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ADAMS车辆工程案例仿真:柔性四连杆仿真结果

【摘要】:对于柔性体的介绍,先从一个简单的四连杆案例开始讨论。图17-17生产MNF中心文件命令启动ADAMS/VIEW,导入连杆柔性体模型如图17-18所示;模型导入完成后建立四连杆模型如图17-19所示,仿真1 s如图17-20所示。模型仿真完成后,通过测量柔性体在Z方向上的加速度如图17-21所示,如果为刚形体四连杆机构,Z方向的加速度恒为0。

(1)对于柔性体的介绍,先从一个简单的四连杆案例开始讨论。

•启动ABAQUS/CAE,切换到草图界面绘制如图17-2所示的草图,草图绘制完成后通过拉伸厚度为5 mm完成几何体的创建,如图17-3所示。

图17-2 连杆草图

图17-3 连杆几何体

•切换到Property界面,创建材料属性,弹性模量:2.1E5,泊松比:0.3;密度:7.9E-9;

特别需要注意的是,材料属性参数一定要保持正确,不同软件的单位制不同,本案例在ABAQUS软件中采用毫米制,材料参数输入错误会导致连杆模态参数计算结果错误。

•材料参数创建完成后建立截面属性Section-1如图17-4所示,并把截面属性赋予连杆部件,完成连杆部件材料特性如图17-5所示,此时连杆颜色变为蓝色,表明材料赋予成功;

图17-4 材料截面属性

图17-5 分配截面属性

•切换到Assembly界面,单击装配完成单体部件装配;

•切换到分析部Step界面,完成两个分析部创建如图17-6所示,Step-1为模态分析步,设置提取前20阶模态,Step-2为子结构生成,子结构即把整个连杆作为一个单一部件;

图17-6 分析步设置

•Step-2子结构在Basic选项卡设置子结构标示(Substructure identifier:Z101),点选Whole model,在后续方框中选择整个模型;切换到Options选项卡:勾选Specify retained eigenmodes by:点选Mode range,在Date方框中输入1,20,1,Step-2设置如图17-7~图17-8所示;

图17-7 Basic选项卡设置

图17-8 Options选项卡设置

•切换到相互作用Interaction界面,在连杆两圆孔中心创建RP参考点,建立RP点与孔内表面的MPC多点约束如图17-9所示;

图17-9 MPC多点约束

•切换到网格划分Mesh界面,设置网格全局尺寸为2 mm,网格划分完成后如图17-10所示,共包含1 587个六面体单元,经检查,网格全部符合要求;

图17-10 网格划分

•切换到Load界面,在Step-1分析步下约束RP-1、RP-2两个参考点完全固定;

•Step-2分析步下选择Retained nodal dofs,点击继续弹出编辑界面对话框,如图17-11所示,勾选全部约束;

•切换到Job界面,在模型下点击编辑关键字,弹出关键字命令窗口如图17-12所示,在图片位置处添加关键字符如下:

① MASS MATRIX=YES %质量矩阵

② *FLEXIBLE BODY,TYPE=ADAMS %转换为ADAMS关键字;

③ *ELEMENT RECOVERY MATRIX,POSITION=AVERAGED AT NODES %计算结果中显示应力应变

④ S;

⑤ E。

图17-11 约束设置

图17-12 模型关键字编辑

•创建lianggan分析作业并提交运算,运算完成后可以在后处理模块中显示连杆的的模态变形及对应的频率结果,如图17-13~图17-16所示。

图17-13 一阶模态


图17-14 二阶模态

图17-15 三阶模态


图17-16 四阶模态

•打开Abaqus Command,输入cd D:\ADAMS_MNF,切换命令至ADAMS_MNF文件夹;

•继续输入以下命令:abaqus adams job=fsae_arb_flex substructure_sim=fsae_arb_flex_Z101 model_odb=fsae_arb_flex length=mm mass=tonne time=sec force=N,命令输入完成后,Abaqus Command完成提交并运算后生产liangan.mnf中性文件如图17-17所示。

图17-17 生产MNF中心文件命令

•启动ADAMS/VIEW,导入连杆柔性体模型如图17-18所示;

•模型导入完成后建立四连杆模型如图17-19所示,仿真1 s如图17-20所示。

模型仿真完成后,通过测量柔性体在Z方向上的加速度如图17-21所示,如果为刚形体四连杆机构,Z方向的加速度恒为0。

图17-18 导入MNF中性文件

图17-19 四连杆模型


图17-20 四连杆仿真

图17-21 柔性体Z方向加速度