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ADAMS与ANSYS的双向数据交换

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ADAMS与ANSYS的双向数据交换ADAMS与ANSYSADAMS软件是著名的机械系统动力学仿真分析软件，分析对象主要是多刚体。

但与ANSY S软件结合使用可以考虑零部件的弹性特性。

反之，ADAMS的分析结果可为ANSYS分析提供人工难以确定的边界条件。

ANSYS进行模态分析的同时，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中的ADAMS/Flex模块将此文件调入ADAMS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性，提高系统仿真的精度。

反之，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），利用此文件可向ANSYS软件输出动力学仿真后的载荷谱和位移谱信息。

ANSYS可直接调用此文件生成有限元分析中力的边界条件，以进行应力、应变以及疲劳寿命的评估分析和研究，这样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。

在ANSYS中生成mmf文件的方法：ANSYS软件是当今最著名的有限元分析程序，其强大的分析功能已为全球工业界所广泛接受，成为拥有最大用户群的CAE软件供应商。

其特点如：多场及多场耦合分析、多物理场优化、统一数据库及并行计算等等都代表着CAE软件的发展潮流。

ADAMS软件是目前最具权威的机械系统动力学仿真软件，通过在计算机上创建虚拟样机来模拟复杂机械系统的整个运动过程，从而达到改进设计质量、节约成本、节省时间的目的。

通过ANSYS软件与ADAMS软件之间的双向接口，可以很方便的考虑柔性体部件对机械系统运动的影响，并得到基于精确动力学仿真结果的应力应变分析结果，提高分析精度。

接口背景ADAMS/Flex软件允许在ADAMS模型中根据模态频率数据创建柔性体部件，柔性体部件可能会对机械系统的运动产生重大的影响，在ADAMS模型中考虑柔性体部件的影响会极大地提高仿真精度，而ANSYS程序则提供了一种方便的创建柔性体部件的方法。

ANSYS程序在生成柔性体部件的有限元模型之后，利用adams,mac宏命令可以很方便地输出ADAMS软件所需要的模态中性文件jobname.mnf，此文件包含了ADAMS中柔性体的所有信息，在ADAMS软件中直接读入此文件即可看到柔性体部件的模型。

指定好柔性体与其它部件的连结方式，并给系统施加必要的外载后即可进行系统的动力学仿真。

何时使用ANSYS-ADAMS接口在机械系统中，柔性体将会对整个系统的运动产生重要影响，在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，同样整个系统的运动情况也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。

因此如果要精确地模拟整个系统的运动，考虑柔性体部件对系统运动的影响，或者想基于精确的动力学仿真结果，对运动系统中的柔性体进行应力应变分析则需要用到ANSYS与ADAMS两个软件。

分析步骤利用ANSYS与ADAMS接口，对运动系统中的柔性体部件进行应力应变分析的完整步骤如下：在ANSYS软件中建立柔性体部件的有限元模型并利用adams。

mac宏文件生成ADAMS 软件所需要的柔性体模态中性文件(jobname.mnf)；在ADAMS软件中建立好刚性体的模型，读入模态中性文件，指定好部件之间的连结方式，施加必要的载荷进行系统动力学仿真，在分析完成后输出ANSYS所需要的载荷文件(.lod文件)，此文件记录了运动过程中柔性体的运动状态和受到的载荷；在ANSYS程序中，将载荷文件中对应时刻的载荷施加到柔性体上对柔性体进行应力应变分析。

在ANSYS软件中生成ADAMS软件使用的柔性体模态中性文件(.mnf文件)进入ANSYS程序，建立柔性体的模型，并选择适当的单元类型来划分单元。

在柔性体的转动中心（与刚性体的联接处）必须有节点存在，此节点在ADAMS中将作为外部节点使用，如果在联接处柔性体为空洞，则需在此处创建一节点，并使用刚性区域处理此节点（外部节点）与其接处柔性体为空洞，则需在此处创建一节点，并使用刚性区域处理此节点（外部节点）与其周围的节点。

选择外部节点，运行ANSYS程序的宏命令ADAMS生成ADAMS程序所需要的模态中性文件(jobname.mnf)。

在此过程中需注意下面4点：单位系统，由于在ADAMS程序中可以处理不同的单位系统，所以MNF文件中必须包含A NSYS分析所使用的单位信息，因此在运行宏命令ADAMS之前，必须使用命令/units来指定在ANSYS分析中所使用的单位系统是SI，CGS，BFT或BIN，如果您使用的不是上述四种单位系统，则可以使用下面的命令：/units，user，，，，其中L，M，T，F是SI单位系统与ANSYS 分析中所使用单位系统的转换因子。

外部节点，外部节点是ADAMS软件中的名词，在ANSYS程序中即指柔性体与刚性体连结位置处的节点，用于在ADAMS所进行的运动学分析中连结柔性体与刚性体。

一般来讲，一个关节位置只使用一个节点作为外部节点，如果柔性体的连结部位处为空心，则需在连结处创建一个节点作为外部节点，外部节点与其周围的柔性体节点一般使用刚性区域来定义。

运行ADAMS宏之前只选择将作为外部节点使用的节点，在运行宏命令ADAMS之前只选择作为外部节点的节点，因为ADAMS宏会将此时选择的节点作为外部节点处理，因而此选择步骤不可缺少。

运行宏ADAMS，_NMODES生成ADAMS程序所需要的模态中性文件，模态中性文件.mn f中包含了柔性体的质量，质心，转动惯量，频率，振型以及对载荷的参与因子等信息。

ANSYS与ADAMS接口示例。

下面是一个在ANSYS中生成模态中性文件的例子：生成模态中性文件的命令流：/title, ADAMS interface - simple connecting rod with constraint equationsc*** This represents a connecting rod using the following features:c*** SOLID45 to represent the rodc*** constraint equations to represent the pinc*** MASS21 for the pin center/units,binpi = 3.14159/prep7c*** define rod width, length and pin radii (all in meters)w=.015w=.015l=.225r1=.0125r2=.025c*** convert to inchesw=w*39.37l=l*39.37r1=r1*39.37r2=r2*39.37mp,ex,,2.1e9*1.45e-4mp,nuxy,,.3mp,dens,,7800*1.94e-3/12**3/12 ! convert to "pound_mass" inch-based slug c*** define pinset,2,21r,2, .001*.06852,.001*.06852,.001*.06852type,2real,2n,2000n,2001,,,.225*39.37e,2000e,2001e,2001c*** define connecting rod - take into account pin radiiet,1,45type,1real,1n,1,-w/2,-w/2,r1n,2,w/2,-w/2,r1ngen,2,2,1,2,1,,wngen,11,10,1,4,1,,,(l-r2-r1)/10e,1,2,4,3, 11,12,14,13egen,10,10,-1c*** pins are rigid - use constraint equationscerig,2000,1*repeat,4,,1cerig,2001,101*repeat,4,,1c*** delete rotational CE\'s (to get clean run)cedel,4,6*repeat,8,6,6finishfinishc*** select pin nodes and compute data for ADAMS interfacensel,s,node,,2000, 2001,1adams,6! end of sample input test在ADAMS软件中生成ANSYS所需要的载荷文件(.lod文件)进入ADAMS程序，建立机械系统的刚性部件，读入模态中性文件.mnf以建立柔性体的模型，指定柔性体与刚性体的连结方式，按实际情况定义载荷和边界条件进行机械系统的运学分析。

在分析完成后输出ANSYS软件所需要的载荷文件(.lod文件)。

此文件包含了对应于运动过程中不同时刻点柔性体的运动状态和所承受的载荷等信息(例如力，力矩，加速度，角速度及角加速度)。

下面是一个ADAMS生成的载荷文件，其中节点13001，13000为柔性体的外部节点，即为柔性体与刚体的连结点。

!! ******** A N S Y S ********! ****** LOADS DATA SET FRAGMENT ******! Load File Created From ADAMS Analysis! Load File Created From ADAMS Analysis! TO BE MERGED WITH ANSYS INPUT FILE!! Created: 26 Sep 2000 17:19! Number of Load Cases: 101! Units: Mass = Kilogram! Length = Meter! Angle = Degree! Force = Newton! Time = Second! *************************************! LOAD CASE = 1!TIME, 0.00000e+000FDEL, ALLACEL,-3.78853e+003,-4.30762e+003, 2.13066e-001OMEGA, 7.46535e-003, 6.69963e-002,-4.25370e+003DOMEGA,-2.66645e+003,-3.96341e+002,-4.58797e+006LSWRITEF, 13001, FX, 2.55753e+002F, 13001, FY,-5.22741e+002F, 13001, FZ,-2.73710e-001F, 13001, FZ,-2.73710e-001F, 13001, MX, 2.96525e-003F, 13001, MY,-1.12061e-002F, 13001, MZ, 1.35740e-014F, 13000, FX,-1.24434e+002F, 13000, FY,-1.32538e+002F, 13000, FZ,-1.17367e-001F, 13000, MX,-2.90160e-002F, 13000, MY, 2.44255e-002F, 13000, MZ,-2.99116e-018!! LOAD CASE = 2TIME, 2.00000e-004FDEL, ALLACEL, 2.05750e+002,-2.25877e+003,-1.22499e-002 OMEGA, 5.64714e-004,-2.05841e-003,-4.30216e+003 DOMEGA,-1.57225e+000,-7.26424e+001, 9.98159e+004 LSWRITEF, 13001, FX, 3.55247e-001F, 13001, FY,-4.43764e+003F, 13001, FZ,-3.66397e-002F, 13001, MX, 1.05492e-004F, 13001, MX, 1.05492e-004F, 13001, MY,-8.23146e-005F, 13001, MZ, 5.27314e-007F, 13000, FX, 1.46268e+001F, 13000, FY, 4.06027e+003F, 13000, FZ, 3.44604e-002F, 13000, MX,-1.02612e-002F, 13000, MY,-7.88922e-004F, 13000, MZ, 2.02945e-010!! LOAD CASE = 3!TIME, 4.00000e-004FDEL, ALLACEL, 4.02042e+002,-2.29575e+003, 5.15857e-004 OMEGA,-1.60213e-005,-2.24496e-005,-4.27698e+003 DOMEGA,-1.95136e-001, 8.10595e+000, 1.47297e+005 LSWRITEF, 13001, FX, 5.39541e+000F, 13001, FY,-4.29034e+003F, 13001, FZ,-2.73157e-002F, 13001, MX, 8.24886e-005F, 13001, MY,-1.01231e-004F, 13001, MY,-1.01231e-004F, 13001, MZ, 4.26752e-007F, 13000, FX, 3.14285e+001F, 13000, FY, 3.90741e+003F, 13000, FZ, 2.73672e-002F, 13000, MX,-1.02558e-002F, 13000, MY,-1.64940e-003F, 13000, MZ, 1.73532e-010!! LOAD CASE = 4TIME, 6.00000e-004FDEL, ALLACEL, 1.35650e+003,-4.42093e+003,-1.38789e-002OMEGA, 6.84467e-004,-1.23780e-003,-4.22870e+003DOMEGA, 2.06642e+001,-4.14856e+001, 5.32235e+005LSWRITEF, 13001, FX, 1.50068e+001F, 13001, FY,-3.84148e+003F, 13001, FZ,-3.49372e-002F, 13001, MX,-8.00959e-004F, 13001, MY,-1.43919e-004F, 13001, MZ, 3.74950e-007F, 13001, MZ, 3.74950e-007F, 13000, FX, 1.04005e+002F, 13000, FY, 3.15002e+003F, 13000, FZ, 3.60263e-002F, 13000, MX,-2.13251e-002F, 13000, MY,-6.06040e-003F, 13000, MZ, 3.61989e-010!! LOAD CASE = 5!TIME, 8.00000e-004FDEL, ALLACEL, 9.85164e+002,-2.75867e+003, 9.61651e-004OMEGA,-2.58033e-006,-2.38005e-005,-4.17768e+003DOMEGA,-1.72170e+000, 2.08520e+000, 3.43755e+005LSWRITEF, 13001, FX, 1.49513e+001F, 13001, FY,-4.14597e+003F, 13001, FZ,-2.62448e-002F, 13001, MX,-8.39990e-005F, 13001, MY,-1.46065e-004F, 13001, MZ, 4.21131e-007F, 13000, FX, 7.80755e+001F, 13000, FX, 7.80755e+001F, 13000, FY, 3.69753e+003F, 13000, FZ, 2.61245e-002F, 13000, MX,-1.25697e-002F, 13000, MY,-4.32105e-003F, 13000, MZ, 2.25378e-010在ANSYS程序中进行应力应变分析进入ANSYS程序，恢复在步骤一中所建立的柔性体模型，选择所有节点，从载荷文件（.lod文件）中找到相应时刻的载荷并输入ANSYS，对柔性体进行应力应变分析。

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ADAMS与ANSYS联合仿真方法

ADAMS与ANSYS联合仿真方法

ADAMS与ANSYS联合仿真方法
adams与ansys软件联合仿真
曲柄连杆机构的模态分析
1.在solidworks里创建连杆的几何模型，保存为parasolid格式
2.在ANSYS中生成mnf文件；
（1）将上一步的parasolid格式零件导入ANSYS
（2）对模型定义单元类型，实体可选solid45，质量单元选择mass21;
编辑mass21质量单元
（3）设置材料属性
（4）用solid45划分网格
（5）建立关键点，创建的关键点的编号不能与模型单元的节点号重合
（6）用MASS21对上一步中建立的关键点进行划分网格
（7）创建刚性区域
（8）输出mnf 文件，solution →analysis type →new analysis ；
solution→Adams connection→export to adams→solve and create export file to adams
3.在Adams里生成ansys所需要的载荷文件（1）在adams里导入mnf文件
（2）创建其他的构建，并添加约束
（3）进行仿真
（4）生成ansys所需要的flex_lod载荷文件
4.在ANSYS中恢复连杆数据库文件，选择所有节点，对连杆施加约束，导入adams生成的载荷文件
5.进行模态分析显示结果
固有频率计算结果
连杆的前10阶振型等值线结果显示1.第1阶振型
3.第3阶振型
5.第5阶振型
6.第6阶振型
7.第7阶振型
9.第9阶振型。

基于ADAMS和ANSYS的刚柔耦合模型分析

基于ADAMS和ANSYS的刚柔耦合模型分析

基于ADAMS和ANSYS的刚柔耦合模型分析彭礼辉;李光;阳贵明;刘领化【摘要】The mechanical dynamics analysis software of ADAMS and the finite element analysis software of ANSYS are combined to co-simulate. The more actual results are obtained through importing the load spectrums achieved from dynamic simulation to the finite element software of ANSYS. On the other hand, it constructs a rigid-flexible coupling model considering the influence of flexible body in the actuat mechanical system, gets a more real simulation of the institution of the dynamic performance and improves the calculation accuracy. Results show that the influence on kinematic accuracy of the mechanism produced by flexible body can not be ignored.%结合机械动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行联合仿真．利用动力学仿真得到的载荷谱读入到ANSYS中，得到更为准确的结果；另一方面，考虑到实际机械系统中柔性体的影响，构建了一个刚柔耦合模型，从而可以更加真实地模拟机构的动态性能，提高了计算精度，结果表明柔性体对机构运动精度的影响不容忽视．【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P22-24)【关键词】机械动力学;有限元;裁荷谱【作者】彭礼辉;李光;阳贵明;刘领化【作者单位】湖南工业大学机械工程学院,株洲412008;湖南工业大学机械工程学院,株洲412008;湖南工业大学机械工程学院,株洲412008;湖南工业大学机械工程学院,株洲412008【正文语种】中文【中图分类】TH113.20 引言机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),是美国MSC公司开发的虚拟样机分析软件.在ADAMS中可以建立机械系统的运动学、动力学模型,其模型主要为刚性体,也可以是柔性体,还可以是刚柔耦合模型[1][2].有限元分析(Finite Element Analysis)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题,然后再求解.ANSYS软件是一款集结构、热、流体、电磁及多物理场耦合为一体的大型通用有限元分析软件[3].其基本分析过程分3步:前处理(Preprocessor);施加载荷与求解(Solution);后处理(Postprocessor).ADAMS是目前最具权威的机械系统动力学仿真分析软件,分析对象主要是多刚体.ANSYS是一种大型通用有限元分析软件,其主要功能是对柔性体进行有限元分析.大多数情况下,把样机当做刚性系统来处理都可以满足要求.但在一些需要考虑构件变形的特殊情况下,完全把模型当做刚性系统来处理还不能达到精度要求,还必须把模型的部分构件做成可以产生变形的柔性体来处理[4],因此,最好将两种软件结合使用.1 ADAMS软件与ANSYS软件的结合在动力学仿真软件ADAMS中进行仿真分析,可以得到所需要的载荷文件(即.lod文件),这就为ANSYS有限元软件进行分析提供了载荷谱、位移谱等信息.然后在ANSYS中利用得到的载荷谱信息作为边界条件,就可以完成应力、应变的分析[5][6].这样一来,在基于精确动力学仿真结果基础上得到的应力和应变结果更加准确,提高了计算精度.另一方面,利用ANSYS进行有限元分析时,可以得到ADAMS使用的模态中性文件(即.mnf文件),就生成了模型中的柔性体,建立一个刚柔耦合模型.这种考虑了弹性特征的动力学模型,仿真精度大大提高.两者之间的数据传递方式如图1所示.图1 ADAMS和ANSYS之间的数据传递2 ANSYS和ADAMS结合使用实例如图2所示的机构为用于夹紧登月舱和宇宙飞船的夹紧机构.该机构由5个构件组成:原动件手柄(handle)、从动件摇臂(pivot)、连杆(link)、锁钩100 N,通过摇臂和连杆的传动使得锁钩在大地平面上向右滑动(锁钩左端用一个线性弹簧的拉力来模拟夹紧力),进而将登月舱与宇宙飞船夹紧.图2 模型示意图2.1 刚性体模型的建立首先,在从 Pro/E中建立机构的三维实体模型,进行装配后,通过从Pro/E和ADAMS 的接口将模型导入ADAMS中,定义相应的约束和运动关系,生成刚性体模型[7],如图2(b)所示;然后设置好仿真时间和步长,利用ADAMS进行机构仿真分析,得到构件位移、速度曲线,仅以连杆位移、速度为例.如图3所示.限于篇幅,不一一列出.图3 连杆在x方向的速度和位移曲线图进行完仿真分析以后,能够得到该夹紧机构中各个构件上指定点在全局坐标系x、y、z方向上的加速度、作用力、速度、位移的分量曲线和合成曲线.2.2 柔性体模型的建立接下来把从动件摇臂作为柔性体考虑再进行动力学分析.首先对摇臂进行网格划分,然后进行模态分析、计算,把该结果保存为模态中性文件MNF(Modal Neutral File),最后读入到ADAMS中,代替刚性体摇臂,建立一个刚柔耦合模型,对相应部位施加驱动和约束,进行考虑了构件弹性特征的系统动力学仿真[8][9].具体参数设置:弹性模量1.17e11 Pa,泊松比0.3,密度为4500 kg/m3.对其进行自由网格划分(Free),得到该摇臂计算模型共有20049个节点,12455个单元.模态分析结果如表1所示.表1 摇臂模态分析结果模态阶数频率/Hz 1 9.7190 2 13.066 3 53.075 4 73.648 5 91.890 6 137.16其中,摇臂第1阶、第6阶振型如下图4所示.图4 摇臂振型图2.3 刚柔耦合模型测试建立好刚柔耦合模型后,设置好相关参数,在ADAMS下对此机构进行动力学分析,通过数据曲线来分析机构的运动性能[10].当柔性体摇臂替代刚性体摇臂后,测量结果显示柔性体摇臂、连杆和锁钩三者几乎同步运动(如图5所示),与刚性体摇臂不同的是,用柔性体替换后,速度趋势变成了先反向加速(同样设向右为正),加速至最大速度后再减速,再正向加速至最大值后又减速.图5 柔性体摇臂、连杆与锁钩速度曲线图接下来把刚性体和柔性体摇臂的运动进行对比.从图6(a)可以看出,在力 F=100 N 时,刚性体摇臂与柔性体摇臂的速度变化趋势相似,但是滞后性显著,相差较大;当力增加到F=200 N时,其速度曲线如图6(b)所示,其速度变化趋势更加相似,并且滞后性明显减小,相差不大;当力继续增加到F=300 N时,刚、柔性体摇臂的运动变化几乎一致,如图6(c)所示(但是,力F并不是越大越好,具体情况这里不再作介绍).图6 不同力时的刚性体与柔性体摇臂速度曲线比较图3 小结利用机械动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS联合仿真,完成了一个刚柔耦合模型的对比分析.在该夹紧机构中,柔性体对机构运动精度以及机构寿命产生了很的大影响.把摇臂构件用柔性体替代后,在ADAMS中利用虚拟样机技术进行动力学仿真证明了这一结论.很明显,这种影响是不能够忽视的.参考文献【相关文献】[1]郑建荣.ADAMS-虚拟样机技术入门与提高[M].北京:机械工业出版社,2002.[2]刘伟,高维成,于广滨.ANSYS12.0宝典[M].北京:电子工业出版社,2010.[3]张劲夫,许庆余,张陵.考虑连杆柔性和运动副粘性摩擦的曲柄滑块机构的动力学建模及计算[J].2001,22(3):274-276.[4]肖国伟,李光.柔性杆件系统虚拟样机设计及其动力学仿真分析[J].湖南工业大学学报,2009,23(4):62-64.[5]郭卫东.虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程[M].北京:北京航空航天出版社,2008.[6]刘国庆,杨庆东.ANSYS工程应用教程[M].北京:中国铁道出版社,2003.[7]丁寿滨,常宗瑜,武雅洁,等.ADAMS与常用CAD软件之间的接口[J].微计算机信息,2005,21(30):202-204.[8]林国英,李光,刘少义.弹性四连杆机构动力学响应的数值求解[J].湖南工业大学学报,2008,22(4):105-108.[9]ZHENG Xiao-ya,YOU Jun-feng,ZHANG Duo,et al.Application of ADAMS and ANSYS to Mechanism A-nalysis[J].Journal of Solid Rocket Technology,2010,33(2):201-204.[10]刘治波,禹宏云.Pro/E、ADAMS与 ANSYS在虚拟设计中的联合应用[J].机械工程与自动化,2008,18(2):48-53.。

基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统

基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统

基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统一、本文概述随着科技的快速发展，机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

其中，柔性机器人以其独特的柔性和适应性，在众多应用场景中表现出显著的优势。

然而，柔性机器人的动力学特性复杂，传统的建模与仿真方法往往难以准确描述其运动行为。

因此，开发一套基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统，对于提高柔性机器人的设计效率、优化运动性能、预测运动行为具有重要意义。

本文旨在介绍一种基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统的设计与实现方法。

文章将对柔性机器人的动力学特性进行分析，明确仿真系统的需求和目标。

详细介绍仿真系统的总体架构和各个模块的功能，包括柔性机器人的建模、动力学方程的建立、仿真求解以及结果后处理等。

在此基础上，文章将重点探讨ADAMS和ANSYS在仿真系统中的应用，以及它们之间的数据交互和协同工作机制。

通过实际案例验证仿真系统的有效性，并对未来研究方向进行展望。

通过本文的阐述，读者可以深入了解柔性机器人动力学仿真系统的基本原理和实现方法，为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。

本文的研究成果也将为柔性机器人的设计、优化和控制提供有力的技术支持。

二、柔性机器人动力学建模柔性机器人的动力学建模是理解其运动行为并进行精确控制的关键。

建模过程中，需要同时考虑机器人的刚性部分和柔性部分的动力学特性。

在这个过程中，我们采用了ADAMS和ANSYS这两个强大的工程仿真软件。

我们利用ADAMS进行多体系统动力学建模。

ADAMS以其强大的刚体动力学仿真能力，可以精确模拟机器人的刚性部分运动。

我们根据机器人的实际结构，在ADAMS中建立了详细的多体系统模型，包括连杆、关节、驱动器等各个部分。

然后，通过定义各个部件之间的约束关系，如转动副、移动副等，以及设定驱动器的运动规律，我们能够在ADAMS中模拟出机器人的各种运动状态。

然而，对于柔性机器人来说，仅仅考虑刚性部分的动力学是不够的。

Pro_E_ADAMS与ANSYS在虚拟设计中的联合应用

Pro_E_ADAMS与ANSYS在虚拟设计中的联合应用

第2期（总第120期）机械管理开发2011年4月No.2（Sum No.120）MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Apr.20111Pro/E、ADAMS、ANSYS 的功能分析1）Pro/E 是美国PTC 公司的产品，具有基于特征的全参数化的强大三维建模功能。

2）ADAMS 软件是美国MSC 公司开发的机械系统动力学仿真分析软件，它使用零件库、约束库和力库，创建机械系统模型并对虚拟机械系统进行仿真分析。

在ADAMS 中，虽然有零件库可用于机械系统几何模型的创建，但它所提供的实体造型功能并不适合于复杂3D 曲面的构建。

3）ANSYS 软件是美国ANSYS 公司开发的大型通用有限元分析软件。

ANSYS 软件的有限元分析功能虽然强大，但它的实体造型功能相对薄弱；同时，由于机械系统在运动过程中的受力不规则，直接利用有限元软件ANSYS 无法对其进行分析[1，2]。

2三者联合设计方法图1联合分析流程通过对三种计算机辅助工程软件的分析，可以看出三者各有优缺点，在工程实际中可以把三者联合起来进行运用，三维建模在Pro/E 中实现，利用Pro/E 生成参数化的零件实体，装配成装配体运动部件，进行干涉检查；将Pro/E 模型传送到ADAMS ，在ADAMS 中完成仿真参数的设定，产生参数化的机构模型，并进行动力学仿真；再将各零件的Pro/E 模型传入ANSYS 进行有限元分析；最后对仿真结果进行分析评价，如果不满意，则对该设计方案进行机构/结构优化，得到新的设计方案，开始新一轮的建模仿真分析。

如果满意，则确定为最终设计方案。

三者联合的分析流程，见图1。

3三者之间数据传送技术3.1Pro/E 与ADAMS 之间的数据传送对机械系统模型进行数据传送时，一般遵循以下步骤[3]：1）在Pro/E 环境中创建装配模型。

利用Pro/E 强大的三维建模功能创建模型，准备进行运动学或动力学仿真分析。