LMSVirtualLab学习心得之刚柔耦合分析详细流程

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1、刚柔耦合分析详细流程主要内容:1）零件重新网格划分;2）材料和属性的设置;3）刚体的替代;4)Rigid Spider 的建立;5)柔性体 以 satelliteCraig-Bampton 模态计算;为例，刚体模型建立完毕，进行计算，保存为satellite.CATA nalysisNodes and Element?bafeactuator (baseactuatorl)ConstrarntsJofntsConditions扇 Links ManagLl .-i AnalysrsModel+ Sub Meehani&ms塞 Firnc.恥n Comparison DF&playE-韋描 yo

2、ks_rigld (ydkMeshing-CAD meshing模块，对零件进行网格划分。一般先 进行surface mesh（点击Advaneed surface mesher，选择零件），然后进行 3D网格划分（点 击Tetrahedron，选择面网格），采用四面体进行填充。此时，必须将Surface网格Deaetivate（在特征树中选择 Advaneed Surface mesh，右键单击，选择 Deactivate），因为 分析中用不到2D网格，激活的2D网格由于缺少材料属性会使模态计算失败，切勿忘记。Nodes and Elements讐 Advanced Surfak Mesh

3、i Rigid SpFder by Pfckfiertfes.l爭 Tetrahedron Filler Mesh,*Manual Mesh Part.l重新如 lj HWe/Show 寄屣性I 图 Open Sub -Tr-ee-B Rigid Spider by Pfckfrew Solid Propertyl (ID!fcMotionnterfceSets,lDelAdvanced Surface Mesh.lAlt+Enter/一、Node.l (Revolute JoiNode.2 (Revolute JoiijniterfaceSetl (jrok.e_rfgf-Data Sour

4、cesMode Set Edition.,!1 Mode SetlM N atran Crafg-B ampttI Remove Mesh1Update Mesh1() Activte/Deactivale:匚l Shrink Elements2导 Hide/Show MehCreate Group进入 Structure-Finite Element Analysis Pre/Post-Materials&Properties ，进行零件材料和 网格属性的设置：新建一个Isotropic Material ,设置杨氏模量、泊松比和密度等基本参数；新建一个 Solid Property， Ap

5、plication Region选择该 3D网格何在特征树中选择 Tetrahedron Filler Mesh）， Material 选择刚才建立的Isotropic Material。必 Geometry芟 Dur-abililryK ncuMbd geiAi 廿巴 Acaus-1ic：5驻 Qptirnis#tig4nLr日 MeshmgeshrlHesh.lAnalysis 3.-Post-Processing ModelingLS-Dyn日 Crash An/卿*5 鼬述杓Cr*5h人曲片皿Mli Trams forma tic r 3l Cantrol1 yoke.irigid.C

6、ATPart 2卿色SwtATA站涉12 FlexCATAnysis4 FlexCAlAnBlyds曲 Rrodurt:1嘶訣场MAT如也聊忑 yokerarigid.CATPaF!7 2p A.-5sembiy Anau-s| MorgAing| 匸awily Mashing|忑彳 Me-sh CoairierHngVhicl CQiKtpt MQd*linq=Maierish B.卩畑芦屉勺kotropk MaterifilName |New Isotropic Material.!Material ID:Basic Parameteirs；Youngs Modulus:Poissons

7、Ratio：Density:21pe+Q09hlj Z 阿申宓肿月Show More Parameters |Solid PropertyName New Solid Property.lApplicatiorii Regii on:*卜 EFlex-MakeFlexible with Existing Data，在弹出的对话框中选择Flex.CATAnalysis件，此时该刚体被替换。回到Flex.CATAnalysis分析文件，此时，特征树里多了 MontionlnterfaceSets.1 ,说明与刚 体分析文件satellite.CATAnalysis关联成功。进入柔性体设计模块：开始

8、-Motion-Flexible Body Design,进行 Rigid Spider 的创建，计算零件的 Craig-Bampton 模态。Craig-Bampton 模态是一种约束界面模态，需要根据零件在整个装配体中与运动副以及其他构件的关系进行约束的施加（这里可以看出前面关联的重要性），即Rigid Spider（蜘蛛网格）的创建。在弹出的 Rigid Spider by Picking.1对话框中，Support/Node ID选择孔中心处坐标系的原 点，Node list分别拾取孔网格的所有节点。Motionin trfacSets.lInterfceSet.1 (yokengid

9、 (ycke_rigid.l)X Xla知gid Spkder by PidcngI. hianiitCarTlar5uppQrt,iT4idat IDCreate a Rigid Spider by PickingI Ma d* EdLB172dB2122-Cnrlrainfl QQFfN 寓 a Z 匚 J U F3Nodes LisiWS | 旅J 咖|双击 InterfaceSet.1 下的 Node.1(Revolute Joint.1,Undefined)，点击应用(update 也可以)，Motionin terfaceSets,1JntflrfaceSetl (yoke_rig

10、id yokp_rigrd.l)NodeJ (Rolute Jolnt.1,1*9)NQd已2讯电两1口愴口1仃口 107） Rfgrd Spfder by PkWngJPrqperlfelNewSdrdProprly.l (ID: 1)M arerl 已 s.lNewJsotrooFc MawriaLl QD；AieklMc-UionlnterfaceSeb.lIn terfacSet.1 (yotfL用Qid (yoke.rlgld.!)Nocte.l (RevoluteJoFntl. 19)JnWrTceStl (yoke_rigid (yokerigid.l)N a&tran Craf

11、g-B atrip ton ScJution.lNodeJ (ReoluteJornU. 107)弋林PC/DMIWTF賦血前qfU 舞J Vector Output Requesl4剧 fu汕i白n-对ci-日白mEdnn匸三代此时，Undefined变为关联的节点号。InterfaceSet.l (yoke_rigid (yoke_ngid.L)NodeA (Revolute Joint.l； 19)Node.2 (Revolute Joint.2, 107)新建一个 Nastran Craig-Bamptom Solution Set,选择 Referenee the Defined C

12、onstraint Set , 在特征树中，选择 In terfaeeSet.1，点击确定。! New Sol id Property.1 QD: 1) MaterfallI米* New Isotropi c M ateriai .1 QD: 1)岂S M uUunlnt-erTaceSet-iJ双击 Nastran Craig-Bamptom Solution.1，进行 Modes Definition，主要是设置计算模态的阶数以及起止频率，完毕后进行计算。So-luliori | Psrawli1i | X曲ubi射 |HI酣 |Cardi3曲5 NjmeN豊Nairbr-Dn Craig

13、-Bampbon ScuIjor丄alutkn Type# Normal Modes (SOL IDS - LancE&jjList Frequencies查看模态计算结果。新建一个Mode Set，双击 Data Source，设置 DataSource 为 Nastran Craig-Bamptom Solution.1，双击 Mode Set Edition.1 进行设置：设置 viscous Damping（粘性阻尼），选择前10阶模态（按住Ctrl可以多选），点击Edit Modes下 的Edit Value，输入0.5 ； Deactivate 一些对计算结果精度影响不大的高阶模态

14、，以提高 计算效率，本例只激活前10阶模态，选择第11阶后的模态，点击 Deactivate。NumberActivation |Frequency (Hz)Viscous Damping (%)1yes234068D.5MM2艸507.D081O.StMJO3yes627.38680.500046 37.B34O0.500051119.8529050006yes136612170.500071579.50150.50003yes.2121.81200.5000gyes2174,61640.500010仲2418.MCM0.500011no251459300.0000垃no2&2 28050.

15、000013no3166.66260.000014no3227.31300.000015no3 392.17 3 B0.000016no3929.5347aoooo17no401070970.000018no4452.48340.000019HQ464642040.000020no478&65820.000021no4914J905O.OODO22HQ514&62550.000023HO5905.3013O-.OOQO24no6650314960000 rz-nIj Normal Modes ： Staitic Modes. liiirtial CanditionsEdit ValueMode

16、 IndicatorsGlabal/Local Indicate Calculate rl Show if Higher than 卜 口 Show if Lower Than 1Edit Modes5eIec1: All Modle j| Select 站odes for Range |Vinous Damping (驚Activate DeAetiwatai Mark/UriThiark Residual ModesMark Unmark j1Activate/Dea dtivate h4口desEjtportExport to HIe I回到 satellite.CATAnalysis,

17、双击 Flexiblity丄MSDynBodyFromExisting2，选择 Solution Set 为Mode Set.1，进行刚柔耦合计算。l Analysis M&dtel:-.Nodes and Elements产 Bodres,卜齐 ttaseactu aror (baseactu atanl)yoke_rigfd ： Cen terOfGraty-yoke_rlgr(l fyoke.rfgld-l)猿1 HfidbFlily LhdlSDynBcdyFirDrnExisling.2 (Nastran Crafg-Bampton Sdutfond)齐 flt_refl_brack

18、 (flt_refl _brack.l)ConsentsJoint&* Sub Mechansrrrs一NFunctfon Comparison Displays计算完毕后右键单击 Flexible Animation , 选择 Stress, 双击 Stress full tensor component , Type选择 Fringe(边缘),Criteria 选择 Von mises。点击 Animate，选择 Solution Set，观看 动画。卜離 Fleitjbilily. LMSDynBodFroinM5l:ings2 (Mode Setl)InterfaceSet.l (yo

19、ke_rigid (yoke_rConstrarmtsJointsSub MechanfsmsFunction Comparison DispflayInftialCondrtionstfSolutfon Set 卷 Motion Results Set锣 ha 冃宁;e.I总毎 flljefl.braclc (flt_refl_brack.l卜戟D日tBImage EditionFletfble AnFmatfon (yoke.rigfd (yokjses-ESStress VonCcenter of ml beOcci,r，r*ance 7 N mJ1 g+n iifiA+nn a i 耐

20、 50I %+rmI 7 7?P+nnRftp+nnI ?S7p+m U9e+00 qg?in Rnuniiaru- jr&ke_rFgFd (jfOkejFgic 一些个人心得：1) 熟练的在 LMS 中的各种模块中切换；2) LMS比较复杂，功能强大，分析时必须按照标准的、规范的步骤进行操作，否则很容易 出错导致无法计算柔体的模态，而且一些错误很难发现，如 2D 网格的抑制、网格材料属性 的设置；，界面节点的设置等等；3) 也可以直接采用直接在刚体上 Make Flexible 的方法实现柔性体的设置， 此时会用到虚拟零件(Virtual Part)的概念，与我们采用现有文件替换的方法是相同的保用Rigid Spider)。此时网格是自动默认划分的， 可能不满足要求， 需要删除重新划分， 切记： 网格删除后材料属性 也随之删除，需重新设定。