【案例】汽車(chē)設(shè)備的多體動(dòng)力分析—ANSYS剛/柔體瞬態(tài)分析

2016-10-29 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

問(wèn)題描述

汽車(chē)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力矩設(shè)計(jì)幅值應(yīng)為5g。電子驅(qū)動(dòng)提供一個(gè)瞬時(shí)偏心彎矩(見(jiàn)下圖藍(lán)色箭頭)。轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)彈性梁轉(zhuǎn)化為平動(dòng),振動(dòng)設(shè)備通過(guò)彈簧—阻尼設(shè)備懸臂固定在地面上。去除彎矩后,自由振動(dòng)初始振幅為5g。

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解決方案

振動(dòng)由盤(pán)簧控制,設(shè)備的彈性模態(tài)建設(shè)為高階模態(tài)。根據(jù)此點(diǎn),通過(guò)ANSYS的多剛體動(dòng)力分析(MBS)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬。(見(jiàn)樹(shù)形展開(kāi)圖)。導(dǎo)入CAD的模型后,剛性接觸組合,剛體通過(guò)joint連接。不同的joint單元(spherical,translational,universal,…)可通過(guò)設(shè)定連接件之間的自由度定義。添加右圖所示瞬時(shí)偏心矩后,可計(jì)算得到設(shè)備的加速度響應(yīng)。

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柔性構(gòu)建的模型建立很重要。此種情況下,柔性驅(qū)動(dòng)梁對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。ANSYS可在相同的圖形操作界面下,在剛形體和柔性體間切換,驅(qū)動(dòng)梁被定為柔性構(gòu)件參與有限元計(jì)算。通過(guò)模態(tài)分析得到第一階振動(dòng)彈簧,質(zhì)量系統(tǒng)的頻率為60HZ,此時(shí)驅(qū)動(dòng)梁的頻率為800HZ,二者頻率的巨大差別初步證明可忽略驅(qū)動(dòng)梁的剛度。運(yùn)動(dòng)柔性體瞬態(tài)分析后,由于驅(qū)動(dòng)梁定義為柔性構(gòu)件和剛性構(gòu)件得到的位移幾乎完全相同,故可確定忽略驅(qū)動(dòng)梁剛度的假設(shè)是正確的。

結(jié)果分析

通過(guò)ANSYS Workbench的友好圖形操作界面,可有效解決多體動(dòng)力學(xué)的分析。