ANSYS与ADAMS联合柔性仿真详细步骤

本文主要介绍使用SolidWorks、HyperMesh、ANSYS和ADAMS软件进行刚柔耦合动力学分析的主要步骤。

一、几何建模在SolidWorks中建立几何模型，将模型调整到合适的姿态，保存。

此模型的姿态不要改动，否则以后的MNF文件导入到ADAMS中装配起来麻烦。

二、ADAMS动力学仿真分析将模型导入到ADAMS中进行动力学仿真分析。

为了方便三维模型的建立，SolidWorks中是将每个零件单独进行建模然后在装配模块中进行装配。

这一特点导致三维模型导入到ADAMS软件后，每一个零件都是一个独立的part，由于工作装置三维模型比较复杂，因此part数目也就相应的比较多，这样就对仿真分析的进行产生不利影响。

下面总结一下从三维建模软件SolidWorks导入到ADAMS中进行机构动力学仿真的要点。

（1）首先在SolidWorks中得到装配体。

（2）分析该装配体中，至U底有几个构件。

（3）分别隐藏其他构件而只保留一个构件，并把该构件导出为*.x_t格式文件。

（4）在ADAMS中依次导入各个*.x_t文件，并注意是用part的形式导入的。

（5）对各个构件重命名，并给定颜色，设置其质量属性。

（6）对于产生相对运动的地方，建议先在此处创建一个marker,以方便后面的操作。

否则，三维模型进入ADAMS后，线条繁多，在创建运动副的时候很难找到对应的点。

部件的导入如下图1所示：图1文件输入File Type 选择Parasolid;File To Read找到相应的模型；将Model Name 切换到Part Name,然后在输入框中右击，一次单击part宀create然后在弹出的新窗口中设置相应的Part Name,然后单击OK宀0K。

将一个部件导入，重复以上步骤将部件依次导入。

这里输入的技巧是将部件名称按顺序排列，如zpt_1、zpt_2、zpt_3.,然后在图1中只需将zpt_1改为zpt_2、将PART_1改为PART_2即可。

ANSYS导出MNF文件与ADAMS仿真1.划分单元格（1.1-1.7）1.1 Solidworks 建模，另存为.x_t格式文件，启动经典界面的ansys，导入模型文件，设置单位MKS：1.2选择PlotCtrls——Style——Solid Model Faces …选项，修改areas的现实属性为Normal Faceting：1.3 重新绘制面，1.4 定义单元类型SOLID1871.5设置材料属性：弹性模量、泊松比、密度1.6为模型赋予单元属性和材料属性：1.7用MeshTool划分单元格：2.建立刚性区域（2.1-2.9）2.1建立用于刚性区域的Keypoints先查看一下最大的Keypoints编号，避免建立的Keypoints编号产生重复导致模型错乱。

本示例中有三处连接，因此建立了三个关键点100-102。

关键点的位置靠近模型的连接面位置，为方便选择，可与连接面位置有一端距离的间隔。

2.2 定义用于这些关键点的单元mass21和常数量其中常数量的值设置的要非常小，1e-006，这样基本不会对模型产生影响。

2.3 选择Keypoints，赋予单元属性和常数量选择100/101/102三个关键点，最后点击OK，选择质量单元。

2.4 为三个Keypoints划分单元格，选择MeshTool工具2.5 选择三个关键点，查看其附属的Nodes编号，记录下来备用（2.5.1-2.5.3）2.5.1 先选择三个关键点2.5.2 再选择关键点的附属Nodes2.5.3 查看Nodes编号2.6 选择三个用于连接的面，再选择附属于这三个面的Nodes。

2.7 在选择的这些Nodes基础上加选三个关键点的Nodes输入Nodes编号，点击Apply，三个Nodes选择完成后，单击OK，显示所有选择的Nodes2.8 建立刚性区域2.9 重复上述过程建立另外两个刚性区域3. 生成MNF文件(3.1-3.3) 3.1 设置分析类型和选项3.2 设置约束条件3.3 导出MNF文件关于单位选择一项，按照下图的选择导出后好像单位有点问题，可以尝试一下不修改单位的系数直接导出。

ANSYS与ADAMS软件的接口ANSYS是当前最著名的有限元分析软件,ADAMS是当今最具权威的机械系统动力学仿真分析软件。

通过ANSYS软件与ADAMS软件之间的双向接口可以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。

一个机械系统中可能包含柔性（刚度较弱）体，柔性体对机械系统的运动有很大影响，如果在动力学仿真过程中不考虑柔性体的影响，必然会造成较大的误差；同样，机构系统中柔性构件的边界条件和载荷则决定了柔性体中的应力应变分布，因此在对柔性构件进行强度分析时必须考虑到它当前的运动状态。

ANSYS 软件与ADAMS软件之间的双向接口使得这一问题得以圆满解决，利用它我们可以得到考虑了零部件弹性特性的精确的动力学分析结果及基于机构运动状态的应力应变结果。

具体的操作过程分为以下3个步骤：1、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:(1) 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ANSYS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,<L>,<M>,<T>,<F>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。

ADAMS柔性体运动仿真分析及运⽤ADAMS 柔性体运动仿真分析及运⽤焦⼴发，周兰英（北京理⼯⼤学机械与车辆⼯程学院100081）摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中⽣成柔性体的⼏种⽅法,并构建机械系统仿真模型.通过⼀个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效.关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器Application of ADAMS flexible body kinetic simulationJiao guangfa Zhou lanying(Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 ) Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanical system1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1.Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relayADAMS全称是机械系统⾃动动⼒学分析软件,它是⽬前世界范围内最⼴泛使⽤的多体1系统仿真分析软件,其建模仿真的精度和可靠性在现在所有的动⼒学分析软件中也名列前茅.机械系统动⼒学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建⽴的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发⽣弹性变形.⽽实际上,在较⼤载荷或加、减速的情况下,机构受⼒后会有较⼤的变形和位移变化,产⽣振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运⽤该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态⾏为,同时还可以分析构件的振动情况[1].⼀、ADAMS柔性体理论及⽣成柔性体的⼏种⽅法ADAMS柔性模块是采⽤模态来表⽰物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性⼩变形,同时物体坐标系⼜是经历⼤的⾮线性整体移动和转动这个假设建⽴的.其基本基⾦项⽬：北京市重点学科建设（XK100070424）；北京理⼯⼤学基⾦（0303E10）作者简介：焦⼴发（1982—），男，河北⼈，硕⼠，主要研究⽅向为动⼒学仿真，有限元分析和表⾯涂层技术. 思想是赋予柔性体⼀个模态集,采⽤模态展开法,⽤模态向量和模态坐标的线性组合来表⽰弹性位移,通过计算每⼀时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是⽤离散化的若⼲个单元的有限个结点⾃由度来表⽰物体的⽆限多个⾃由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地⽤少量模态的线性组合来表⽰.ADAMS提供了四种⽣成柔性体的⽅法,对于外形简单的构件,可以采⽤直接⽣成柔性件的⽅法,即拉伸模式；对于外形复杂的构件,可以采⽤先建刚性件, 再进⾏⽹格划分的模式, 即构件⽹格模式(Solid).1) 拉伸法⽣成柔性体:⾸先要确定拉伸中⼼线,再定义截⾯半径、单元尺⼨、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以⽣成柔性体.模型⽣成柔性件的同时⽣成模态中性⽂件,该模态中性⽂件中包含了柔性件的质量、质⼼、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因⼦等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除⽆效的刚性件.这样可以使模型保持原有的⾃由度,从⽽实现柔性构件的运动仿真运算.2)⼏何外形法⽣成柔性体:这种⽅法是将⼏何体的外形所占⽤的空间进⾏有限元离散化,⼏何体既可以是在ADAMS/View中创建的,也可以是从其他CAD软件中导⼊的模型.这种⽅法⾸先要定义柔性件的附着点,即柔性件与其它构件的连接点.定义好附着点后,需要在附着点的附近的⽹格结点上选取适当数量结点作为⼒的作⽤点,作⽤点的数量和位置根据模型精度的需要来选取.最后,将选取的结点转换成ADAMS 的标识ID后,就可以⽣成模态中性⽂件.⽤这种⽅法与拉伸法相⽐,拉伸法创建的柔性体是六⾯体单元,⽽⼏何外形法⽣成的柔性体是四⾯体单元.⼀般来说六⾯体单元要⽐四⾯体单元要好些.3)导⼊有限元模型的⽹格⽂件创建柔性体：在ADAMS/AutoFlex的Flexbody 中选择Import mesh项，然后输⼊⽹格⽂件名，最后定义⽹格的材料属性，壳单元的厚度和计算的模态数，就可以导⼊柔性体，但是应⽤范围很⼩，只能输⼊Natran的bdf⽹格⽂件和I-DEAS的universal⽹格⽂件[2].4）利⽤ANSYS的宏命令⽣成ADAMS柔性体：A NSYS是⼀个多重物理有限元分析软件,适⽤于各种复杂的、跨领域的分析设计.ANSYS与ADAMS之间的双向数据接⼝可以⽅便地处理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分析结果的应⼒应变分析结果,从⽽提⾼分析⽔平.通过ADAMS软件与ANSYS软件之间的接⼝,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.ANSYS程序在⽣成柔性体部件的有限元模型之后,利⽤ADAMS宏命令可以很⽅便地输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[3].⼆、实例分析本⽂主要应⽤ADAMS提供的⼏何外形法⽣成柔性体.1.应⽤solidworks软件建⽴继电器三维实体模型，模型由衔铁、顶⽀架、底⽀架、触头、动簧⽚、动断静簧⽚、动何静簧⽚等组成，在建⽴模型过程中，对模型作了简化，省略了线圈、磁铁等部件，结构如图：1.顶⽀架2.动簧⽚3.动断静簧⽚4.触头5.动簧⽚6.动合静簧⽚7.衔铁8.挡圈9.底⽀架图1 三维软件模型2.建⽴模型后，⽣成Parasolid格式，保存于ADAMS的⼯作⽬录下.3.导⼊ADAMS中，并定义各部件的材料属性，同时ADAMS⾃动计算出转动惯量和质量.对各个部件进⾏约束.在这⾥对结构进⾏了简化，忽略了电学的⼲扰，只考虑机械结构之间的相互关系.⾸先⽤固定副把顶⽀架和底⽀架与⼤地固定在⼀起，然后固定动簧⽚，动断静簧⽚，动合静簧⽚，还要把触头与衔铁固定在⼀起，最后在衔铁与底⽀架之间施加旋转副，由于触头与动簧⽚接触，动合静簧⽚，动断静簧⽚之间也产⽣接触⼒，因此在这些部件之间也要定义接触.因为这次主要是为了验证柔性体的仿真，忽略了电磁学问题，同时也可忽略掉顶⽀架和底⽀架，因此把顶⽀架和底⽀架设置为哑物体，并对部分构件设为透明如图2所⽰.经简化后，在旋转副上加正弦驱动⼒来模拟电磁铁产⽣的吸附⼒，驱动⼒为9.5d *sin(1200* time)，再进⾏仿真.设置仿真时间为0.015s,步长为0.000025s,由于动簧⽚为刚性体，当触头与动簧⽚接触时就会发⽣错误，当时间步长⾜够⼩时，也会发⽣穿透现象.1.衔铁2.动簧⽚3.动合静簧⽚4.动断静簧⽚5.触头6.衔铁7.底⽀架图2 简化后的模型4.把关键部件改变为柔性体。

［摘要］本文介绍了ADAM S柔性体的基本理论，及在ADAM S中调入柔性体的几种方法，其中重点介绍了在ADAM S/Flex模块中引入柔性体的方法，分析通过AN S Y S软件，将零件进行刚柔转换的过程。

［关键词］柔性体；联合仿真；ADAM S；AN S Y S基于ＡＤＡＭＳ和ＡＮＳＹＳ柔性体联合仿真分析黎璐琳（新疆库尔勒市巴州广播电视大学，新疆库尔勒８４１０００）在机械系统中，柔性体对整个系统的运动产生有重要影响，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。

ＡＤＡＭＳ软件是著名的机械系统动力学仿真分析软件，分析对象主要多是刚体，但ＡＤＡＭＳ也提供了柔性体模块，运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析，以弹性体代替刚体，可以更真实地模拟物体的运动。

1ADAMS柔性体基本理论柔性体与理想的刚体不同，属于变形体，体内各点的相对位置时时刻刻都在变化，柔性体上任一点的运动是动坐标系的“刚性”运动与弹性变形的合成运动。

在ＡＮＳＹＳ中把具有一定几何实体的ＡＤＡＭＳ刚性模型分割成多个实体块，并定义其中每个实体块的力学特性，来构建柔性体．ＡＤＡＭＳ柔性模块中的柔性体是用离散化的若干个单元的有限个节点自由度来表示物体的无限多个自由度。

这些单元节点的弹性变形可近似地用少量模态的线性组合来表示。

2ADAMS和ANSYS刚柔体文件转换流程ＡＤＡＭＳ提供了三种生成柔性体的方法：１）离散刚性连接件：使用柔性梁连接多个被离散的刚性构件，其实质仍然是刚性构件的柔性连接，不是一个真正灵活的柔性体。

离散柔性连接件：几个被离散成许多个小刚性构建的刚性体通过一个小的柔性梁连接，离散的柔性连接部件的变形是柔性梁的变形，不是小刚性体的变形，它的任意两点不会产生相对位移，从而使柔性连接件的本质在刚性构件的范围内。

每个离散件都有自己的独立的质心坐标系，名称，属性，如颜色，和质量信息，每个离散件是一个单独的刚性构件，可以像编辑其他刚性构件一样编辑每个离散件。

ANSYSWorkbench和ANSYS联合仿真这是 ANSYS 工程实战第 36 篇文章问题描述：虽然 ANSYS Workbench 在处理实际工艺问题时操作更方便、更快捷、更容易上手，但划分网格的一致性、计算结果的一致性、结果显示及快捷提取等还是有一些问题，个人还是跟愿意用 ANSYS 进行后处理，尤其是使用ANSYS 的APDL 进行结果批提取，这一章主要介绍 ANSYS Workbench 和 ANSYS 的联合使用。

1. 用 ANSYS 读取 ANSYS Wrokbench 结果在 ANSYS Workbench 进行Solve 运算前，应设置 Save MAPDL db 功能，才能用 ANSYS 打开结果文件。

具体方法：在 Analysis settings 功能中找到Analysis Data Management，设置 Save MAPDL_db 为 Yes，如图 1。

图 1 Save MAPDL db 功能设置插入Mechanical APDL：退出 ANSYS Workbench 的操作界面，右键 Solution 选择 Transfer Data To New – Mechanical APDL 编辑环境，如图 2 。

图 2 插入 Mechanical APDL更新 Mechanical APDL：右键 Solution 选择 Update 进行结果更新，此时 Static Structural 各项都变成对勾，如图 3。

图 3 更新 Mechanical APDL打开 ANSYS：右键单击 Mechanical APDL 下的 Analysis ，选择Edit in Mechanical APDL，如图 4 。

图 4 打开ANSYS读入 ANSYS Workbench 的运算结果和模型：进入 ANSYS 工作界面后，界面是没有任何模型及运算结果的，General Postproc - Read Results 下没有 Polt Results 结果，点击左上角 RESUME_DB ，如图 5。

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。

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-ADAMS介绍及数据接口 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.

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。

ANSYS导出柔性体MNF⽂件⼊ADAMS的详细步骤ANSYS导出柔性体MNF⽂件⼊ADAMS的详细步骤基本思路：在ANSYS中进⾏模态中性⽂件(.mnf)⽂件的输出，然后把输出的.mnf ⽂件输⼊到ADAMS中，进⾏零件更换。

最后在ADAMS中进⾏加载约束，仿真，查看结果。

建模仿真软件:ANSYS10.0,ADAMS2013。

具体步骤：1. ANSYS输出.mnf柔性⽂件1.1 准备⼯作和导⼊模型a、设置ANSYS⼯作⽬录，定义⼯作⽂件名和⼯作标题。

b、在其它三维软件如SolidWorks中创建⽬标模型，并将模型另存为*.x_t格式。

将*.x_t⽂件拷贝⾄上述设置的ANSYS⼯作⽬录中，c、File→Import→PARA...→，弹框左侧框中就会看到刚才⽣成的*.x_t⽂件，选中，OK，导⼊完成。

备注：⽂件名和⼯作⽬录最好没有中⽂字符出现。

d、默认模型是线框模式，PlotCtrls→Style→Solid Model Facets→下拉框中选择Normal Faceting→OK, Plot→Replot，即可看到实体模式了【可不进⾏此操作】。

1.2显⽰关键点和按⽐例放缩模型a、显⽰关键点：PlotCtrls→Numbering…弹出以下界⾯，勾选keypoint相关项查看关键点坐标信息：List→Keypoint→Coordinates Only，弹出以下界⾯。

根据关键点坐标信息可知，模型的长度单位为mb、此步可选许可不选，只要单位统⼀即可。

由于在ADAMS中长度单位⽤的是mm，⽽且本实例中其他参数也是按mm给定，如密度、弹性模量等。

将模型进⾏缩放处理，如下所⽰1.3创建单元和材料a、单元1：Solid(Brick8node185)或者其他3D单元;单元2：StructuralMass(3Dmass21),此单元只⽤于连接点单元。

b、设置材料属性：密度，弹性模量，泊松⽐3个参数，以N,mm,kg,s作单位,EX 为2.1e5，PRXT为0.3，DENS为7.85e-6。

基于ANSYS和ADAMS翻料机构的柔性动力学仿真作者：焦桔萍陈光周红梅祝利涛丛日平来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第16期摘要：本文针对垃圾压缩设备翻料机构翻料油缸活塞杆的受力情况比较恶劣，多次出现断裂现象。

采用ANSYS和ADAMS软件对翻料机构进行了柔性动力学联合仿真，并通过ANSYS软件分析了活塞杆杆头在静态下的应力应变分布，危险位置与实际断裂位置，解决柔性体运动仿真问题。

关键词：动力学仿真；翻料机构；ANSYS；ADAMSADAMS动力学仿真可以很好的表示刚体运动状态，但是不考虑构件弹性变形的影响将对分析结果造成很大的误差。

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。

因此采用ANSYS和ADAMS软件对机构进行联合仿真是非常必要的。

基于ANSYS和ADAMS的翻料机构柔性动力学仿真的文献还比较少，所以用该方法对翻料机构进行柔性动力学仿真非常迫切。

垃圾压缩机翻料油缸活塞杆断裂现象比较严重，本文以翻料机构为载体，选取翻料油缸活塞杆杆头为柔性体分析对象，利用ANSYS-ADAMS联合仿真的柔性动力学分析方法，对翻料机构进行动力学仿真，并将仿真后的载荷文件导入ANSYS中，对活塞杆杆头进行应力应变分析。

1 翻料机构运动原理分析图1为翻料机构的运动简图。

从图1中可见，翻料机构由料斗1、驱动油缸2、限位块3、翻料机架4组成。

通过泵站供油推动活塞杆直线移动，料斗1在活塞杆的推力作用下，绕回转点转动，转过一定角度触发传感器，传感器发出指令，截断油路使活塞杆停止移动。

同时料斗与限位块上的橡胶板碰撞接触，使橡胶板压缩缓冲吸震，降低料斗角速度，最终使料斗停止转动。

翻料机构的三维实体图如图2所示。

2 ANSYS-ADAMS联合仿真ANSYS-ADAMS联合仿真是一种典型的仿真方法，已被广泛使用。

这种方法关键是在ANSYS中对研究对象进行网格划分，产生中性文件，然后导入到ADAMS中替换刚性构件进行求解。

ANSYS与ADAMS接口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。