多體動力學仿真高級技巧

多體動力學仿真高級技巧第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日

ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)軟件，是由美國MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)（現(xiàn)已經(jīng)被美國MSC公司收購）開發(fā)的機械系統(tǒng)動力學分析軟件，是世界上應(yīng)用最廣泛且最具有權(quán)威性的機械系統(tǒng)動力學分析軟件。工程師、設(shè)計人員利用ADAMS軟件能夠建立和測試虛擬樣機，實現(xiàn)在計算機上仿真分析復(fù)雜機械系統(tǒng)的運動學和動力學性能。MSCADAMS簡介第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日MSCADAMS簡介ADMAS軟件由若干模塊組成，分為核心模塊、功能擴展模塊、專業(yè)模塊、接口模塊、工具箱5類，其中核心模塊為ADAMS/View、ADAMS/Solver、ADAMS/Postprocessor。ADAMS采用Parasolid作為實體建模的內(nèi)核，并且支持布爾運算。版本：2005、2007、2012（32/64位）第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日MSCADAMS核心算法廣義坐標系（地面坐標系）局部坐標系標架坐標系位置：構(gòu)件質(zhì)心坐標（局部相對廣義坐標系）方位：構(gòu)件質(zhì)心的方向余弦矩陣基于位置參數(shù)和方位矩陣參數(shù)求動力學方程。第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS接口程序Mechanism/Pro（Mech/Pro）是MSC公司針對PTC系列軟件與ADAMS軟件進行聯(lián)合仿真而設(shè)計的一款專用程序接口。Mech/Pro2005Adams2005/2007Pro/EWF3.0第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日Mech/Pro2005簡介Mech/Pro是以插件的形式，掛接在Pro/E的菜單管理器上，如右圖所示。裝配體環(huán)境簡單、快捷、精確等特點。注意：與Ansys12.0同時安裝使用時，會出現(xiàn)沖突。實例第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日一般流程:

PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真Pro/E建模及裝配；利用Mech/Pro生成剛體并添加運動副；定義剛體、添加標記；添加運動副；向Adams轉(zhuǎn)換模型；利用Adams/View進行虛擬樣機的仿真以及結(jié)果的后處理；仿真模型檢驗和修正。第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真Pro/E環(huán)境Adams環(huán)境單向數(shù)據(jù)流第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真實例:舞蹈機器人運動仿真根據(jù)裝配體模型分析界定剛體個數(shù)；根據(jù)需要添加標記點；分析設(shè)定剛體之間的運動副關(guān)系。W-00第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真動作解析1（10s240Step）：W10第一步：0-2s底盤旋轉(zhuǎn)450°，即轉(zhuǎn)一圈半，然后停止動作；第二步：2-4s腰部推桿做俯仰動作，行程80mm；第三步：4-7S大臂轉(zhuǎn)動150°，正反轉(zhuǎn)；第四步：7-10S腕部轉(zhuǎn)動150度，正反轉(zhuǎn)。Motion1step(time,0,0,2,450d)Motion4step(time,2,0,3,80)+step(time,3,0,4,-60)Motion2step(time,4,0,5.5,160d)+step(time,5.5,0,7,-60d)Motion3step(time,7,0,8.5,60d)+step(time,8.5,0,10,-120d)第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真動作解析2（15S320Step）：W11第一步：0-2s底盤旋轉(zhuǎn)450°，即轉(zhuǎn)一圈半，然后停止動作；10-15s反向轉(zhuǎn)動450°；第二步：2-4s腰部推桿做俯仰動作，行程20mm；10-15s重復(fù)執(zhí)行上次動作；第三步：4-7S大臂轉(zhuǎn)動100°，正反轉(zhuǎn)；10-15s重復(fù)執(zhí)行上次動作；第四步：7-10S腕部轉(zhuǎn)動150度，正反轉(zhuǎn)；10-15s重復(fù)執(zhí)行上次動作。Motion1step(time,0,0,2,450d)+step(time,10,0,15,-450d)Motion4step(time,2,0,3,80)+step(time,3,0,4,-60)+step(time,10,0,12.5,80)+step(time,12.5,0,15,-60)Motion2step(time,4,0,5.5,160d)+step(time,5.5,0,7,-60d)+step(time,10,0,12.5,160d)+step(time,12.5,0,15,-60d)Motion3step(time,7,0,8.5,60d)+step(time,8.5,0,10,-120d)+step(time,10,0,13,60d)+step(time,13,0,15,-120d)第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日PRO/E+ADAMS聯(lián)合仿真結(jié)果分析：W11旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)矩特性曲線圖推桿推力特性曲線圖第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日ADAMS獨立仿真考慮XB50結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件數(shù)量繁多，存在質(zhì)量分布不均，轉(zhuǎn)動慣量無法確定等問題，故難以采用聯(lián)合仿真的方法。采用Adams獨立仿真的方法，將XB50模型簡化，忽略部分零部件，對相關(guān)聯(lián)零部件進行布爾加運算，并將其實際質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量添加到虛擬樣機模型中。難點在于模型構(gòu)建過程要推算其質(zhì)心坐標值。3d_flat.rdf第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日ADAMS獨立仿真路面譜及輪胎文件的建立3d_flat.rdf路面譜：路面譜的位置處于輪胎的下方；路面譜向上的方向指向輪胎所處的一側(cè)；路面譜的大小根據(jù)仿真的需要確定。C:\MSC.Software\MSC.ADAMS\2005r2\solver\atire\roads.tbl路面譜節(jié)點（node）數(shù)量、坐標；路面譜單元（elements）節(jié)點分布、摩擦系數(shù)；履帶模型通用模塊ATV不開放第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日ADAMS獨立仿真UAT_XB5.tir輪胎文件：Adams提供了5中輪胎模型，一般選用UA模型。C:\MSC.Software\MSC.ADAMS\2005r2\solver\atire\tires.tbl第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日ADAMS獨立仿真實例：A1：兩輪簡易模型；A2：四輪簡易模型（10S200Steps）；直線運動（軌跡）原地轉(zhuǎn)動（軌跡）A3：直接導入模型（亂動）；A2.binA3.binA1.bin第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日ADAMS獨立仿真實例：A4-C：四輪+機械臂；A4-B：四輪+機械臂（聯(lián)動）；A6：四輪+機械臂（一體）（5S100Steps）A4-B.bin10S200StepsA6.bin5S100StepsA4-C.bin15S300Steps第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日補充內(nèi)容第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日CreoSimulate靜力學分析：結(jié)構(gòu)在承受穩(wěn)定載荷作用下的受力特性分析（應(yīng)力、應(yīng)變、位移等）；作用：找出應(yīng)力集中、變形最大的地方，也就是薄弱或者危險部位。模態(tài)分析：結(jié)構(gòu)在動態(tài)載荷的作用下，確定結(jié)構(gòu)的振動特性（固有頻率和振型）。作用：避免構(gòu)件與其它已知部件產(chǎn)生共振。自由模態(tài)和約束模態(tài)第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日CreoSimulate懸臂梁為例集成模式：所有CreoSimulate功能都在CreoParametric內(nèi)執(zhí)行。實現(xiàn)模型與有限元分析模型參數(shù)全相關(guān)；獨立模式：打開在CreoParametric或其他CAE工具中創(chuàng)建的零件，并且可以獨立于CreoParametric運行模擬研究。定義材質(zhì)添加邊界條件施加載荷分析結(jié)果第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日Creo2.0Top-Down設(shè)計布局文件區(qū)別于以前版本，Cero將其改為記事本文件，不是比例精確的繪圖，并且未與實際的三維幾何關(guān)聯(lián)。通過將裝配、子裝配和零件聲明到記事本中來向它們傳遞設(shè)計信息。骨架模型捕捉并定義設(shè)計目的和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。骨架可以使設(shè)計者們將必要的設(shè)計信息從一個子系統(tǒng)或裝配傳遞至另一個。對骨架所做的任何更改也會更改其元件。第二十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日Creo2.0Top-Down設(shè)計發(fā)布幾何包含獨立的局部幾何參考，是多個可復(fù)制到其它模型的局部參考的綜合體。在創(chuàng)建復(fù)制幾何時，只需進行一次選擇即可將模型幾何的局部集合作為單個圖元復(fù)制到其它模型。復(fù)制幾何將任何類型的幾何參考信息和用戶定義的參數(shù)傳遞到或傳遞出零件