如何在ADAMS.docx

1、如何在ADAMS如何在ADAMS中建模分布力系在ADAMS中，可以方便的在刚体上施加集中力和集中力偶，但是对于分布力系的建模却并不那么容易。实际上，如果分布力系的施加对象是刚体，可以按照力的平移定理，在刚体上选中一个点，把所有的力向此点移动，从而形成一个汇交力系和力偶系，进一步简化成为一个力和一个力偶。而ADAMS已经提供了施加集中力和集中力偶的方法。所以，如果是刚体上有分布力系的话，建议直接简化成集中力和集中力偶，再施加到简化中心即可。但是，有时候我们做的是刚柔耦合仿真，而在柔性体上有分布力系的作用。而我们知道，对于柔性体而言，分布力系是不能使用力的平移定理进行简化的，此时，必须用分布力系来

2、表示。那么，如何在柔性体上施加分布力系呢？ADAMS提供了三种方法来对柔性体施加分布力系，其中使用模态中性文件最为简洁，本文举一个简单的例子来说明此问题。一个双曲柄机构由三根几何尺寸相同的杆件组成。每根杆件长为324mm，宽25mm,厚度为10mm。杆件与杆件，杆件与地面之间均用转动副连接。现在BC杆（需要用柔性体建模）施加一个竖直向上的三角载荷，要对这个系统进行建模。在ADAMS中使用模态中性文件建模柔性体及分布力系，需要以下几个步骤：（1）在FEM软件中创建柔性体的有限元模型，并导出为mnf文件。（2）生成载荷文件。（3）在ADAMS中创建刚柔耦合模型，并施加模态力。（4）仿真。上述步骤中

3、，第（1）步在前面的一篇博文基于ANSYS-ADAMS的刚柔耦合仿真中提到过，本文直接使用其结果。第（2）步相对麻烦一点，它需要首先按照ADAMS规定的格式生成一个载荷文件，然后再使用MNFLOAD这个工具关联模态中性文件和载荷文件。第（3）步则与一般的刚柔耦合仿真相仿，唯一的特点在于填好一个施加模态力的对话框。第（4）步则不用多说。下面进行详细叙述。（1）在FEM软件中创建柔性体的有限元模型，并导出为mnf文件。本文在ANSYS中生成柔性体的MNF文件，并导出为file.mnf.其过程与基于ANSYS-ADAMS的刚柔耦合仿真中生成模态中性文件完全一致，这里不再赘述。生成的模型如下最后导出的

4、文件是file.mnf。为描述方便起见，把该文件拷贝到C盘根目录下下面进入第二步，也是最重要的一步。（二）生成载荷文件。该步骤的目的是，生成与上述柔性体相关联的载荷文件，说的更直白一点，就是要确定在上述有限元模型中，哪些点上施加多大的力。该步骤包括两个过程：首先生成节点载荷文件；然后使用ADAMS提供的MNFLOAD这个工具关联MNF文件和节点载荷文件。（2.1）生成节点载荷文件。（2.1.1）在ANSYS中找到载荷的施加线上的所有节点。（这里为简单起见，只是把分布载荷施加在柔性杆的一条边线上）现在我们准备把分布力系施加在如下图所示的红色线上。（只是为了说明技术，并不求完全正确）所以我们首先选

5、中该线再选中该线上所有的节点（2.1.2）列表显示该线上所有节点，并存为temp.txt文件。首先列表显示上述所有节点。注意是按照X坐标排序，且只查看坐标。得到的结果如下（部分结果）。该结果是按照X坐标从小到大的顺序来排列节点的，我们这样排列的目的是为了后面好给这些节点按照其坐标加力。把该结果保存为temp.txt文件。现在C盘根目录下有两个文件（2.1.3）处理temp.txt文件temp.txt文件中间有一些表头是不需要的（下面红色方框内的部分），需要删除最后得到只有节点坐标数据及一行表头的文件如下（2.1.4）用EXCEL导入temp.txt，并进一步处理数据。打开EXCEL，并导入该t

6、emp.txt文件。删除Y和Z坐标这两列。把第一个节点的X坐标变成0，其他节点的X坐标都减去第一个节点的X坐标。具体说来，就是在C2列编辑一个公式，说明C2的大小是B2减去一个值，该值正好是B2中的大小。然后用此方式填充C列的其它单元格。现在，C列就对应着当以1980节点为坐标原点时，各个节点的横坐标。（2.1.5）对所有节点施加载荷。按照三角载荷的公式，对于每一个横坐标为X的节点，其载荷集度的大小为这里,X是某节点的横坐标，L是杆件的长度，这里是324mm,而q是终点的载荷集度，这里是2N/mm.但是在ADAMS中，给每个节点施加的是力而非载荷集度，因此，这里需要给每个节点施加的力是这里d是

7、两个节点之间的距离平均，这里取为3.3mm.这就是说，首先假设N号节点左右半单元长度范围内的载荷均匀分布，且与N号节点一致，然后把该区域内的分布载荷乘以其作用长度后变成集中力，并把该力施加到N号节点上。显然，这里是有近似的。如果要结果很精确，细分单元就可以了。在这里，节点在x方向的距离基本上是3.3mm，因此这里d=3.3mm.所以，最终的公式是这样，接着在D2单元格输入公式如下并对D列余下的单元格按照同样的方式填充数据现在各个节点对应的节点力已经计算好了。（2.1.5）整理EXCEL文件格式，得到与载荷文件相匹配的形式。首先把A列和D列的数据拷贝到SHEET2中，注意只粘贴其值。然后按照AD

8、AMS所要求的格式，在此二列中插入FY这个符号，结果如下并删除第一行（2.1.6）另存该EXCEL文件为file.txt。同样保存在C盘根目录下(2.1.7) 编辑file.txt.在第一行前面加上如下一行这里%-是说开始定义一个新的载荷工况；C-是说施加的是载荷，后面的JUST FOR TEST是我随便写的一句话，大家可以改成自己喜欢的标题。该文件是ADAMS所认识的载荷文件，它实际上说明每个载荷在Y方向上施加多少力，下面马上就要被调用。到现在为止，我们可以看到C盘下有三个文件（2）关联节点载荷文件与模态中性文件，生成新的模态中性文件。（2.1）调出命令窗口。从WINDOWS操作系统下调出命

9、令窗口，并进入到C盘根目录下（2.2）输入命令并运行输入以下命令adams2013 flextkmnfloadfile.mnfnew.mnf file.txt这里adams2013-是说请启动adams2013flextk-是说启动adams2013的flextk模块mnfload-是说请进一步调用mnfload工具，该工具用于把载荷施加到有限元模型上file.mnf-就是我们前面用ANSYS创建的MNF文件。new.mnf-是该命令执行完毕后生成的MNF文件，该文件已经把载荷与有限元模型关联好了。file.txt-就是我们刚刚生成的载荷文件。该命令执行时出现了一堆提示信息最后出现了DOS提示

10、符执行成功。关闭该命令窗口。（2.3）查看结果重新看C盘下的文件现在多出一个new.mnf文件，该文件我们马上就要用到。（3）在ADAMS中创建刚柔耦合模型，并施加模态力。（3.1）打开ADAMS，并设定单位。（3.2）创建柔性模型（连杆）。注意我们读取的是new.mnf文件，而不是别的什么文件。OK后看到该连杆已经创建。（3.3）创建曲柄。另外两个曲柄用刚体创建。在创建时选择好尺寸先创建一根，再复制一根。注意在创建时，曲柄的上端点应该是与连杆的标志点相连的。（3.4）创建运动副。创建四个转动副。（3.5）施加分布力系。选择模态力按钮打开对话框填充柔性体的名称以及载荷工况名。当选择好柔性体后，在load case中自动出现JUST FOR TEST这种工况，而在scale function中是对载荷进行放缩的，这里不放缩。ok后就施加了分布力系。我们可以看到该柔性体上多了一个分布力系的符号。（3.6）忽略重力。为了只考查分布力系的作用，现在忽略重力。（4）进行仿真。仿真1秒，50步，查看结果。小结 如果是在刚体上施加分布力系，请直接转变成集中力和集中力偶建模。 如果是在柔性体上施加分布力系，则可以考虑用模态中性文件的方式来处理。 生成MNF文件的方式，来