應(yīng)用 | MBD for ANSYS 有限元載荷的自動萃取

2017-03-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

MBD for ANSYS是緊密集成在ANSYS Workbench強(qiáng)大工作平臺上的一個附加模塊。用戶可以在ProjectSchematic視窗中創(chuàng)建MBD分析Case并管理,同時通過MBD工具欄及MBDOutline提供完整的多體動力學(xué)分析前后處理功能。

通過MBD可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)仿真,同時捕獲任意部件上因復(fù)雜非線性相互作用而產(chǎn)生的力,最后利用MBD載荷自動萃取功能,將有限元載荷耦合至對應(yīng)的強(qiáng)度分析。下面將就MBD的載荷萃取方式做幾點討論。

在MBD中,主要連接形式為Joints、Forces和Contacts,當(dāng)分析系統(tǒng)中不涉及Contacts時,載荷萃取相對方便,以如下所示的模型為示例來說明載荷萃取方法。

應(yīng)用 | MBD for ANSYS 有限元載荷的自動萃取ansys分析案例圖片1

首先我們進(jìn)行正常的多體動力學(xué)分析,定義相關(guān)載荷和連接關(guān)系。完成分析以后,通過Load Transfer Configuration功能進(jìn)行載荷萃取。這里用戶可以同時萃取多個時刻,或者挑選幾個危險時刻的載荷進(jìn)行萃取。

應(yīng)用 | MBD for ANSYS 有限元載荷的自動萃取ansys分析案例圖片2

當(dāng)載荷萃取到Static Structural分析模塊中后,用戶需要根據(jù)對應(yīng)的載荷信息,手動設(shè)置加載面,載荷萃取同時只能選擇一個部件,其余部件在Static Structural中會自動被抑制。這里還要注意一點,不是所有萃取到的載荷都要用到強(qiáng)度分析中,部件中約束處的支反力則需要用戶進(jìn)行手動刪除,對某些附加實體,比如彈簧、球鉸接,不存在扭矩支反力,因此它們的扭矩載荷也需要手動進(jìn)行刪除。

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Joints、Forces在連接設(shè)置中,都有明確的載荷作用面,Contacts雖然也有明確配合面,但在實際過程中我們不知道哪些地方接觸,哪些地方不接觸,所以無法直接指定載荷作用點,載荷萃取有一定困難。

在MBD中要想萃取接觸載荷,需要采用GeoSurface接觸形式,而不能使用Solid接觸形式。如下以某嚙合齒輪為例來說明接觸面的載荷萃取。在StaticStructural中進(jìn)行載荷萃取時候,需要將包含接觸的所有面建立Named Selection,并按照con_areaN命名。GeoSurface接觸形式在萃取載荷時,會在接觸位置映射出一系列的點,然后直接將載荷萃取到這些點上,且不需要用戶手動關(guān)聯(lián)。

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MBD for ANSYS的多體系統(tǒng)計算法,更加強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體的響應(yīng),有別于必須依賴于劃分網(wǎng)格的有限元瞬態(tài)分析,多體計算最主要的特點表現(xiàn)在計算速度上,因而能夠在較短時間內(nèi)評價機(jī)構(gòu)的大范圍運(yùn)動及動力,是理解機(jī)械系統(tǒng)整體動態(tài)行為,并生成結(jié)構(gòu)分析載荷條件的有效途徑。

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