ADAMS/Flex的柔性體

ADAMS/Flex采用柔性體基本理論和模態(tài)疊加合成理論,可以根據(jù)不同外力狀態(tài)適時(shí)反應(yīng)出正確的變形結(jié)果。其基本思想是賦予柔性體一個(gè)模態(tài)集采用模態(tài)展開(kāi)法,用模態(tài)向量和模態(tài)坐標(biāo)的線(xiàn)性組合表示物體的彈性位移,通過(guò)計(jì)算每一時(shí)刻物體的彈性位移來(lái)描述其變形運(yùn)動(dòng)。物體的彈性變形是相對(duì)于物體坐標(biāo)系的彈性小變形,同時(shí)物體坐標(biāo)系又經(jīng)歷大的非線(xiàn)性整體移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
ADAMS/Flex中的柔性體采用有限元模態(tài)中性文件(MNF)描述。MNF文件是一個(gè)獨(dú)立于操作平臺(tái)的二進(jìn)制文件,包含如下信息:幾何信息節(jié)點(diǎn)位置及其連接;節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和慣量;模態(tài);模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度。
利用有限元軟件建立ADAMS/Flex柔性體,生成模態(tài)中性文件(MNF)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
1)節(jié)點(diǎn)數(shù)
模態(tài)中性文件對(duì)有限元模型的節(jié)點(diǎn)數(shù)量沒(méi)有限制,數(shù)量越多,越能模擬柔性體的變形;但節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多,數(shù)據(jù)文件就越大,對(duì)硬件的要求就越高,計(jì)算時(shí)間就越長(zhǎng)。
2)界面點(diǎn)
所謂界面點(diǎn)是指柔性體在ADAMS中與模型中的其他元件連接的點(diǎn),ADAMS中的約束或作用力等邊界條件可以施加在界面點(diǎn)上。在定義界面點(diǎn)時(shí)必須注意:
a界面點(diǎn)必須是有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn),每個(gè)自由度都對(duì)應(yīng)一個(gè)約束模態(tài)。如果界面點(diǎn)數(shù)目過(guò)多,就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)文件過(guò)大,計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng);
b如果柔性體在ADAMS中施加邊界條件的幾何位置沒(méi)有節(jié)點(diǎn)(如孔),則必須在該處定義一個(gè)界面節(jié)點(diǎn);
9界面點(diǎn)與柔性體其他部分的連接應(yīng)便于ADAMS中的邊界條件(力、約束)的傳輸。
3)模態(tài)選擇
ADAMS中柔性體的模態(tài)是修正的CB模態(tài),分為固定界面主模態(tài)和界面約束模態(tài)。模態(tài)的選擇可以在模態(tài)中性文件導(dǎo)入ADAMS后,根據(jù)其對(duì)動(dòng)力分析的貢獻(xiàn)進(jìn)行。
4)單位
在導(dǎo)入模態(tài)中性文件時(shí),ADAMS會(huì)自動(dòng)將有限元分析的單位轉(zhuǎn)換為仿真時(shí)使用的單位。因此,在生成模態(tài)中性文件時(shí),必須為有限元分析指定單位,該單位可以與ADAMS中使用的不一致。
5)約束
柔性體的約束是在ADAMS中添加的,因此為生成模態(tài)中性文件而建的有限元模型中不用施加約束。
6)剛體模態(tài)
將柔性體的模態(tài)信息讀入ADAMS時(shí),應(yīng)確保其剛體模態(tài)是關(guān)閉的。ADAMS/Flex會(huì)自動(dòng)關(guān)閉它認(rèn)為是剛體模態(tài)的模態(tài)。