ANSYS軟件是當(dāng)今最著名的有限元分析程序,其強(qiáng)大的分析功能已為全球工業(yè)界所廣泛接受，成為擁有最大用戶(hù)群的CAE軟件供應(yīng)商。其特點(diǎn)如：多場(chǎng)及多場(chǎng)耦合分析、多物理場(chǎng)優(yōu)化、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)及并行計(jì)算等等都代表著CAE軟件的發(fā)展潮流。
    ADAMS軟件是目前最具權(quán)威的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建虛擬樣機(jī)來(lái)模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而達(dá)到改進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量、節(jié)約成本、節(jié)省時(shí)間的目的。
    通過(guò)ANSYS軟件與ADAMS軟件之間的雙向接口，可以很方便的考慮柔性體部件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響，并得到基于精確動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果的應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果，提高分析精度。

接口背景

    ADAMS/Flex軟件允許在ADAMS模型中根據(jù)模態(tài)頻率數(shù)據(jù)創(chuàng)建柔性體部件，柔性體部件可能會(huì)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重大的影響，在ADAMS模型中考慮柔性體部件的影響會(huì)極大地提高仿真精度,而ANSYS程序則提供了一種方便的創(chuàng)建柔性體部件的方法.
    ANSYS程序在生成柔性體部件的有限元模型之后,利用adams.mac宏命令可以很方便地輸出ADAMS軟件所需要的模態(tài)中性文件jobname.mnf, 此文件包含了ADAMS中柔性體的所有信息, 在ADAMS軟件中直接讀入此文件即可看到柔性體部件的模型. 指定好柔性體與其它部件的連結(jié)方式,并給系統(tǒng)施加必要的外載后即可進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真.

何時(shí)使用ANSYS-ADAMS接口

    在機(jī)械系統(tǒng)中,柔性體將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重要影響,在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)如果不考慮柔性體的影響將會(huì)造成很大的誤差,同樣整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況也反過(guò)來(lái)決定了每個(gè)構(gòu)件的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而決定了構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變分布.因此如果要精確地模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng),考慮柔性體部件對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響,或者想基于精確的動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果, 對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的柔性體進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析則需要用到ANSYS與ADAMS兩個(gè)軟件.

分析步驟

    利用ANSYS與ADAMS接口,對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的柔性體部件進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析的完整步驟如下：

在ANSYS軟件中建立柔性體部件的有限元模型并利用adams.mac宏文件生成ADAMS軟件所需要的柔性體模態(tài)中性文件(jobname.mnf)；

在ADAMS軟件中建立好剛性體的模型,讀入模態(tài)中性文件,指定好部件之間的連結(jié)方式,施加必要的載荷進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真,在分析完成后輸出ANSYS所需要的載荷文件(.lod文件),此文件記錄了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中柔性體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受到的載荷；

在ANSYS程序中, 將載荷文件中對(duì)應(yīng)時(shí)刻的載荷施加到柔性體上對(duì)柔性體進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。

在ANSYS軟件中生成ADAMS軟件使用的柔性體模態(tài)中性文件(.mnf文件)

    進(jìn)入ANSYS程序，建立柔性體的模型，并選擇適當(dāng)?shù)膯卧?lèi)型來(lái)劃分單元。在柔性體的轉(zhuǎn)動(dòng)中心（與剛性體的聯(lián)接處）必須有節(jié)點(diǎn)存在，此節(jié)點(diǎn)在ADAMS中將作為外部節(jié)點(diǎn)使用，如果在聯(lián)接處柔性體為空洞，則需在此處創(chuàng)建一節(jié)點(diǎn),并使用剛性區(qū)域處理此節(jié)點(diǎn)（外部節(jié)點(diǎn)）與其周?chē)墓?jié)點(diǎn)。選擇外部節(jié)點(diǎn),運(yùn)行ANSYS程序的宏命令A(yù)DAMS生成ADAMS程序所需要的模態(tài)中性文件(jobname.mnf)。在此過(guò)程中需注意下面4點(diǎn):

單位系統(tǒng),由于在ADAMS程序中可以處理不同的單位系統(tǒng),所以MNF文件中必須包含ANSYS分析所使用的單位信息,因此在運(yùn)行宏命令A(yù)DAMS之前,必須使用命令/units來(lái)指定在ANSYS分析中所使用的單位系統(tǒng)是SI,CGS,BFT或BIN,如果您使用的不是上述四種單位系統(tǒng),則可以使用下面的命令:
/units,user,,,,
其中L,M,T,F是SI單位系統(tǒng)與ANSYS 分析中所使用單位系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換因子。

外部節(jié)點(diǎn)，外部節(jié)點(diǎn)是ADAMS軟件中的名詞, 在ANSYS程序中即指柔性體與剛性體連結(jié)位置處的節(jié)點(diǎn)，用于在ADAMS所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中連結(jié)柔性體與剛性體。一般來(lái)講，一個(gè)關(guān)節(jié)位置只使用一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為外部節(jié)點(diǎn)，如果柔性體的連結(jié)部位處為空心，則需在連結(jié)處創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為外部節(jié)點(diǎn)，外部節(jié)點(diǎn)與其周?chē)娜嵝泽w節(jié)點(diǎn)一般使用剛性區(qū)域來(lái)定義。

運(yùn)行ADAMS宏之前只選擇將作為外部節(jié)點(diǎn)使用的節(jié)點(diǎn)，在運(yùn)行宏命令A(yù)DAMS之前只選擇作為外部節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)锳DAMS宏會(huì)將此時(shí)選擇的節(jié)點(diǎn)作為外部節(jié)點(diǎn)處理，因而此選擇步驟不可缺少。

運(yùn)行宏ADAMS，_NMODES生成ADAMS程序所需要的模態(tài)中性文件，模態(tài)中性文件.MNF中包含了柔性體的質(zhì)量，質(zhì)心，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，頻率，振型以及對(duì)載荷的參與因子等信息。

在ADAMS軟件中生成ANSYS所需要的載荷文件(.lod文件)

    進(jìn)入ADAMS程序，建立機(jī)械系統(tǒng)的剛性部件，讀入模態(tài)中性文件.mnf以建立柔性體的模型，指定柔性體與剛性體的連結(jié)方式，按實(shí)際情況定義載荷和邊界條件進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。在分析完成后輸出ANSYS軟件所需要的載荷文件(.lod文件)。此文件包含了對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同時(shí)刻點(diǎn)柔性體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和所承受的載荷等信息(例如力,力矩，加速度，角速度及角加速度)。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
    下載ADAMS生成的載荷文件示例（Word文檔,請(qǐng)點(diǎn)擊右鍵下載），其中節(jié)點(diǎn)13001、13000為柔性體的外部節(jié)點(diǎn)，即為柔性體與剛體的連結(jié)點(diǎn)。

在ANSYS程序中進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析

    進(jìn)入ANSYS程序，恢復(fù)在步驟一中所建立的柔性體模型，選擇所有節(jié)點(diǎn)，從載荷文件（.lod文件）中找到相應(yīng)時(shí)刻的載荷并輸入ANSYS，對(duì)柔性體進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。在分析完成后即可得到柔性體的應(yīng)力應(yīng)變分布和其它感興趣的結(jié)果數(shù)據(jù)。