为。
因此,开发一套基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统,对于提高柔性机器人的设计效率、优化运动性能、预测运动行为具有重要意义。
本文旨在介绍一种基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统的设计与实现方法。
文章将对柔性机器人的动力学特性进行分析,明确仿真系统的需求和目标。
详细介绍仿真系统的总体架构和各个模块的功能,包括柔性机器人的建模、动力学方程的建立、仿真求解以及结果后处理等。
在此基础上,文章将重点探讨ADAMS和ANSYS在仿真系统中的应用,以及它们之间的数据交互和协同工作机制。
通过实际案例验证仿真系统的有效性,并对未来研究方向进行展望。
通过本文的阐述,读者可以深入了解柔性机器人动力学仿真系统的基本原理和实现方法,为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。
本文的研究成果也将为柔性机器人的设计、优化和控制提供有力的技术支持。
二、柔性机器人动力学建模柔性机器人的动力学建模是理解其运动行为并进行精确控制的关键。
建模过程中,需要同时考虑机器人的刚性部分和柔性部分的动力学特性。
在这个过程中,我们采用了ADAMS和ANSYS这两个强大的工程仿真软件。
我们利用ADAMS进行多体系统动力学建模。
ADAMS以其强大的刚体动力学仿真能力,可以精确模拟机器人的刚性部分运动。
我们根据机器人的实际结构,在ADAMS中建立了详细的多体系统模型,包括连杆、关节、驱动器等各个部分。
然后,通过定义各个部件之间的约束关系,如转动副、移动副等,以及设定驱动器的运动规律,我们能够在ADAMS中模拟出机器人的各种运动状态。
然而,对于柔性机器人来说,仅仅考虑刚性部分的动力学是不够的。
ANSYS和ADAMS柔性仿真详细步骤
ANSYS与ADAMS进行联合柔性仿真基本思路:在ANSYS进行.mnf文件输出,然后把输出的.mnf文件输入ADAMS,进行零件更换。
然后在ADAMS 进行加载约束,仿真,查看结果。
软件:ANSYS10,ADAMS 2007 R3具体步骤:ANSYS输出.mnf柔性文件1.1建立单元单元1: solid45或者其他3D单元单元2:MASS21,此单元只用于连接点单元设置弹性模量,泊松比,密度3个参数创建连接点:如下图,在下面2个圆柱孔的中心,注意是圆柱体的中心,不是某个面得中心,创建2个1.2导入模型(・x_t)或者建立模型完成后,创建连接点,ANSYS要求必须是2或者2个以上的连接点keypo ints。
具体方法,看个人而定。
曰Preprocessor0 Elenent Type0 Real Constants;Q laterial FropsB Secti onsB lodelinc曰1田keypoints1.3划分单元对体用3D单元划分,我选用meshtool方法创建连接点:如下图,在下面2个圆柱孔的中心,注意是圆柱体的中心,不是某个面得中心,创建2个接下来设置real constants,这个参数设置,一定要到等到3D网格划分完后再设置Preference田El CB ent Type□誉g Add/Eail/Delett3 Tki cknes^ Func对MASS21进行设置。
2NONE DEFINED E 序 匡 E E Z EEEEE FClose Constants for 3~D U SEE with Eotary Inerti a COTOFT C3XD) 3 it X diriitish HASS K le-5 斤⑪ Y dirtetion le-5 in Z direetioii HASS le-5 inertia about X IXK le-5 i^rtiaabout Y ITI la-5 aboat Z IZZ in-ertia 1«-S L'iuxeel 1 R K ES I C GTIS I ant Set Snuher I, for IAS5Z] E14<n«nt Ty]?» Mm 2 Heal Co^DElant Mo. LUis Pl&ss H ^SE Rotary tUtar 簞 田田 El Q T o-loigicBl D ;13 EM Tool 0 DptH F“li Dfe&i g^.® Raiiation 0>l 田 lu-Tiae St.«.l5 RBI V * r- ■- v m W J>a it * ?wTinfllCi >Et PastRa t ary Real constant Set No.要大于2,下面的值要非常小 然后对连接点,即 keypoints 进行单元划分:先设置keypoints 属性,如下[KAni Ais i £Ti Allt\i bnblts “ fjdcri E^J LL E 庙tl stl dgpf Tin EIMH &L 他屯 Applr J :y|i II I nl A t I ; f I hikt ESES ElmauL cc-ardjxiki-i lyx MAT UtlK-J *1 T^Mbtr 耳L 理I LiemerJ A/tifaJes- ■翻1 Fine 1 Coa'se Size 匚 aiiEk * 'g"l Aredd 3 I Lnss _±d d LiVSf 3 I Cu^<l H«£;- Mpsh - -r _d然后划分单元,用meshtool,对keypoints划分单元,结果如下如下图1.4建立刚性区域刚性区域都是节点=连接节点+刚柔接触的面上所有节点在ANSYS里面,这一步,连接点为主节点,刚柔接触面上的所有节点为从节点首先得按如下2个图片进行主节点和从节点节点组合。
MSC Adams多体动力学仿真基础与实例解析
个平动自由度。 l 大地形体:没有质量和速度,自由度为零。每个模型中必须存在,且在进入 Adams/View
后系统会自动生成,定义绝对坐标系(GCS)及坐标原点,并且在仿真过程中始终静 止不动,在计算速度和加速度时起着惯性参考坐标系的作用。
名称 Chamfer Fillet Hole
表 21 模型特征命令 功能
设置参数
倒直角
倒角边长度(Width)
倒圆角 钻孔
圆角半径(Radius) 末端半径(End Radius)
孔半径(Radius) 孔深(Depth)
25
MSC Adams 多体动力学仿真基础与实例解析
图标
名称 Boss Hollow
2.创建拉伸体(Extrusion) 对于一些复杂的不规则的几何形体,可以使用此工具来创建。单击 Solids 工具栏中的 按钮,在模型树上方出现长方体属性栏,如图 29 所示。
23
MSC Adams 多体动力学仿真基础与实例解析
图 29 创建拉伸体对话框
在下拉列表框中有 New Part、Add to Part、On Ground 选项,分别表示所创建的拉伸体是 新创建、添加到已有的构件上或者属于地面。在 Profile 栏右侧可选择 Points、Curve 选项,分 别表示拉伸体截面可由点或曲线生成。
2.1 View 中建模
2.1.1 构件与构件元素 在 Adams/View 中,一个或几个构件元素构成一个复杂的构件(Part)。构件元素包括构造 元素,如点、曲线、坐标标记等,及几何实体,如立方体、圆柱、球、圆环等。构件与构件元 素之间的关系如图 21 所示,构件 handle 由 Link、Marker 标记点 4 与 9 组成。
ADAMS柔性绳索建模仿真解决方案
ADAMS柔性绳索建模仿真解决方案柔性绳索在现代工程领域中应用广泛,如航天器的缆绳、桥梁的悬索以及建筑物的索具等。
为了提高柔性绳索的设计和性能评估能力,建模仿真成为一种重要的解决方案。
ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种广泛应用的建模仿真软件,可以用于柔性绳索的建模、仿真和分析。
首先,柔性绳索的建模是模拟仿真的首要任务。
在ADAMS中,可以使用BEAM元素来建立柔性绳索的几何形状和刚度特性。
BEAM元素可以描述绳索的弹性应变和应力分布,并且与其他物体进行连接和交互。
此外,还可以使用TRUSS元素来表示绳索的节点和连接方式。
通过将BEAM元素和TRUSS元素组合使用,可以实现对复杂绳索结构的建模。
其次,柔性绳索的仿真是解决方案的核心。
ADAMS提供了多种仿真方法,如运动学仿真、动力学仿真和模态分析等。
通过对绳索模型施加外力、应用边界条件和指定初始状态,可以模拟绳索在不同工况下的动态响应。
同时,还可以进行多体系统的动力学优化和模态特性分析,以评估绳索的性能和可靠性。
最后,柔性绳索的解决方案还包括结果分析和验证。
ADAMS提供了丰富的结果输出功能,可以对绳索的受力、变形和应力进行可视化和分析。
通过对比仿真结果和实验数据,可以验证绳索模型的准确性和可靠性。
同时,还可以通过参数化设计和灵敏度分析,优化绳索结构和材料,以满足不同工程要求和性能指标。
综上所述,ADAMS是一种强大的柔性绳索建模仿真解决方案。
通过建立绳索模型、进行仿真和分析,可以提高绳索设计的效率和准确性。
未来,随着科学技术的不断发展和软件工具的不断完善,相信ADAMS在柔性绳索领域的应用将更加广泛和深入。
ADAMS柔性体运动仿真分析研究及运用
式中, 1 为 -./01 % 为物体坐标系的角速度向量; 角的时间导数与角速度向量之间的转换矩阵; “ 2” 为 向量对应的对称矩阵。 结点 ( 的角速度也可以用物体的刚体角速度与变 形角速度之和来表示: /% !!!!!!!!!!!!( 3 ) % * % % ) # 2% 式中, #2为对应于结点 ( 的转动自由度的模态矩 阵子块。
四结语本文所述的阀体模具原先的设计加工方法均较简单设计时仅用手工绘出简图粗加工多用普通机床精加工时采用线切割机床或仿形铣床最后则通过配万方数据作或人工修磨复杂曲面
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ANSYS和ADAMS柔性仿真详细步骤
ANSYS和ADAMS柔性仿真详细步骤ANSLY柔性仿真步骤:1.确定仿真目标:首先要确定柔性仿真的目标,例如想要分析材料的应力应变分布、模拟结构在不同环境下的响应等。
2.创建模型:根据仿真目标,使用ANSYS中的建模工具创建模型。
可以通过几何建模、导入CAD文件等方式创建模型。
模型应包括几何形状、材料属性和约束条件等。
3.定义材料属性:根据实际情况,可以通过ANSYS中的材料库选择合适的材料属性,或者根据具体材料的性质自定义材料属性。
材料属性包括材料的弹性模量、泊松比、密度等。
4.定义约束条件:确定模型中哪些部分是固定的或者受到限制的。
通过在模型上设置约束条件,可以模拟实际物体的固定边界条件。
5.定义加载条件:根据仿真目标,在模型上定义加载条件,即施加在模型上的外部力或者压力。
可以通过指定点载荷、面载荷等方式定义加载条件。
6.网格划分:在模型上进行网格划分,将模型离散为有限个较小的单元。
较精细的网格划分可以提高仿真的精确性,但同时也会增加计算量。
7.选择求解器和求解参数:ANSYS中有多种求解器可以选择,不同的求解器适用于不同类型的仿真问题。
根据自己的仿真目标选择合适的求解器,并设置求解参数,如收敛准则、时间步长等。
8.进行仿真计算:根据以上步骤的设置,启动计算。
ANLSYS会根据模型、材料属性、加载条件等信息进行计算,并生成仿真结果。
对仿真结果进行处理和分析。
如可以分析材料的应力应变分布、变形情况、模态分析等。
ADAMS柔性仿真步骤:1.确定仿真目标:和ANSYS一样,首先要确定柔性仿真的目标,例如想要分析柔性结构的变形、模拟柔性机构的运动等。
2.创建模型:使用ADAMS中的建模工具创建模型。
ADAMS提供了丰富的建模功能,可以创建刚体和柔性体,并定义它们之间的关系和约束。
3.定义材料属性:在ADAMS中,柔性体的材料属性可以通过定义材料的弹性模量、泊松比、密度等参数来实现。
4.确定刚体和柔性体之间的连接关系:根据模型的实际情况,在模型中定义刚体和柔性体之间的连接关系。
adams柔性体学习总结PPT学习教案
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启动顺序:build→Flexible Bodies有ADAMS/Flex、Discrete Flexible Link、Rigid To Flex、Flex To Flex。
Flex的使用
(1)ADAMS/Flex
从文件夹中直接调入模态中性文件( mnf)。 在这个 对话框 中可以 定义生 成柔性 体的名 称(Flexi ble Body Name),调入文件的名称(Modal Neutral File Name),也可以输入阻尼比( Damping Ratio),选择放置起始点(Location),还 有其他 。
第6页/共13页
① Shell Quad
需要定义Element Size(单元尺寸)、Minimum Size(最小尺寸)、Shell Thickness(厚度)、Material(材料 )、Number of Modes(模数)。 Minimum Angle(Deg)、Span Angle(Deg)、Growth Rate、Element Order等保持默认值就行。 也可以选择复选框Stress Analysis,这样在后处理中可以 观察到 应力云 图。
adams柔性体学习总结
会计学
1
Autoflex的使用
一、启动autoflex选项:
打开tool→plugin Manager选择如下图的几项:
第1页/共13页
二、建立的方法
build→Flexible_Bodies→ADA MS/Auto fle x… 共有三种方法:Extrusion(拉伸 )、Geometr y(几何 体)、i mport mesh(导入网格)。
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② Solid Hexa
ANSYS与ADAMS联合柔性仿真详细步骤
ANSYS与ADAMS联合柔性仿真详细步骤下面是ANSYS与ADAMS联合柔性仿真的详细步骤:第一步:建立ANSYS模型1.根据系统的实际情况,使用ANSYS软件建立结构有限元模型。
在建立模型时,需要考虑结构的几何形状、材料特性、边界条件等。
2.对模型进行网格划分,确保模型的几何形状能够被分割成小单元。
划分网格时,需要根据模型的复杂程度和计算资源的限制进行权衡。
3.为模型定义材料属性,包括弹性模量、泊松比、密度等。
这些参数可以根据实际的材料测试数据或者经验值进行定义。
第二步:进行结构有限元分析1.定义加载条件,包括施加在模型上的力、力矩、温度等。
这些加载条件可以来自实际的工作环境或者通过其他仿真方法得到。
2.进行结构有限元分析,求解模型的应力、应变、位移等机械响应。
ANSYS提供了许多求解器,可以根据具体的问题选择合适的求解器。
3.对分析结果进行后处理,包括查看位移、应变云图、应力云图等。
这些结果可以用于评估模型的性能以及设计的合理性。
第三步:导出ANSYS模型至ADAMS1.将ANSYS的分析结果导出至ADAMS软件。
可以选择导出位移、应变等关键结果,并将其作为ADAMS仿真模型的输入。
2.导出过程中需要注意单位的一致性,确保ANSYS模型的尺度与ADAMS模型相匹配,以便于后续的关联分析。
第四步:建立ADAMS模型1.在ADAMS中建立多体动力学模型。
根据系统的实际情况,可以使用ADAMS软件提供的部件库,选择合适的刚体、活动副等进行建模。
2.在模型中引入柔性部件,即ANSYS导出的有限元结果,并与刚体连接起来。
确保柔性部件的位置、方向、刚度等参数与ANSYS模型相匹配。
第五步:进行多体动力学分析1.定义加载条件,包括施加在模型上的力、力矩、速度等。
根据实际的工作环境,可以模拟不同的工况进行分析。
2.进行多体动力学分析,求解模型的运动学和动力学响应。
ADAMS提供了各种求解器和控制算法,可以根据具体的问题选择合适的求解方法。
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]第一篇:ADAMS中的柔性体分析研究论文0 引言ADAMS是美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真分析软件,其求解器采用多刚体动力学理论中的拉格朗日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
对系统动力分析而言,结构本身的弹性变形与系统的宏观刚体运动同等重要。
ADAMS中的所有物体均以刚体定义,忽略结构柔度对系统的影响,一般的有限元分析软件对包含大位移运动的系统动力学分析又无能为力,因此在ADAMS中实现刚体和柔体相结合的系统动力学分析是一个较可行的解决方法。
1996年,ADAMS推出ADAMS/Flex莫块,实现了同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。
ADAMS中的柔性体分为离散式和模态式两种。
离散式柔性体以梁单元方式串接,单元数目越多越能模拟实际变形。
这种柔性体可以模拟物体的非线性变形,但只适用于简单结构;模态式柔性体是由外部有限元软件生成的,是有网格的物体,能根据物体的实际结构进行复杂建模。
由于采用的是模态线性叠加来模拟物体变形,因此模态式柔性体仅适用于线性结构的受力行为。
1、ADAMS/FIs柔性体ADtALSFSx采用CJmehod柔性体基本理论和模态叠加合成理论,可以根据不同外力状态适时反应出正确的变形结果。
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表示物体的弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动。
物体的弹性变形是相对于物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又经历大的非线性整体移动和转动。
ADASFlex中的柔性体采用有限元模态中性文件(ModalNdcra1Fid;MNF)描述。
MNF文件是一个独立于操作平台的二进制文件,包含如下信息:几何信息节点位置及其连接;节点质量和惯量;模态;模态质量和模态刚度。
有限元分析结果可以用程序控制生成模态中性文件,更为实用的是使用ADAM与ANSYSNASIRANPDEAS等商业有限元软件的数据交换接口利用这些软件进行分析后将结果转换成模态中性文件。
adams柔性体仿真MNF
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Step5:创建DOF List
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定义外部节点(A-set)。 a. b. c. d. e. f. g. h. i. 选择Elements | Create | DOF List 。 在“DOF List Name” 中输入任意的名称( 例: A-Set)。 点击 Define Terms… 。 在“DOF List Type:” 中选择 ASET 。 在“DOFs” 中选择全部自由度。 在“Node List” 中选择在连杆大端/小端中心 的 Node 10001 , 10002 。 点击Apply 。 点击Cancel 。 点击-Apply- 。
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Step4:创建RBE2单元
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a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. 选择Elements | Create | MPC | RBE2 。 点击Define Terms… 。 选择Create Dependent 。 在“DOFs” 中选择全部自由度。 在“Node List” 中选择连杆大端的内径部 的全部节点作为从属节点。(如右图采 用 Polygon Pick 可以便于选择。) 选择Create Independent 。 在“Node List” 中选择在连杆大端中心建 立的节点(Node 10001)。 点击Cancel 。 点击-Apply- 。 对于连杆的小端同样按照 b ~ i的顺序操 作创建 RBE2 单元。
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基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的若干研究的开题报告
基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的若干研究的开题报告1.研究背景随着现代工业技术不断发展,为了满足生产需要,工程师和设计师常常需要利用计算机模拟实验方法完成产品的设计和优化。
在模拟实验过程中,柔性体仿真是一个很重要的研究方向,因为它影响了许多工程领域,如机械、电子、汽车、宇航等。
柔性体仿真是指对非刚性物体进行建模和仿真,其形状和运动能够变化,可以弯曲、绕曲、拉伸、挤压等,而且不同于刚性仿真的是柔性体仿真关注的是物体物理结构的变化以及形变、应变等物理特征。
2.研究意义基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的研究具有很大的应用价值。
ADAMS是一款广泛应用于工程与科技领域的动力学仿真工具,其具有强大的动力学计算和图形显示功能,被广泛应用于机械、汽车、航空航天、建筑等领域,并且已经成为国际上公认的仿真工具之一。
本研究旨在针对ADAMS系统的柔性体仿真仿真模型进行系统的研究,探究ADAMS平台中的柔性体仿真模型的建模方法和计算模型,以实现更为准确的仿真模拟;3.研究内容(1)柔性体理论相关知识的介绍,包括柔性体在工程应用中的概念、特点以及柔性体结构的特性等;(2)ADAMS平台研究,包括ADAMS的基本操作和动力学仿真分析方法;(3)基于ADAMS平台的柔性体仿真模型的建立方法和实现技术的研究;(4)柔性体仿真计算分析,包括柔性体的运动学、动力学分析以及仿真结果预测和分析等。
4.研究方法本研究主要采用理论分析和计算仿真的方法,综合运用ADAMS平台的柔性体仿真技术研究ADAMS平台中柔性体仿真SPH流体力学的建模方法和计算模型。
同时,利用MATLAB等计算机编程语言,对柔性体仿真模型的运动学、动力学等相关数据进行实验数据分析。
5.研究预期结果通过本研究,将构建出基于ADAMS平台的柔性体仿真模型,该模型的优点是模拟数据具有较高的精确度和准确性。
同时,本研究还将通过对模型的连续仿真计算,实现柔性体运动学、动力学等方面数据的获取,深入研究柔性体运动特性,从而为相关工程应用提供依据和选择依据。
ADAMS_CAR模块详细实例教程(柔性体篇)
13柔性体介绍 (253)13.1柔性体引入ADAMS建模 (253)13.1.1打开原有的X5后悬架模板 (253)13.1.2将小连杆的模态中性文件导入ADAMS (254)13.2利用Hyper Mesh及Motion View软件来生成模态中性文件MNF (256)13.2.1创建小连接杆的CAD模型 (256)13.2.2将iges格式文件导入到Hyper Mesh划分网格 (257)13.2.3创建材料 (267)13.2.4创建刚性单元 (271)13.2.5给刚性中心节点编号 (279)13.2.6导出nastran模板格式文件 (281)13.2.7创建h3d文件及MNF文件 (282)《柔性体篇》13柔性体介绍在模型中引入柔性体可以提高仿真的精度。
柔性体可采用模态中性文件(MNF)来描述。
该文件是一个二进制文件,包含了以下信息:几何信息(结点位置及其连接);结点质量和惯量;模态;模态质量和模态刚度。
可以利用ANSYS、NASTRAN、ABAQUS等限元软件包进行分析并将结果写成模态中性文件,输入到ADAMS/View或ADAMS/Car中,建立相应零件的柔性体。
13.1柔性体引入ADAMS建模在模型中引入柔性体首先要在ADAMS/Car中读入模态中性文件,然后ADAMS/Car会创建必要的几何实体用以显示柔性体。
然后在模型中与其它刚体部件之间施加约束。
本教程以后悬架的小连接板为例。
13.1.1打开原有的X5后悬架模板13.1.2将小连杆的模态中性文件导入ADAMS在ADAMS/Car中读入模态中性文件的过程如下:1)从Build菜单中选择Parts>Flexible Body>New设定对话框如下,在Left Modal Neutral File和Right Modal Neutral File里右击鼠标选择自己已经创建好的MNF文件,点击OK。
2)创建柔性体与刚体的中间连接体Interface Part柔性体不能直接与刚体建立约束,必须通过中间体来连接。
柔性多体机械系统动力学特性的ADAMS仿真研究
柔性多体机械系统动力学特性的ADAMS仿真研究摘要:为研究构件柔性和运动副间隙对机构动力学特性的影响,应用ADAMS软件仿真研究含柔性构件和运动副间隙的机构的动力学特性。
引入固定界面动态子结构方法和非线性碰撞模型,建立了含间隙和柔性构件的曲柄滑块机构的动力学模型,研究了该机构在摩擦、材料阻尼、重力及外载荷力等多种工况下的动力学特性。
ADAMS仿真计算表明,在含柔性构件和运动副间隙的曲柄滑块机构中,间隙和构件柔性相互作用,激起系统大范围的振动,加剧了能量损耗,降低了系统的使用性能,并呈现出特殊的非线性动力学特性。
关键词:间隙;碰撞;柔性多体;机构动力学1. 引言高速和高精度是现代工业对机械系统的要求,构件的弹性和运动副的间隙可能会导致系统的整体性能急剧下降,使机构的实际运动和理想运动之间产生了偏差,增加了构件的动应力,从而引起构件的振动,产生噪音,加速磨损,降低效率和工作精度,所以设计中必须考虑这些因素的影响。
含运动副间隙和柔性构件的动力学成为了机构动力学的前沿课题。
从70年代起, Earles和Wu[1]、Mansour和Townsend[2]、Furuhashi、Morita和Matsuura[3]、Soong和Thompson[4]、Kakizaki[5]、Deck和Dubowsky [5][6]、Seneviratne L D[7]及Zakhariev[8]等对含间隙机构动力学进行了系统地研究。
根据运动副元素的相对运动关系的不同假设,主要有三类运动副间隙模型:认为运动副元素在运动过程中始终保持接触,忽略间隙中冲击特性的连续接触模型[1][3][7];认为运动副元素存在接触、自由和碰撞三种状态,但忽略碰撞时间,使用动量定理和恢复系数建立的间隙模型[2][4];另一类模型则考虑接触和自由状态以及碰撞过程,这类模型应用较广[5][6][8]。
柔性多体系统建模和计算的研究成果很丰富。
对于某些特殊结构,柔性多体系统存在有刚体大位移运动与弹性小变形的耦合,因此,系统方程高度非线性而且是刚性的,这给计算带来了不利因素,计算效率和精度成为主要矛盾,很多研究者致力于提高计算精度和计算效率。
基于Adams刚柔耦合仿真分析及应用
基于 Adams刚柔耦合仿真分析及应用【摘要】:剪式稳定架系统常用于汽车车身输送线,可实现车身的升降与运输。
其上框架布置2台电机,通过皮带带动下框架和吊具,实现升降。
在实际运行过程中,由于存在升降皮带安装轮安装相位偏差、皮带缠绕驱动轮运行过程旋转半径波动、皮带不等长等因素,造成下框架倾斜。
在升降过程中,由于运动不平衡,4根剪式稳定架可能产生较大的作用力,存在安全隐患。
因为采用多刚体系统计算会产生卡死现象,所以对剪式稳定架进行柔性化处理,从而得到刚柔耦合的多体系统,然后进行动力学仿真分析,预测剪式稳定架的受力情况,为产品设计和优化提供参考。
【关键词】:剪式稳定架;Adams;刚柔耦合;仿真分析引言1996年,ADAMS推出ADAMS Flex模块,实现了同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。
ADAMS中的柔性体分为离散式和模态式2种:离散式柔性体是把一个刚体构件离散为几个小刚性构件,小刚体构件之间通过柔性梁连接,离散式柔性体的变形是柔性梁的变形,并不是小刚体构件的变形,这种柔性体可以模拟物体的非线性变形,但只适用于简单结构;模态式柔性体是由ADAMS Flex模块或外部有限元软件生成,能根据构件的实际结构进行复杂建模,这种柔性体采用的是模态叠加法来模拟物体变形,故仅适用于线性结构的受力分析。
1刚柔耦合基本理论在外部载荷作用下,物体一定会发生弹性变形,所以,多体系统都可以等效认为是一个多柔性系统。
在这种情况下,如果所研究的部件刚度大并且不考虑部件的应力-应变响应,则可以将该部件视为刚体。
但是当所研究部件的弹性变形对系统的影响较大,或者在外部载荷作用下部件的变形较为明显时,则必须考虑部件的弹性系数。
此时,就需要把所研究部件进行柔性化处理,以使多体系统更接近实际情况。
本文进行刚柔耦合仿真时采用了RecurDyn中提供的有限元柔性体建模。
有限元柔性体实现了有限元技术与多体动力学的有机结合,克服了模态柔性体对接触问题建模不准确,柔性体变形后模态需要及时更新的缺点,采用节点之间的相对位移和旋转作为节点坐标来描述结构的变形,具有较高的计算精度。
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
【期刊名称】《现代制造工程》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】介绍机械系统自动动力学分析软件(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ADAMS柔性体运动仿真分析的实效.
【总页数】3页(P51-53)
【作者】焦广发;周兰英
【作者单位】北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.ADAMS柔性体仿真在摊铺机振捣熨平装置中的运用 [J], 杨力超
2.基于ADAMS柔性体的分析及在太阳阵展开中的应用 [J], 王远锋;水小平
3.基于ADAMS的人体步态运动仿真 [J], 杨楠;戴士杰
4.ADAMS柔性体运动仿真分析研究及运用 [J], 刘俊;林砺宗;刘小平;王刚
5.基于ADAMS柔性体的高速磨床主轴系统结构分析及优化设计 [J], 崔中;文桂林;姜潮
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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 mechanical system1,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,其建模仿真的精度和可靠性在现在所有的动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.其基本基金项目:北京市重点学科建设(XK100070424);北京理工大学基金(0303E10)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. 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仿真结果的应力应变分析结果,提高分析精度.ANSYS程序在生成柔性体部件的有限元模型之后,利用ADAMS宏命令可以很方便地输ADAMS软件所需要的模态中性文件Jobname.mnf此文件包含了ADAMS中柔性体的所有信息.在ADAMS软件中直接读入此文件即可看到柔性体部件的模型,指定好柔性体与其它部件的连结方式, 并给系统施加必要的外载后即可进行系统的动力学仿真[3].二、实例分析本文主要应用ADAMS提供的几何外形法生成柔性体.1.应用solidworks软件建立继电器三维实体模型,模型由衔铁、顶支架、底支架、触头、动簧片、动断静簧片、动何静簧片等组成,在建立模型过程中,对模型作了简化,省略了线圈、磁铁等部件,结构如图:1.顶支架2.动簧片3.动断静簧片4.触头5.动簧片6.动合静簧片7.衔铁8.挡圈9.底支架图1 三维软件模型2.建立模型后,生成Parasolid格式,保存于ADAMS的工作目录下.3.导入ADAMS中,并定义各部件的材料属性,同时ADAMS自动计算出转动惯量和质量.对各个部件进行约束.在这里对结构进行了简化,忽略了电学的干扰,只考虑机械结构之间的相互关系.首先用固定副把顶支架和底支架与大地固定在一起,然后固定动簧片,动断静簧片,动合静簧片,还要把触头与衔铁固定在一起,最后在衔铁与底支架之间施加旋转副,由于触头与动簧片接触,动合静簧片,动断静簧片之间也产生接触力,因此在这些部件之间也要定义接触.因为这次主要是为了验证柔性体的仿真,忽略了电磁学问题,同时也可忽略掉顶支架和底支架,因此把顶支架和底支架设置为哑物体,并对部分构件设为透明如图2所示.经简化后,在旋转副上加正弦驱动力来模拟电磁铁产生的吸附力,驱动力为9.5d *sin(1200* time),再进行仿真.设置仿真时间为0.015s,步长为0.000025s,由于动簧片为刚性体,当触头与动簧片接触时就会发生错误,当时间步长足够小时,也会发生穿透现象.1.衔铁2.动簧片3.动合静簧片4.动断静簧片5.触头6.衔铁7.底支架 图2 简化后的模型4.把关键部件改变为柔性体。
对于这个继电器模型而言,衔铁带动触头推动动簧片与动断静簧片分离,同时动簧片与动合静簧片接触接触,由于动簧片要与动合静簧片接触,所以要发生变形,当把动簧片设为刚性体时,是不能发生变形的,不符合实际,也是为什么发生错误的原因,因此要把动簧片替换为柔性体,而在这个模型中,顶支架与底支架,动断静簧片,动合静簧片几乎没有发生生什么变形,所以把这几个部件看为刚性体,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)。