基于ADAMS和ANSYS的动力学仿真分析

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文章编号:1002-6886(2005)04-0062-02

现代机械　2005年第4期　　

基于ADAMS和ANSYS的动力学仿真分析

侯红玲

1,2

,赵永强,魏伟锋

11

(1.陕西理工学院机电工程系,陕西　汉中　723003;2.西安交通大学,陕西　西安　710049)

摘要:针对ANSYS软件不适合机械动力学分析,ADAMS软件不适合有限元分析的状况,提出了将ANSYS和ADAMS两种分

析软件结合起来对柔性体进行仿真分析,通过仿真实例验证了此方法的可行性。关键词:动力学仿真　刚体　柔性体　ADAMS　ANSYS

KineticSimulatingandAnalyzingBasedonADAMSandANSYS

HOUHong2ling,ZHAOYong2qiang,WEIWei2feng

Abstract:ANSYSdoesn’tfittoanalyzemechanicaldynamicsandADAMSdoesn’tfittofiniteelementanalyzing.ThepaperputsforwardcombiningADAMSandANSYStoanalyzeandsimulateflexiblecomponents,approvingthemethodfeasiblethroughsimulatingex2ample.

Keywords:kineticsimulation;rigidbody;flexiblebody;ADAMS;ANSYS

1　引言

一般来说,静力学分析能保证一个机构可以承受一定的稳定载荷,但当机构受到运动载荷时,就需要对其进行动力学分析。在机械系统的运动学和动力学仿真分析方面,常见的分析软件有:a)以刚性体为主要分析对象的运动学仿真分析软件(如ADAMS);b)以柔性体为主要分析对象的有限元分析软件(如ANSYS、Nastran等)。前者分析对象以刚性体模型为主、后者以柔性体模型为主。用于一般场合的工程机构,在进行动力学建模时,时常把构件作为刚体,做运动分析时不考虑其弹性变形。实际上,机构在较大的载荷作用下或者作加、减速运动时,机构就会产生较大的弹性变形。因此要更真实地模拟机构的动态性能,必须将构件作为弹性体进行分析。

在对机械系统进行运动学分析时,如果不考虑柔性体的影响,将会造成很大的误差。整个系统的运动情况反过来决定了每个构件的受力状况和运动状态,从而决定了构件内部的应力、应变分布。因此,要精确模拟整个系统的运动,取得动力学仿真结果,可以将ANSYS与ADAMS两个软件结合使用。通常,ANSYS不适合进行机构的动力学分析,而ADAMS不适合进行有限元分析,将二者结合,有利于取长补短。AD2

AMS软件是著名的机械系统动力学仿真分析软件,分析对象

件生成有限元分析中力的边界条件,进行应力、应变以及疲劳寿命的评估分析和研究;这样便可得到基于精确动力学仿真结果的应力、应变分析结果,提高计算精度。另外,ANSYS进

行模态分析时,可生成ADAMS使用的柔性体模态中性文件(即.mnf文件)。然后利用ADAMS的Flex模块将此文件调入,以生成模型中的柔性体,利用模态叠加法计算其在动力学仿真过程中的变形以及连接节点上的受力情况。这样在机械系统的动力学模型中就可以考虑零部件的弹性特征,提高系统仿真的精度。

3　ANSYS/ADAMS结合仿真步骤

3.1ADAMS输出边界条件(最大力或最大位移)

在ADAMS中输出有限元载荷(位移、载荷谱等)的步骤

如下:

1)建立样机模型　创建零件、添加约束、施加载荷并进

行仿真分析;

2)模型检验　确定需要输出载荷的构件及载荷作用点,测量样机的相应特征、仿真分析、动画播放;3)绘制曲线图　输出相应的载荷谱或位移谱(包括最大力和位移等)。

3.2刚性部件的应力应变分析

1)在三维软件(UG、Pro/E等)下绘制样机模型,调到ADAMS软件下,设置仿真分析的有关控制参数(如分析类型、

主要是刚体,但与ANSYS软件结合使用可以考虑分析零部件的弹性,同样ADAMS的分析结果可为ANSYS分析提供相应的边界条件。

时间、步长等),然后进行动力学分析,最后输出位移、力及其它力学性能曲线。得到机构中某些构件的边界条件。

2)把模型调入到ANSYS或直接在ANSYS下建模,定义分析类型,利用在ADAMS中得到的边界条件(一般是最大载荷)对模型施加载荷,求解计算得到构件的应力、应变或寿命的评估与分析。浏览分析结果,可以看到构件的变形形状以

2　ADAMS/ANSYS的接口技术

由于ADAMS进行动力学分析时,可生成ANSYS软件使

用的载荷文件(即.lod文件),此文件可向ANSYS软件输出动力学仿真后的载荷谱和位移谱信息。ANSYS直接调用此文

　注:本文受陕西理工学院机械设计与理论省级重点学科资助。

　作者简介:侯红玲(1976—),女,工作于陕西理工学院机电系,现为西安交通大学在读硕士,研究方向为机械CAD/CAM/CAE。　收稿日期:2005-3-16

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