ansys剛柔耦合仿真的案例
rigid dynamics帶來的剛柔耦合仿真有感
ANSYS在很多人眼中，是面對變形體的；而對于多剛體動力學，ADAMS,DADS,SIMPACK就做得很出色。但ANSYS也加入了一個多剛體動力學模塊，就是rigid dynamics。其功能相比ADAMS而言，還是有差距。畢竟別人是專門做多剛體動力學仿真的軟件。不過,ANSYS 加入這一模塊的目的，應該主要是為了做剛柔耦合仿真，只在ANSYS內部做，而不要聯合一堆軟件。
所以，雖然rigid dynamics比ADAMS而言，還是有不少差距，但是對于在一個軟件內部做剛柔耦合仿真，ANSYS這種舉措還是有吸引力的。我以前接觸剛柔耦合仿真，都需要在ANSYS中生成模態中性文件，然后導入到ADAMS中，一旦到ADAMS中后，對于連接點，施加載荷的方式有諸多限制，讓人深感不爽。而現在，只是借助于ANSYS做剛柔耦合仿真，則要舒服很多。
展開 ADAMS剛柔耦合仿真前置—ANSYS WB轉換生成柔性體（.mnf文件） ￥10
<p>在多體動力學軟件ADAMS中進行剛柔耦合仿真時，一般需要首先將目標零件由默認的剛性體轉換為柔性體。</p><p>這里給出一種利用ANSYS workbench轉換并導出柔性體零件文件（.mnf）的方法。</p><p><br></p><p>軟件版本 ANSYS workbench 2022R1/ADAMS 2016</p><p><br></p><p>步驟1：打開ANSYS Workbench，創建Modal計算任務。</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/515c759708e44ca3816a99a6858dfcbb.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/515c759708e44ca3816a99a6858dfcbb.png" style="" width="543" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/515c759708e44ca3816a99a6858dfcbb.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/515c759708e44ca3816a99a6858dfcbb.png?
展開 斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座：02-裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
用戶名：斯姆勒裝配體剛柔耦合分析
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展開 Comsol多體動力學剛柔耦合仿真方法 ￥20
前言：Comsol是優秀的多物理場仿真軟件，用來模擬單個物理場、以及耦合多個物理場。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場模塊，無論模擬哪個工程領域的問題或是哪種特定的物理現象，都可以在同一個軟件界面中，使用相似的操作流程進行分析。Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹
在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關于多體動力學的剛柔耦合分析，很多有限元軟件都可以實現，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進行模型建模時，有些缺少必要的運動副，有些需要借助別的軟件才可以進行柔性體轉化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨立完成剛柔耦合分析，對于不重點關注的剛體部分，可以將網格粗糙化，對于重點關注的柔性體部分，可以將網格適當加密。
Comsol基礎的運動副（關節）包括：
棱柱關節、鉸鏈關節、圓柱關節、螺紋關節、平面關節、球關節、槽關節、約化槽關節、萬向接頭、距離關節等。
展開 
NX剛柔耦合仿真
運動仿真一般用于分析剛體動力學問題，把每個運動部件當做剛體。這種剛體運動仿真，不能反映動態響應特征，特別是運動過程存在沖擊、突變或者部件容易變形
并對機構運動產生影響的時候。通過柔性體仿真，可以把彈性變形和剛體運動結合起來，進行剛柔耦合分析。
NX剛柔耦合仿真，需要聯合運動仿真
（RecurDyn求解器）和高級仿真（NX
Nastran求解器）兩個模塊進行仿真模擬。
NX剛柔耦合仿真流程，請參閱:http://blog.sina.com.cn/s/blog_14f1ac7140102wg24.html
展開 關于ansys與simpack剛柔耦合的問題
我剛接觸剛柔耦合內容，軟件操作不熟悉，求在ansys中采用子結構法（矩陣縮減法）生成柔性體的過程教程，并且請指教一下關于主自由度的選擇方法，比如輪對我想選擇名義滾動圓半徑上一圈的節點要怎么操作，希望能有實例講解。謝謝各位老師。
RecurDyn成功案例：礦井提升機的剛柔耦合仿真
▎仿真過程
① 創建包含傳遞動力的卷筒、驅動輪、摩擦輪、鋼絲繩和提升容器的動力學模型（MFBD模型）
② 設置各部分的密度為7800kg/m3（即鐵的密度），靜/動摩擦系數分別設置為0.1和0.05
③ 提升容器以剛體建模
④ 使用0噸、15噸和34噸載荷進行仿真
⑤ 結果與實驗對比分析
▎關鍵仿真技術
? 多體動力學軟件專用于多種部件組成的機構建模：卷筒、鋼絲繩、支架、驅動輪、摩擦輪等。
RecurDyn成功案例：礦井提升機的剛柔耦合仿真
▎仿真過程
① 創建包含傳遞動力的卷筒、驅動輪、摩擦輪、鋼絲繩和提升容器的動力學模型（MFBD模型）
② 設置各部分的密度為7800kg/m3（即鐵的密度），靜/動摩擦系數分別設置為0.1和0.05
③ 提升容器以剛體建模
④ 使用0噸、15噸和34噸載荷進行仿真
⑤ 結果與實驗對比分析
▎關鍵仿真技術
? 多體動力學軟件專用于多種部件組成的機構建模：卷筒、鋼絲繩、支架、驅動輪、摩擦輪等。
? MFBD技術能夠模擬剛體和柔性體組成的系統
? 接觸算法可考慮鋼絲繩與卷筒、摩擦輪之間接觸產生的摩擦
▎工具包
? RecurDyn/Professional
? RecurDyn//FFlex
▎工程問題
? 作業要求：重載、高運行速度、高提升高度
? 運行要求：提升容器的穩定性（振動特性）
? 安全性及經濟性要求：提升機的耐用性
? 繩的放線/收線速度會影響繩的應力和張力，進而影響繩的動態行為和穩定性
▎解決方案
? 基于MFBD求解器的提升容器可靠性評估
? 基于GUI對各種設計條件進行高效建模和仿真
? 通過對不同負載條件的仿真獲取更多結果
▎結論
? 復現實際運行中經常出現鋼絲繩的振動和不規則行為
? 仿真結果與實驗結果吻合
? 預測驅動電機所需的功率
? 從動態分析結果獲取卷筒耐久性評估所需的數據
展開 RecurDyn成功案例：礦井提升機的剛柔耦合仿真
▎仿真過程
① 創建包含傳遞動力的卷筒、驅動輪、摩擦輪、鋼絲繩和提升容器的動力學模型（MFBD模型）
② 設置各部分的密度為7800kg/m3（即鐵的密度），靜/動摩擦系數分別設置為0.1和0.05
③ 提升容器以剛體建模
④ 使用0噸、15噸和34噸載荷進行仿真
⑤ 結果與實驗對比分析
▎關鍵仿真技術
? 多體動力學軟件專用于多種部件組成的機構建模：卷筒、鋼絲繩、支架、驅動輪、摩擦輪等。
基于Adams剛柔耦合仿真分析及應用
來源：互聯網 作者：劉姝月
關鍵字：剪式穩定架 Adams 剛柔耦合 仿真分析
因為采用多剛體系統計算會產生卡死現象，所以對剪式穩定架進行柔性化處理，從而得到剛柔耦合的多體系統，然后進行動力學仿真分析，預測剪式穩定架的受力情況，為產品設計和優化提供參考。
0 引言
1996年，ADAMS推出ADAMS Flex模塊，實現了同時包含剛體和柔體的機構動力學分析。ADAMS中的柔性體分為離散式和模態式2種：離散式柔性體是把一個剛體構件離散為幾個小剛性構件，小剛體構件之間通過柔性梁連接，離散式柔性體的變形是柔性梁的變形，并不是小剛體構件的變形，這種柔性體可以模擬物體的非線性變形，但只適用于簡單結構；模態式柔性體是由ADAMS Flex模塊或外部有限元軟件生成，能根據構件的實際結構進行復雜建模，這種柔性體采用的是模態疊加法來模擬物體變形，故僅適用于線性結構的受力分析。
1 剛柔耦合基本理論
在外部載荷作用下，物體一定會發生彈性變形，所以，多體系統都可以等效認為是一個多柔性系統。在這種情況下，如果所研究的部件剛度大并且不考慮部件的應力-應變響應，則可以將該部件視為剛體。但是當所研究部件的彈性變形對系統的影響較大，或者在外部載荷作用下部件的變形較為明顯時，則必須考慮部件的彈性系數。此時，就需要把所研究部件進行柔性化處理，以使多體系統更接近實際情況。
本文進行剛柔耦合仿真時采用了RecurDyn中提供的有限元柔性體建模。有限元柔性體實現了有限元技術與多體動力學的有機結合，克服了模態柔性體對接觸問題建模不準確，柔性體變形后模態需要及時更新的缺點，采用節點之間的相對位移和旋轉作為節點坐標來描述結構的變形，具有較高的計算精度。
展開 剛柔耦合仿真分析流程及要點熱 ￥1
本文主要介紹使用SolidWorks、HyperMesh、ANSYS和ADAMS軟件進行剛柔耦合動力學分析的主要步驟。
一、 幾何建模
在SolidWorks中建立幾何模型，將模型調整到合適的姿態，保存。此模型的姿態不要改動，否則以后的MNF文件導入到ADAMS中裝配起來麻煩。
二、ADAMS動力學仿真分析
將模型導入到ADAMS中進行動力學仿真分析。
為了方便三維模型的建立，SolidWorks中是將每個零件單獨進行建模然后在裝配模塊中進行裝配。這一特點導致三維模型導入到ADAMS軟件后，每一個零件都是一個獨立的part，由于工作裝置三維模型比較復雜，因此part數目也就相應的比較多，這樣就對仿真分析的進行產生不利影響。下面總結一下從三維建模軟件SolidWorks導入到ADAMS中進行機構動力學仿真的要點。（1）首先在SolidWorks中得到裝配體。（2）分析該裝配體中，到底有幾個構件。（3）分別隱藏其他構件而只保留一個構件，并把該構件導出為 *.x_t 格式文件。（4）在ADAMS中依次導入各個*.x_t 文件，并注意是用part的形式導入的。（5）對各個構件重命名，并給定顏色，設置其質量屬性。（6）對于產生相對運動的地方，建議先在此處創建一個marker，以方便后面的操作。否則，三維模型進入ADAMS后，線條繁多，在創建運動副的時候很難找到對應的點。
展開 
基于Matlab Simulink的三軸運動平臺剛柔耦合仿真
圖3 Simulink剛柔耦合仿真模型（系統框圖）
圖4 Simulink剛柔耦合仿真模型（物理模型）
為驗證剛柔耦合模型的必要性，對比分析了純剛性模型與剛柔耦合模型在相同運動指令下的動態響應差異。圖4展示了工作軸末端在高速定位過程中的位移響應對比，剛性模型呈現理想平滑軌跡，而剛柔耦合模型則清晰顯示了由結構柔性引發的振動現象，這與實際物理系統行為更為接近。
圖5 剛性模型與剛柔耦合模型工作軸末端位移響應對比
本案例采用模態綜合法，在Simulink中構建了三軸運動平臺的剛柔耦合動力學仿真模型。通過與純剛性模型對比，驗證了引入結構柔性對準確預測平臺動態響應的重要性，并有效模擬了其在高速運行中的振動特性。該建模方法為三軸平臺的結構設計與動態性能評估提供了有效工具，并可推廣至其他運動機構的設計分析中。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 多列式壓縮機主機運動件剛柔耦合仿真
最近有不少工程師朋友和我們分享CAE的經驗和知識,把在平時工作中關于CAE仿真的感悟、心得和技巧通和大家分享，下面是一篇來自石油機械研究院李新年的文章，文中對ANSYS中MBD多體技術的實際應用有著非常好的見解，是一篇非常值得我們借鑒的好文。
高速往復活塞式壓縮機其活塞運動速度高，曲軸轉速達1000rpm，結構復雜，活塞桿的最大載荷可達十幾噸。如大功率、大排量天然氣壓縮機為六列活塞對稱布置，雖然活塞成對組成，受力平衡對稱，但活塞對曲軸的作用點不同，且每列活塞桿的作用力的大小不同，各自呈周期性變化。就對曲軸來說，其受力就比較復雜，在一個轉動周期內，各列活塞的作用力大小方向，跟隨時刻發生變化。用單純的靜態幾何結構進行應力校核計算比較復雜。故需要用剛柔耦合仿真來分析，對運動件進行至少一個周期的時程剛柔耦合求解，來觀察運動件受力變化情況及最大應力、應變區域，更為準確地仿真壓縮機運動件的受載情況，進而驗證其設計性能。
剛體動力學軟件Recurdyn與Ansys軟件的技術融合，能在Ansys MBD模塊中進行剛體分析，并提取每個時刻步的載荷進行強度分析，也可轉到Recurdyn View中來提取各件的運動曲線和其它動力學特性曲線。
在Ansys軟件中對多剛體的動力心關系設置完后，進行求解，導出sdk格式，轉入到Recurdyn軟件中進行剛柔混合時程分析，求出一個周期內零件的等效應力變化情況，同時找出零件等效應力最大的時刻值。
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 線下培訓 | Adams剛柔耦合仿真培訓 & MSC Nastran優化分析培訓
用戶使用虛擬樣機進行動力學分析，能夠獲取動態載荷、實現多場耦合等功能，有效縮短產品研發周期并提升市場競爭力。Adams支持對部件的線彈性和非線性彈性進行分析，能夠研究部件線性和非線性變形對機械系統性能的影響，也能計算更準確的部件載荷，用于評價結構剛強度和疲勞壽命。Adams剛柔耦合分析功能最終為分析人員提供平衡機械系統強度、靈活性、成本和重量等設計因素的寶貴建議。
此次培訓主要介紹Adams引入結構線彈性柔性體和非線性柔性體，自動生成線彈性柔性體，建立幾何大變形非線性柔性體及Adams-Marc聯合模擬其它非線性柔性等內容。
培訓日程：
培訓時間：7月17-18日
培訓地點：上海市閔行區華中路6號七寶德必易園A115室
培訓目標：
?了解Adams引入柔性體的必要性；
?掌握Adams引入柔性體的流程；
?掌握Adams-Marc聯合仿真流程。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：湯經理13795389328
培訓報名：
掃碼立即報名
▼
培訓日程：
培訓時間：7月24-25日
培訓地點：北京市朝陽區恒潤大廈B座12 層
面向人群：已掌握MSC Nastran、Patran或其它分析軟件基本功能的工程技術人員。
培訓目標：
?了解MSC Nastran軟件的優化基本理論和相關術語，以及優化模型的組成；
?能夠在有限元模型的基礎上獨自創建優化，進行線性靜力學、模態和屈曲分析、瞬態、頻響等多模型、多工況聯接優化；
?通過實例了解MSC Nastran的數據結構、建模實例、模型驗證，以及提高求解效率的方法；
?了解Patran作為建模工具如何創建和顯示MSC Nastran優化模型并提交計算和顯示結果。
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