01
概述
Adams柔性体MNF文件中都包含有模态应力矩阵,它由模态计算得到,指定了应力分量与每个正交模态振型的关联,使用模态坐标,就可以进行应力恢复。Adams应力恢复指在刚柔耦合仿真的基础上,通过Adams Durability、有限元或疲劳软件,计算出柔性体部件的节点应力和应变。
Adams 2019.2版之后,新增了monitor point功能,提供了一种更为简便的方式,不仅可以直接计算和输出节点应力和应变,还能输出节点力、力矩,以及节点位移、速度和加速度。完整内容请接应力恢复与Monitor Point 功能应用(上篇)。
04
Monitor Point功能展示文件准备
源文件准备。
图4.1 初始准备文件
plate_monitor.cmd为Adams模型文件,与图2.1中plate.cmd一样。
plate_monitor.dat为有限元文件,定义网格、有限元模型信息、mnf文件生成信息。
plate_monitor.dat文件的功能为生成用于Adams刚柔耦合的mnf文件。主要功能卡片说明如下:
图4.2 plate_monitor.dat文件解释1
在初始几行中,plate_monitor.dat的命令卡片基本与图2.2中plat.dat文件的命令卡片一样,只不过需要多加一行monitor point功能启用卡片。
图4.3 plate_monitor.dat文件解释2
plate_monitor.dat需要指定Monitor Point功能的具体使用类型、应用点、方向,以在mnf文件的生成中将Monitor Point功能包含进去。如文件中:
1)MONPNT3卡片
生成名为MNTP_31 EXAMPLE的结果,测量作用在节点集81(Node 48/49/59/60)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123+456)受到的所有合力、合力矩。
生成名为MNTP_32 EXAMPLE的结果,测量单元集83(Element 1)作用在节点集82(Node 1)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123+456)的力、力矩(MAD定义的多点力、载荷力、其他源力的合力)。
生成名为MNTP_33 EXAMPLE的结果,测量作用在节点集84(Node 20/21/31/32)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123+456)受到的所有合力、合力矩。
生成名为MNTP_34 EXAMPLE的结果,测量单元集86(Element 46)作用在节点集85(Node 50)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123+456)的力、力矩(MAD定义的多点力、载荷力、其他源力的合力)。
2)MONPNT2卡片
生成名为MNTP_21 EXAMPLE的结果,测量四边形单元Element 21所受X向正向(SX1)的应力(stress)。
生成名为MNTP_22 EXAMPLE的结果,测量四边形单元Element31所受Y向反向(SY2)的应力(stress)。
3)MONDSP1卡片
生成名为MNTP_D1 EXAMPLE的结果,测量节点集91(Node 1/2/12/13)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123)上的平均位移、速度、加速度。(无456,所以不测量角度、角速度、角加速度)
生成名为MNTP_D2 EXAMPLE的结果,测量节点集92(Node 37/38/48/49)上相对于全局坐标系、坐标点(0,0,0),在三个方向(123)上的平均位移、速度、加速度。(无456,所以不测量角度、角速度、角加速度)
Monitor Point功能中4个卡片的详细介绍与使用方法,请参考附件中的《监测点介绍》文件,此处不展开说明。
05
Monitor Point功能操作流程
5.1 mnf文件生成
启动Nastran软件,求解文件夹……Stress_Recovery_Monitor_Point Monitor_Point中的plate_monitor.dat文件,如下图所示。
图5.1 plate_monitor.dat文件求解
plate_monitor.dat文件求解完成后,文件夹内生成的文件如下图所示。
图5.2 plate_monitor.dat文件求解结果
5.2 Adams刚柔耦合并输出监测结果文件
1)启动Adams软件,打开文件夹中的plate_ monitor.cmd文件。
图5.3 Adams中plate_ monitor模型
注:需要注意的点见小节3.2。
2)Monitor Point监测功能设置。
第一步:设置FEMDATE,启动mnf文件中的Monitor Point功能,在进行刚柔耦合仿真中将进行相关结果的计算。
图5.4 FEMDATE设置
第二步:设置监测结果输出。注:第⑥步中,可选用不同格式的输出文件。
图5.5 监测结果输出设置
3)仿真并输出监测结果。仿真完成后,必须点击恢复按钮才会生成监测结果文件。
图5.6 仿真操作流程
注:这里调用的仿真脚本与3.2小节的是一样的,都是1s/100steps。
仿真操作完成后,在工作路径中生成了req文件。若是选择不同的输出设置(图5.5第⑥步),此处的结果文件格式也会不一样。
图5.7 监测结果文件
06
应力恢复结果与Monitor Point结果对比
6.1 Adams中Monitor Point结果提取
1)监测结果文件导入。
图6.1 req文件导入
2)结果展示。在Requests类中,有12组结果,可以和第4节point_monitor.dat文件中monitor point卡片定义对应起来。其中REQUEST_7~ REQUEST_12是两组位移、速度、加速度结果。
图6.2 req中结果展示
6.2 结果对比
应力恢复计算结果展示如3.3小节所示(在Patran中),可以与Monitor Point计算结果一一对应。为更直观的进行数据观察,也可让应力恢复计算输出相应的f06结果文件,直接与Monitor Point计算结果文件进行对比。以REQUEST_1:MNTP_21 EXAMPLE结果为例进行展示。
1)用文本方式打开……Stress_Recovery_Monitor_PointStress_Recovery文件夹里的plate_msr.f06文件(应力恢复结果文件),同时用文本方式打开……Stress_Recovery_Monitor_Point Monitor_Point文件夹里的Adams_FLEX_BODY_1.req文件(Monitor Point计算结果文件)。
图6.3 结果文件对比
2)不同时间步时,进行Element 21在X向正向应力对比。取其中0s、0.5s、1.0s结果进行对比。若能编程将plate_msr.f06中Element 21的X向正向应力提取出来,导入到Adams后处理中,则可以进行X向正向应力&时间的曲线对比。
①、0s时Element 21在X向正向应力如下图所示。应力值均为-2.8754E-07Pa。
图6.4 0s结果对比
②、0.5s时Element 21在X向正向应力如下图所示。应力值均为-1.8905E+05Pa。
图6.5 0.5s结果对比
③、1s时Element 21在X向正向应力如下图所示。应力值均为-3.9794E+05Pa。
图6.5 1.0s结果对比
6.3 结论
通过上述结果查看,可以发现应力恢复所计算出的结果与Monitor Point功能计算出来的结果是完全等效的。
07
总结
Adams柔性体MNF文件中都包含有模态应力矩阵,
经过上述教程,可以通过Adams刚柔耦合实现柔性体的应力恢复计算,进一步拓展考察Adams中柔性体分析所没办法考量的问题。
在个别应用领域,如航空航天行业中不同结构件之间对接载荷、挂载点载荷、关键配合位置的形变、单元应力对标等场合,Adams提供了一种不需要进行应力恢复即可提取相关数据的方法,即Monitor Point功能,这将极大地提高刚柔联合仿真的便捷性,拓展了柔性体在Adams中可以考查的内容。
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