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[综合讨论] [分享]ANSYS与ADAMS接口

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发表于 2005-8-31 15:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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ANSYS与ADAMS接口(来源:.碧海青天 bbs.dlut.edu.cn) <BR><BR>ANSYS与ADAMS介绍 <BR><BR>ANSYS软件是当今最著名的有限元分析程序,其强大的分析功能已为全球工业界所广 <BR>泛接受, <BR>成为拥有最大用户群的CAE软件供应商。其特点如:多场及多场耦合分析、多物理 <BR>场优化、 <BR>统 <BR>一数据库及并行计算等等都代表着CAE软件的发展潮流。 <BR><BR>ADAMS软件是目前最具权威的机械系统动力学仿真软件,通过在计算机上创建虚拟 <BR>样机来模 <BR>拟 <BR>复杂机械系统的整个运动过程,从而达到改进设计质量、节约成本、节省时间的目 <BR>的。 <BR><BR>通过ANSYS软件与ADAMS软件之间的双向接口,可以很方便的考虑柔性体部件对机械 <BR>系统运动 <BR>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。 <BR><BR>接口背景 <BR><BR>ADAMS/Flex软件允许在ADAMS模型中根据模态频率数据创建柔性体部件,柔性体部 <BR>件可能会 <BR>对 <BR>机械系统的运动产生重大的影响,在ADAMS模型中考虑柔性体部件的影响会极大地 <BR>提高仿真 <BR>精 <BR>度,而ANSYS程序则提供了一种方便的创建柔性体部件的方法. <BR><BR>ANSYS程序在生成柔性体部件的有限元模型之后,利用adams.mac宏命令可以很方便 <BR>地输出ADA <BR>MS软件所需要的模态中性文件jobname.mnf, <BR>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 <BR>柔性体部 <BR>件的模型. <BR>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 <BR>动力学仿 <BR>真 <BR>. <BR><BR>何时使用ANSYS-ADAMS接口 <BR><BR>在机械系统中,柔性体将会对整个系统的运动产生重要影响,在进行运动学分析时如 <BR>果不考虑 <BR>柔性体的影响将会造成很大的误差,同样整个系统的运动情况也反过来决定了每个 <BR>构件的受 <BR>力 <BR>状况和运动状态,从而决定了构件内部的应力应变分布.因此如果要精确地模拟整个 <BR>系统的运 <BR>动,考虑柔性体部件对系统运动的影响,或者想基于精确的动力学仿真结果, <BR>对运动系统中的柔性体进行应力应变分析则需要用到ANSYS与ADAMS两个软件. <BR><BR>分析步骤 <BR><BR>利用ANSYS与ADAMS接口,对运动系统中的柔性体部件进行应力应变分析的完整步骤 <BR>如下: <BR>在ANSYS软件中建立柔性体部件的有限元模型并利用adams.mac宏文件生成ADAMS软 <BR>件所需要 <BR>的 <BR>柔性体模态中性文件(jobname.mnf); <BR><BR>在ADAMS软件中建立好刚性体的模型,读入模态中性文件,指定好部件之间的连结方 <BR>式,施加必 <BR>要的载荷进行系统动力学仿真,在分析完成后输出ANSYS所需要的载荷文件(.lod文 <BR>件),此文 <BR>件 <BR>记录了运动过程中柔性体的运动状态和受到的载荷; <BR><BR>在ANSYS程序中, 将载荷文件中对应时刻的载荷施加到柔性体上对柔性体进行应力 <BR>应变分析 <BR>。 <BR><BR>在ANSYS软件中生成ADAMS软件使用的柔性体模态中性文件(.mnf文件) <BR><BR>进入ANSYS程序,建立柔性体的模型,并选择适当的单元类型来划分单元。在柔性 <BR>体的转动 <BR>中 <BR>心(与刚性体的联接处)必须有节点存在,此节点在ADAMS中将作为外部节点使用 <BR>,如果在 <BR>联 <BR>接处柔性体为空洞,则需在此处创建一节点,并使用刚性区域处理此节点(外部节 <BR>点)与其 <BR>接处柔性体为空洞,则需在此处创建一节点,并使用刚性区域处理此节点(外部节 <BR>点)与其 <BR>周 <BR>围的节点。选择外部节点,运行ANSYS程序的宏命令ADAMS生成ADAMS程序所需要的模 <BR>态中性文 <BR>件(jobname.mnf)。在此过程中需注意下面4点: <BR>单位系统,由于在ADAMS程序中可以处理不同的单位系统,所以MNF文件中必须包含 <BR>ANSYS分析 <BR>所 <BR>使用的单位信息,因此在运行宏命令ADAMS之前,必须使用命令/units来指定在 <BR>ANSYS分析中所 <BR>使用的单位系统是SI,CGS,BFT或BIN,如果您使用的不是上述四种单位系统,则可以 <BR>使用下面 <BR>的 <BR>命令: <BR><BR>/units,user,&lt;L&gt;,&lt;M&gt;,&lt;T&gt;,&lt;F&gt; <BR><BR>其中L,M,T,F是SI单位系统与ANSYS 分析中所使用单位系统的转换因子。 <BR>外部节点,外部节点是ADAMS软件中的名词, <BR>在ANSYS程序中即指柔性体与刚性体连结位置处的节点,用于在ADAMS所进行的运动 <BR>学分析中 <BR>连结柔性体与刚性体。一般来讲,一个关节位置只使用一个节点作为外部节点,如 <BR>果柔性体 <BR>的连结部位处为空心,则需在连结处创建一个节点作为外部节点,外部节点与其周 <BR>围的柔性 <BR>体节点一般使用刚性区域来定义。 <BR>
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 楼主| 发表于 2005-8-31 15:29 | 显示全部楼层

回复:(fft)[分享]ANSYS与ADAMS接口

运行ADAMS宏之前只选择将作为外部节点使用的节点,在运行宏命令ADAMS之前只选 <BR>择作为外 <BR>部节点的节点,因为ADAMS宏会将此时选择的节点作为外部节点处理,因而此选择 <BR>步骤不可 <BR>缺 <BR>缺 <BR>少。 <BR><BR>运行宏ADAMS,_NMODES生成ADAMS程序所需要的模态中性文件,模态中性文件.MNF <BR>中包含了 <BR>柔 <BR>性体的质量,质心,转动惯量,频率,振型以及对载荷的参与因子等信息。 <BR>ANSYS与ADAMS接口示例 <BR><BR>下面是一个在ANSYS中生成模态中性文件的例子: <BR><BR>生成模态中性文件的命令流 <BR><BR>/title, ADAMS interface - simple connecting rod with constraint <BR>equations <BR>c*** This represents a connecting rod using the following features: <BR>c*** SOLID45 to represent the rod <BR>c*** constraint equations to represent the pin <BR>c*** MASS21 for the pin center <BR><BR>/units,bin <BR>pi = 3.14159 <BR>/prep7 <BR>c*** define rod width, length and pin radii (all in meters) <BR>w=.015 <BR>w=.015 <BR>l=.225 <BR>r1=.0125 <BR>r2=.025 <BR><BR>c*** convert to inches <BR>w=w*39.37 <BR>l=l*39.37 <BR>r1=r1*39.37 <BR>r2=r2*39.37 <BR>mp,ex,,2.1e9*1.45e-4 <BR>mp,nuxy,,.3 <BR>mp,dens,,7800*1.94e-3/12**3/12 ! convert to "pound_mass" inch-based <BR>slug <BR><BR>c*** define pins <BR>et,2,21 <BR>r,2, .001*.06852,.001*.06852,.001*.06852 <BR>type,2 <BR>real,2 <BR>n,2000 <BR>n,2001,,,.225*39.37 <BR>e,2000 <BR>e,2001 <BR>e,2001 <BR>c*** define connecting rod - take into account pin radii <BR><BR>et,1,45 <BR>type,1 <BR>real,1 <BR>n,1,-w/2,-w/2,r1 <BR>n,2,w/2,-w/2,r1 <BR>ngen,2,2,1,2,1,,w <BR>ngen,11,10,1,4,1,,,(l-r2-r1)/10 <BR>e,1,2,4,3, 11,12,14,13 <BR>egen,10,10,-1 <BR><BR>c*** pins are rigid - use constraint equations <BR>cerig,2000,1 <BR>*repeat,4,,1 <BR>cerig,2001,101 <BR>*repeat,4,,1 <BR><BR>c*** delete rotational CE's (to get clean run) <BR>cedel,4,6 <BR>*repeat,8,6,6 <BR>finish <BR>finish <BR>c*** select pin nodes and compute data for ADAMS interface <BR>nsel,s,node,,2000, 2001,1 <BR>adams,6 <BR>! end of sample input test <BR><BR>在ADAMS软件中生成ANSYS所需要的载荷文件(.lod文件) <BR><BR>进入ADAMS程序,建立机械系统的刚性部件,读入模态中性文件.mnf以建立柔性体 <BR>的模型, <BR>指 <BR>定柔性体与刚性体的连结方式,按实际情况定义载荷和边界条件进行机械系统的运 <BR>动学分析 <BR>。在分析完成后输出ANSYS软件所需要的载荷文件(.lod文件)。此文件包含了对应 <BR>于运动过 <BR>程 <BR>中不同时刻点柔性体的运动状态和所承受的载荷等信息(例如力,力矩,加速度,角 <BR>速度及角 <BR>加速度)。 <BR>下面是一个ADAMS生成的载荷文件,其中节点13001,13000为柔性体的外部节点, <BR>即为柔性 <BR>体 <BR>与刚体的连结点 <BR><BR>! <BR>! ******** A N S Y S ******** <BR>! ****** LOADS DATA SET FRAGMENT ****** <BR>! Load File Created From ADAMS Analysis <BR>! Load File Created From ADAMS Analysis <BR>! TO BE MERGED WITH ANSYS INPUT FILE! <BR>! Created: 26 Sep 2000 17:19 <BR>! Number of Load Cases: 101 <BR>! Units: Mass = Kilogram <BR>! Length = Meter <BR>! Angle = Degree <BR>! Force = Newton <BR>! Time = Second <BR>! ************************************* <BR>! <BR>! <BR>! LOAD CASE = 1 <BR>! <BR>TIME, 0.00000e+000 <BR>FDEL, ALL <BR>ACEL,-3.78853e+003,-4.30762e+003, 2.13066e-001 <BR>OMEGA, 7.46535e-003, 6.69963e-002,-4.25370e+003 <BR>DOMEGA,-2.66645e+003,-3.96341e+002,-4.58797e+006 <BR>LSWRITE <BR>F, 13001, FX, 2.55753e+002 <BR>F, 13001, FY,-5.22741e+002 <BR>F, 13001, FZ,-2.73710e-001 <BR>F, 13001, FZ,-2.73710e-001 <BR>F, 13001, MX, 2.96525e-003 <BR>F, 13001, MY,-1.12061e-002 <BR>F, 13001, MZ, 1.35740e-014 <BR>F, 13000, FX,-1.24434e+002 <BR>F, 13000, FY,-1.32538e+002 <BR>F, 13000, FZ,-1.17367e-001 <BR>F, 13000, MX,-2.90160e-002 <BR>F, 13000, MY, 2.44255e-002 <BR>F, 13000, MZ,-2.99116e-018 <BR>! <BR>! LOAD CASE = 2 <BR>! <BR>TIME, 2.00000e-004 <BR>FDEL, ALL <BR>ACEL, 2.05750e+002,-2.25877e+003,-1.22499e-002 <BR>OMEGA, 5.64714e-004,-2.05841e-003,-4.30216e+003 <BR>DOMEGA,-1.57225e+000,-7.26424e+001, 9.98159e+004 <BR>LSWRITE <BR>F, 13001, FX, 3.55247e-001 <BR>F, 13001, FY,-4.43764e+003 <BR>F, 13001, FZ,-3.66397e-002 <BR>F, 13001, MX, 1.05492e-004 <BR>F, 13001, MX, 1.05492e-004 <BR>F, 13001, MY,-8.23146e-005 <BR>F, 13001, MZ, 5.27314e-007 <BR>F, 13000, FX, 1.46268e+001 <BR>F, 13000, FY, 4.06027e+003 <BR>F, 13000, FZ, 3.44604e-002 <BR>F, 13000, MX,-1.02612e-002 <BR>F, 13000, MY,-7.88922e-004 <BR>F, 13000, MZ, 2.02945e-010 <BR>! <BR>! LOAD CASE = 3 <BR>! <BR>TIME, 4.00000e-004 <BR>FDEL, ALL <BR>ACEL, 4.02042e+002,-2.29575e+003, 5.15857e-004 <BR>OMEGA,-1.60213e-005,-2.24496e-005,-4.27698e+003 <BR>DOMEGA,-1.95136e-001, 8.10595e+000, 1.47297e+005 <BR>LSWRITE <BR>F, 13001, FX, 5.39541e+000 <BR>F, 13001, FY,-4.29034e+003 <BR>F, 13001, FZ,-2.73157e-002 <BR>F, 13001, MX, 8.24886e-005 <BR>F, 13001, MY,-1.01231e-004 <BR>F, 13001, MY,-1.01231e-004 <BR>F, 13001, MZ, 4.26752e-007 <BR>F, 13000, FX, 3.14285e+001 <BR>F, 13000, FY, 3.90741e+003 <BR>F, 13000, FZ, 2.73672e-002 <BR>F, 13000, MX,-1.02558e-002 <BR>F, 13000, MY,-1.64940e-003 <BR>F, 13000, MZ, 1.73532e-010 <BR>! <BR>! LOAD CASE = 4 <BR>! <BR>TIME, 6.00000e-004 <BR>FDEL, ALL <BR>ACEL, 1.35650e+003,-4.42093e+003,-1.38789e-002 <BR>OMEGA, 6.84467e-004,-1.23780e-003,-4.22870e+003 <BR>DOMEGA, 2.06642e+001,-4.14856e+001, 5.32235e+005 <BR>LSWRITE <BR>F, 13001, FX, 1.50068e+001 <BR>F, 13001, FY,-3.84148e+003 <BR>F, 13001, FZ,-3.49372e-002 <BR>F, 13001, MX,-8.00959e-004 <BR>F, 13001, MY,-1.43919e-004 <BR>F, 13001, MZ, 3.74950e-007 <BR>F, 13001, MZ, 3.74950e-007 <BR>F, 13000, FX, 1.04005e+002 <BR>F, 13000, FY, 3.15002e+003 <BR>F, 13000, FZ, 3.60263e-002 <BR>F, 13000, MX,-2.13251e-002 <BR>F, 13000, MY,-6.06040e-003 <BR>F, 13000, MZ, 3.61989e-010 <BR>! <BR>! LOAD CASE = 5 <BR>! <BR>TIME, 8.00000e-004 <BR>FDEL, ALL <BR>ACEL, 9.85164e+002,-2.75867e+003, 9.61651e-004 <BR>OMEGA,-2.58033e-006,-2.38005e-005,-4.17768e+003 <BR>DOMEGA,-1.72170e+000, 2.08520e+000, 3.43755e+005 <BR>LSWRITE <BR>F, 13001, FX, 1.49513e+001 <BR>F, 13001, FY,-4.14597e+003 <BR>F, 13001, FZ,-2.62448e-002 <BR>F, 13001, MX,-8.39990e-005 <BR>F, 13001, MY,-1.46065e-004 <BR>F, 13001, MZ, 4.21131e-007 <BR>F, 13000, FX, 7.80755e+001 <BR>F, 13000, FX, 7.80755e+001 <BR>F, 13000, FY, 3.69753e+003 <BR>F, 13000, FZ, 2.61245e-002 <BR>F, 13000, MX,-1.25697e-002 <BR>F, 13000, MY,-4.32105e-003 <BR>F, 13000, MZ, 2.25378e-010 <BR>
 楼主| 发表于 2005-8-31 15:29 | 显示全部楼层

回复:(fft)[分享]ANSYS与ADAMS接口

在ANSYS程序中进行应力应变分析 <BR><BR>进入ANSYS程序,恢复在步骤一中所建立的柔性体模型,选择所有节点,从载荷文 <BR>件(.lod <BR>文 <BR>件)中找到相应时刻的载荷并输入ANSYS,对柔性体进行应力应变分析。在分析完 <BR>成后即可 <BR>得 <BR>到柔性体的应力应变分布和其它感兴趣的结果数据。 <BR><BR>分 析 示 例 <BR><BR>此模型为摩托车发动机活塞曲柄连杆机构。活塞上施加5Kn的力。其中连杆作为柔 <BR>性体考虑 <BR>连 <BR>杆,活塞和曲柄作为刚性体对待。 <BR><BR>活塞连杆机构 <BR><BR>步骤1:在ANSYS软件中生成柔性体模态中性文件 <BR>在ANSYS程序中读入柔性体的几何模型并对柔性体进行网格划分,在连杆两端的轴 <BR>心处各建 <BR>立 <BR>一个附加节点(外部节点),将外部节点与孔周围的节点当作刚性区处理,保存数据 <BR>库以备在 <BR>步 <BR>骤三中使用。选择外部节点(关节处的节点),运行ANSYS的宏命令ADAMS.MAC生成 <BR>模态中性 <BR>文件(flex.mnf),此模态中性文件包含了柔性体的质量、质心、转动惯量、频率和 <BR>振型等信 <BR>息 <BR>。 <BR>连杆的有限元模型图 <BR><BR>步骤2:在ADAMS中生成ANSYS所需的载荷文件 <BR>在ADAMS中建立活塞、曲柄的模型,读入模态中性文件flex.mnf,指定好柔性体( <BR>连杆)与 <BR>活 <BR>塞,曲柄的连结方式,即可进行运动学仿真分析,在分析完成后输出ANSYS所需要的 <BR>载荷文件 <BR>flex.lod。 <BR><BR>步骤3:在ANSYS中进行强度分析 <BR>在ANSYS中恢复连杆的数据库文件,选择所有节点,输入载荷文件flex.lod中相应 <BR>时刻的载 <BR>荷 <BR>,可得到连杆中相应时刻的应力应变分布。 <BR>连杆中的Mises等效应力图 <BR>一个附加节点(外部节点),将外部节点与孔周围的节点当作刚性区处理,保存数据 <BR>库以备在
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