ProE-ADAMS-ANSYS聯(lián)合仿真接口介紹

1、Pro/E-ADAMS-ANSYSPro/E-ADAMS-ANSYS聯(lián)合仿真簡介聯(lián)合仿真簡介 2010.4.19振動(dòng)控制及仿真實(shí)驗(yàn)室Contents ADAMS、Pro/E及及ANSYS軟件軟件 聯(lián)合仿真的基本步驟聯(lián)合仿真的基本步驟 接口接口Mechanism/Pro簡介簡介 聯(lián)合仿真一般流程聯(lián)合仿真一般流程 實(shí)例實(shí)例 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)軟件，是由美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)（現(xiàn)已經(jīng)被美國MSC公司收購）開發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件，是世界上應(yīng)用最廣泛且最具有權(quán)威性

2、的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件。工程師、設(shè)計(jì)人員利用ADAMS軟件能夠建立和測試虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上仿真分析復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能。 ADAMS、Pro/E及及ANSYS軟件軟件 Pro/ENGINEER三維實(shí)體建模設(shè)計(jì)系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC公司）的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征和完全關(guān)聯(lián)的概念從根本上改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)概念，這種全新的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。 ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有

3、限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS公司開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/E、NASTRAN、Alogor、I-DEAS、AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中較好的CAE軟件。 ADAMS、Pro/E及及ANSYS軟件軟件聯(lián)合仿真的基本步驟聯(lián)合仿真的基本步驟 接口接口MECH/Pro(MECH/Pro(即即Mechanism/Pro)Mechanism/Pro)簡介簡介 MECH/Pro 模塊是連接Pro/E與Adams的橋梁。通過該模塊， 可實(shí)現(xiàn)Pro/E與Adams的無縫連接，使Pro/E用戶不必退出其應(yīng)用環(huán)境，就可以將裝配的總成根

4、據(jù)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系定義為機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。MECH/Pro是MDI公司開發(fā)的ADAMS與Pro/E的專用接口程序，掛接在Pro/E的菜單管理器上，可以實(shí)現(xiàn)簡單的仿真，如圖1所示。它有以下優(yōu)點(diǎn)：增加模型的仿真精度；提高工作效率；準(zhǔn)確體會(huì)設(shè)計(jì)意圖；能削減設(shè)計(jì)費(fèi)用。接口模塊接口模塊接口接口MECH/Pro(MECH/Pro(即即Mechanism/Pro)Mechanism/Pro)簡介簡介 主菜單主菜單聯(lián)合仿真一般流程聯(lián)合仿真一般流程 Pro/E建模及裝配 利用MECH/Pro生成剛體并添加簡單約束 定義剛體 添加標(biāo)記和簡單約束 向Adams轉(zhuǎn)換模型 （需要考慮柔性體的部件通過ANSYS導(dǎo)

5、入） 利用Adams進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真以及結(jié)果的后處理 導(dǎo)出Adams仿真計(jì)算出的柔性體載荷作為ANSYS求解的邊界條件進(jìn)行求解實(shí)例實(shí)例 1 通過一個(gè)曲柄連桿模型介紹Pro/E-ADAMS聯(lián)合仿真的具體步驟。 在在Pro/EPro/E中建立三維實(shí)體模型中建立三維實(shí)體模型 建立剛體建立剛體建立建立Marker點(diǎn)點(diǎn)依次建立四個(gè)依次建立四個(gè)Marker點(diǎn)，命名為點(diǎn)，命名為P1P4向向Adams轉(zhuǎn)換，設(shè)置轉(zhuǎn)換方式和精度轉(zhuǎn)換，設(shè)置轉(zhuǎn)換方式和精度Only Write Files下 Yes/No兩個(gè)選項(xiàng)Yes：生成.cmd和.adm文件，可導(dǎo)入Adams。No：系統(tǒng)自動(dòng)打開Adams軟件并導(dǎo)入Pro/E模型

6、。OKAdams中模型，添加約束副中模型，添加約束副實(shí)例實(shí)例 2 下面通過一個(gè)活塞、連桿模型詳細(xì)介紹Pro/E-ADAMS-ANSYS聯(lián)合仿真的具體步驟。 在在Pro/EPro/E中建立三維實(shí)體模型中建立三維實(shí)體模型 在零件建模前，應(yīng)該注意環(huán)境單位和密度的設(shè)置，與在零件建模前，應(yīng)該注意環(huán)境單位和密度的設(shè)置，與ADAMSADAMS連連 接，單位一般采用接，單位一般采用mmNSmmNS或者或者mmKSmmKS制，此外需要特別注意的是裝配體單制，此外需要特別注意的是裝配體單位的設(shè)置要與零件的設(shè)置相同，而且要定義零件的密度，這樣可以防位的設(shè)置要與零件的設(shè)置相同，而且要定義零件的密度，這樣可以防止在模型

7、轉(zhuǎn)換的時(shí)候出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。止在模型轉(zhuǎn)換的時(shí)候出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。 利用利用MECH/Pro生成剛體并添加簡單約束生成剛體并添加簡單約束 打開裝配體模型文件，此時(shí)，接口模塊就會(huì)掛接在Pro/E的菜單管理器上，利用接口將裝配體中各零件設(shè)置為剛體。 創(chuàng)建剛體屬性欄信息窗口 下一步工作即是在接口中創(chuàng)建參考坐標(biāo)及簡單約束，為了使在ADAMS中施加約束更加方便，有必要在接口中就完成這項(xiàng)工作。在接口菜單管理器中單擊“Set up Mechanism” “Markers” “Create”命令，系統(tǒng)打開如圖6所示的屬性欄，可以給所建參考點(diǎn)命名、選擇參考點(diǎn)位置及方向。 “Markers”屬性欄 “Markers

8、”位置列表 “Markers”方向列表 在連桿的上下中心孔處各建立一個(gè)Marker點(diǎn)，需要設(shè)置Marker點(diǎn)名稱，位置，母剛體，位置（at center）和Z軸方向。這里兩個(gè)Marker點(diǎn)名稱取為s10000和s20000。 向向ADAMS轉(zhuǎn)換模型轉(zhuǎn)換模型 現(xiàn)在將建立好參考坐標(biāo)系的模型導(dǎo)入ADAMS中，單擊接口菜單中“MECH/Pro” “Interface” “ADAMS/View”并輸入轉(zhuǎn)換幾何精度 。 轉(zhuǎn)換菜單 屬性欄 系統(tǒng)提示信息圖10 設(shè)置幾何精度 利用利用ADAMS進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真以及結(jié)果的后處理進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真以及結(jié)果的后處理 模型導(dǎo)入ADAMS后，可利用該軟件提供的各種工具

9、，除可添加各種約束外，還可加入諸如碰撞力、特殊力、函數(shù)、子過程等較復(fù)雜的模型特征，使仿真模型中必要的元素完備起來。約束設(shè)置完成后，模型如圖13所示： 剛體模型 在ansys中建立連桿的有限元模型，并在大小軸孔中心各定義一個(gè)外部節(jié)點(diǎn)（這里取大小孔中心建立節(jié)點(diǎn)10000，20000），通過外部節(jié)點(diǎn)與軸孔建立剛性區(qū)域，外部節(jié)點(diǎn)的作用是將載荷傳遞到軸孔上，模擬軸與孔的剛性連接。 連桿有限元模型 用ansys生成連桿模型的柔性體MNF文件，對應(yīng)命令如下GUI路徑-設(shè)置參數(shù)NSEL,s,10000,20000 ! Select interface pointsADAMS,20,1 ! Start ADAM

10、S macro, ! adamsout.mnf is writtenFINISH 進(jìn)入Adams,導(dǎo)入連桿柔性體文件BuildFlexible BodiesRigid to flex.,彈出剛-柔轉(zhuǎn)化對話框，設(shè)置替換的零件和ansys生成的MNF文件，選擇放置方法為3Point Method,依次選擇柔性體和剛性體上的三個(gè)定位點(diǎn)，這里選擇，10000-s10000,20000-s20000,10000-s10000,ok柔性體導(dǎo)入完成。導(dǎo)入的柔性體 導(dǎo)入柔性體后模型 對模型進(jìn)行仿真，可看到連桿在運(yùn)動(dòng)過程中顏色的變化。 在分析完成后輸出ANSYS軟件所需要的載荷文件(.lod文件)。Fileexport, 此文件包含了對應(yīng)于運(yùn)動(dòng)過程中不同時(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)。 Adsms輸出的ansys載荷文件 在ANSYS中恢復(fù)連桿的數(shù)據(jù)庫文件，選擇所有節(jié)點(diǎn)，輸入載荷文件中相應(yīng)時(shí)刻的載荷，可得到連桿中相應(yīng)時(shí)刻的應(yīng)力應(yīng)變分布?？偪?/p>