简介
弹簧广泛应用于机械系统中,其物理参数对机械系统的动态特性有重要的影响,因此建立合理的弹簧模型在多体动力学分析中显得尤为重要。Altair® MotionSolve® 可以方便地创建各种形状的弹簧系统。
弹簧的建模主要有两种方法:
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SpringDamper力元:将弹簧定义为具有刚度、阻尼、自由长度和预紧力特征的力元实体。
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NLFE Spring 物理组件:将弹簧定义为一个非线性柔性体,具有几何、材料、质量和惯性特性。
NLFE的弹簧可以:
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由弹簧质量引起的动力学
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考虑了非线性变形
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应力、应变和变形轮廓可视化
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自动建模线圈间的碰撞
通过例子可以学习到:
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物理弹簧的属性如何影响动力学系统的动态特性
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如何创建包含预载的NLFE螺旋弹簧
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建模
Step 1:导入数据,建立连接和接触;
Step 2:增加一个弹簧阻尼器 K=1N/mm, C=0.1N.s/mm 、L= 150 mm;
Step 3:启动 MotionSolve 仿真;
Step 4:用非线性螺旋弹簧代替原来的弹簧阻尼器;
弹簧本体直径(d)=2.5528mm; 弹簧螺旋直径(D)=35mm; 螺旋数(n)=10;G=模量;
Step 5:非线性弹簧文件导入 00_Data preloaded_spring_config.csv ( Connectivity-> Import )
Step 6:运行MotionSolve。
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仿真设置
Step 1:MotionSolve 使用spring阻尼器进行多体动力学分析,时间为3.25秒;
Step 2:用非线性螺旋弹簧代替弹簧阻尼器;
Step 3:用新的非线性弹簧继续仿真;
Step 4:在HyperView和HyperGraph中验证了接触载荷和NLFE位移;
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结果
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对比弹簧阻尼器和非线性弹簧结果
弹簧阻尼器(左) VS 非线性弹簧(右)
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总结
本文对多体动力学中弹簧的建模方法进行仿真分析研究,用弹簧阻尼器和非线性弹簧仿真分析对比,对机构系统的动态特性分析和优化设计具有重要意义。
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