ANSYS+SIMPACK柔性体

一、Ansys和ADAMS柔性体转化问题的详细步骤1.进行单元类型定义，实体可选solid 45,质量单元选择mass21；2.编辑mass21质量单元preprocessor－>real constant->add/edit/delete在对话框中填写属性，一般要很小的数值，如1e-5等；3.设置材料特性，要求有弹性模量（一般为2e11），泊松比（一般为0.3），密度（如钢为7850）这些参数；4.建立几何模型，使用solid 45进行划分网格，5.建立keypoints，此处注意，创建的keypoints的编号不能与模型单元的节点号重合，否则会引起原来的模型变形；6.选择mass21单元对5中建立的keypoints进行网格划分，建立起interfacenodes，在导入adams后这些interface nodes会自动生成mark点，通过这些点和其他刚体或柔体建立连接；7.建立刚性区域（在ADAMS作为和外界连接的不变形区域，必不可少的），preprocessor－>coupling/ceqn->rigid region,选择interface nodes附近的区域的nodes与其相连，由于连接点的数目必须大于或等于2，所以刚性区域至少两个；先选择interface node，单击Apply，再选周围的nodes。

8.执行solution->ADAMS connection->Export to ADAMS命令，要选择的节点为7中建立刚性区域的节点（仅仅是interface nodes），输出单位就选SI就行；即可生成*.mnf文件。

不需要对任何节点作任何自由度的限制。

附：catia导入ansys方法先将catia文件以model格式另存，打开ansys, file/import/catia…在打开的对话框中选择model格式的catia文件，就可以了。

ANSYS与ADAMS进行联合柔性仿真基本思路：在ANSYS进行.mnf文件输出，然后把输出的.mnf文件输入ADAMS，进行零件更换。

然后在ADAMS 进行加载约束，仿真，查看结果。

软件：ANSYS10,ADAMS 2007 R3具体步骤:ANSYS输出.mnf柔性文件1.1建立单元单元1: solid45或者其他3D单元单元2：MASS21，此单元只用于连接点单元设置弹性模量，泊松比，密度3个参数创建连接点：如下图，在下面2个圆柱孔的中心，注意是圆柱体的中心，不是某个面得中心，创建2个1.2导入模型（・x_t）或者建立模型完成后，创建连接点，ANSYS要求必须是2或者2个以上的连接点keypo ints。

具体方法，看个人而定。

曰Preprocessor0 Elenent Type0 Real Constants;Q laterial FropsB Secti onsB lodelinc曰1田keypoints1.3划分单元对体用3D单元划分，我选用meshtool方法创建连接点：如下图，在下面2个圆柱孔的中心，注意是圆柱体的中心，不是某个面得中心，创建2个接下来设置real constants，这个参数设置，一定要到等到3D网格划分完后再设置Preference田El CB ent Type□誉g Add/Eail/Delett3 Tki cknes^ Func对MASS21进行设置。

2NONE DEFINED E 序 匡 E E Z EEEEE FClose Constants for 3~D U SEE with Eotary Inerti a COTOFT C3XD) 3 it X diriitish HASS K le-5 斤⑪ Y dirtetion le-5 in Z direetioii HASS le-5 inertia about X IXK le-5 i^rtiaabout Y ITI la-5 aboat Z IZZ in-ertia 1«-S L'iuxeel 1 R K ES I C GTIS I ant Set Snuher I, for IAS5Z] E14<n«nt Ty]?» Mm 2 Heal Co^DElant Mo. LUis Pl&ss H ^SE Rotary tUtar 簞 田田 El Q T o-loigicBl D ；13 EM Tool 0 DptH F“li Dfe&i g^.® Raiiation 0>l 田 lu-Tiae St.«.l5 RBI V * r- ■- v m W J>a it * ?wTinfllCi >Et PastRa t ary Real constant Set No.要大于2，下面的值要非常小 然后对连接点，即 keypoints 进行单元划分：先设置keypoints 属性，如下[KAni Ais i £Ti Allt\i bnblts “ fjdcri E^J LL E 庙tl stl dgpf Tin EIMH &L 他屯 Applr J ：y|i II I nl A t I ； f I hikt ESES ElmauL cc-ardjxiki-i lyx MAT UtlK-J *1 T^Mbtr 耳L 理I LiemerJ A/tifaJes- ■翻1 Fine 1 Coa'se Size 匚 aiiEk * 'g"l Aredd 3 I Lnss _±d d LiVSf 3 I Cu^<l H«£;- Mpsh - -r _d然后划分单元，用meshtool,对keypoints划分单元，结果如下如下图1.4建立刚性区域刚性区域都是节点=连接节点+刚柔接触的面上所有节点在ANSYS里面，这一步，连接点为主节点，刚柔接触面上的所有节点为从节点首先得按如下2个图片进行主节点和从节点节点组合。

1.接口节点的选择有三种；a). 刚性区域法在要建立接口节点的地方建立关键点（keypoint），并赋属性MASS21属性，mesh关键点，然后建立刚性区域；b). 蜘蛛网法在要建立接口节点的地方建立节点（直接建立节点就行，没有必要用MASS21），用该节点与对应的节点创建梁单元（beam4），之所以称为蜘蛛网法，是因为一个主节点发散到周围的很多节点建立梁单元，看起来就像蜘蛛网一样;c). 梁单元法在要建立接口节点的地方建立节点，然后用该节点与某一个节点创建一个梁单元。

三种方法中，第二种是是ANSYS优选的，第三种是不推荐的（我自己也没有试验过）。

从图中看出第三种方法传递力的特性是比较差的，但是比第二种方法简单，不过要使用第二种方法的话，建议使用宏命令。

第一种方法比较容易出错，刚性区域要反反复复地的建立删除，确实很烦人。

2. ansys报错：a).Unable to open file genCMS.mode. Unit 46 is already in use. Pleasesend your data to your ANSYS Technical Support Provider.这个让ANSYS软件犯傻的问题，具体是怎么回事，怎样解决我也不知道。

但是在我确信我的模型没有问题后，它还是这样报错，实在是没有办法了。

有那找技术支持的时间，还不够重启软件一次ANSYS？重启之后果然没有这种错误了；不知这是解决方法，还是巧合。

b).Negative pivot encountered. This is likely caused by insufficient displacement constraints or improper master dof selection to avoid rigid body motion of the superelement region currently selected以及：superelement file subelem.sub is not available.这种错误一般都是模型的连接有问题，特别是装配体，中间可能有自由的零部件，导致结构不能正常的传递力。

采用蜘蛛网法创建杆件柔性体：一、首先从Adams中导出杆件，一parasolid标准格式导出，选择file——Export导出生成.xmt_txt文件，再打开Ansys选择file——import选择parasolid导入生成的文件，然后首先定义solid 45单元，再定义BEAM 4号单元，如图1-1和1-2：图1-1图1-2二、对beam（梁单元）4定义实常数，尽量小如图1-3和1-4：图1-3图1-4三、定义材料1特性，弹性模量2e11，泊松比0.3，密度7800，在新建材料2并定义弹性模量2e14，泊松比0.3，密度7.8e6。

如图：图1-5图1-6图1-7图1-8图1-9四、创建nodes，首先创建关键点，选择modeling——creat——keypoints——kp betweenkps，弹出对话框选择ok，则在中点创建出了一个关键点，如图：图1-10图1-11接下来选择create——nodes——on keypoint（这里主意在杆件的另外一端也需要创建一个节点，这里我只演示一个）创建节点如下图：图1-12节点好了之后，选择Delete删掉节点上的关键点。

五、选择meshing——meshtools以solid45对杆件划分网格，设置smart为3或者4，点击mesh选择杆件点击ok，如图：图1-13六、完成mesh之后如图1-14，选择creat——Elements——Elem Attributes创建单元，注意单元模型用的时Beam 4梁单元：图1-14创建号单元之后选择下面的Auto Numbered选项建立刚性区域，这里需要有点耐心，先点击刚才创建的节点，再点击同一平面上圆弧边上的节点（注意不要选错），再选择Apply，直至选择完整个圆弧上的所有节点，如下图：图1-15图1-16七、杆件的另一端与上述一样，当两端（是左右两端各一个面，而不是同一端的前后两面）都完成后，就可以直接导出了，选择solution——Adams connection——Export to adams，如图：图1-17八、在上述步骤完成后就是如何把创建的柔性体杆件导入Adams了，Ansys会生成一个.mnf文件，这就是需要导入的文件了，打开Adams，选择Buid——Create a flexbody 自己奖.mnf文件导入就成功，如图：图1-18 完成！。

第２０卷第１７期２００８年９月系统仿真学报◎ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ、，０１．２０ＮＯ．１７Ｓｅｐ．，２００８基于ＡＮＳＹＳ与ＡＤＡＭＳ的柔性体联合仿真张永德，汪洋涛，王沫楠，姜金刚（哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨１５００８０）摘要：针对多操作机排牙机器人系统中的牙弓曲线发生器难以用刚体形式进行运动仿真并进行应力应变分析的问题，基于柔性体仿真的基本原理，采用ＡＮＳＹＳ和ＡＤＡＭＳＯｎ（－对其进行了联合仿真。

运行结果表明柔性体运动仿真问题已得到解决，并通过ＡＮＳＹＳ软件分析了牙弓曲线发生器在静态和动态下的应力应变分布，为进一步进行机器人系统结构与误差的分析奠定了基础。

关键词：联合仿真；排牙机器人；ＡＮＳＹＳ；ＡＤＡＭＳ中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ文章编号：１００４．７３１Ｘ（２００８）１７－４５０１．０４Ｃｏ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｌｅｘｉｂｌｅＢｏｄｙＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳａｎｄＡＤＡＭＳＺＨＡＮＧＹｏｎｇ－ｄｅ，ＷＡＮＧＹａｎｇ－ｔａｏ，ＷＡＮＧＭｏ—ｎａｎ，ＪＩＡＮＧｄｉｎ－ｇａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＰｏｗｅｒＥｎ百ｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨａｒｂｉｎＵｎｉｖ．Ｓｅｉ．Ｔｅｃｈ．，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎｏｆｄｅｎｔａｌａｒｃｈｃｕｒｖｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｗｉ也也ｅｆｏｒｍｏｆｆｉ＃ｄｂｏｄｖｗｈｉｃｈｉｓｉｎｔｈｅｓｙ’ｓｔｅｍｏｆｍｕｌｔｉ－ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｔｅｅｔｈａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｒｏｂｏｔｓｖｓｔｅｒｎ，ｔｈｅｃｏ－ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｄｏｎｅｔｏｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ《ＡＮｓＹＳａｎｄＡＤＡＭＳｂａｓｅｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｂｏｄｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｓｕｌｔｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏ／．：ｆｌｅｘｉｂｌｅ６Ｄ咖ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎｏｆｄｅｎｔａｌａｒｃｈｃｕｒｖｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔａｔｉｃａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＡＮＳＹＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｒｒｏｒｏｆｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍｕｈｅｒｉｏｒｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＯ．ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｔｅｅｔｈａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｒｏｂｏｔ；ＡＮＳＹＳ：ＡＤＡＭＳ引言１柔性体仿真的数学模型和运动微分方程近年来，柔性体仿真已成为仿真领域的一个研究重点和热点Ｉｌ捌，它在机械、航空、船舶等领域都有着广泛的应用前景。

ANSYS输出模态中性文件需要注意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。

ANSYS导柔性体mnf到ADAMS心得第一篇：ANSYS导柔性体mnf到ADAMS心得1.接口节点的选择有三种；a).刚性区域法在要建立接口节点的地方建立关键点（keypoint），并赋属性MASS21属性，mesh关键点，然后建立刚性区域；b).蜘蛛网法在要建立接口节点的地方建立节点（直接建立节点就行，没有必要用MASS21），用该节点与对应的节点创建梁单元（beam4），之所以称为蜘蛛网法，是因为一个主节点发散到周围的很多节点建立梁单元，看起来就像蜘蛛网一样;c).梁单元法在要建立接口节点的地方建立节点，然后用该节点与某一个节点创建一个梁单元。

三种方法中，第二种是是ANSYS优选的，第三种是不推荐的（我自己也没有试验过）。

从图中看出第三种方法传递力的特性是比较差的，但是比第二种方法简单，不过要使用第二种方法的话，建议使用宏命令。

第一种方法比较容易出错，刚性区域要反反复复地的建立删除，确实很烦人。

2.ansys报错：a).Unable to open file genCMS.mode.Unit 46 is already in use.Pleasesend your data to your ANSYS Technical Support Provider.这个让ANSYS软件犯傻的问题，具体是怎么回事，怎样解决我也不知道。

但是在我确信我的模型没有问题后，它还是这样报错，实在是没有办法了。

有那找技术支持的时间，还不够重启软件一次ANSYS？重启之后果然没有这种错误了；不知这是解决方法，还是巧合。

b).Negative pivot encountered.This islikely caused by insufficient displacement constraints or improper master dof selection toavoid rigid body motion of the superelement region currently selected以及：superelement file subelem.sub is not available.这种错误一般都是模型的连接有问题，特别是装配体，中间可能有自由的零部件，导致结构不能正常的传递力。