‌Hypermesh&Ansys&Adams：曲柄滑块机构刚柔耦合动力分析‌

针对大型装配体整周期复杂运动问题，将所有零部件作为柔性体出现计算量过大、计算时间成本过高的问题难以避免。因此，刚柔耦合技术显得尤为重要，既可以保证求解精度，又可以控制计算时间。

本文基于曲柄滑块机构，将曲柄作为柔性体，利用Hypermesh软件进行网格划分，Ansys软件生成mnf文件，Adams软件进行动力学分析，对刚柔耦合的结果进行查看。曲柄滑块机构的模型如图1所示。

图1 几何模型

STEP 1  HyperMesh

具体操作步骤如下所示：

1）打开Hypermesh软件后选择求解器为Ansys，如图2所示。

2）利用Hypermesh软件对曲柄进行网格划分，并赋予Solid186单元，同时在曲柄两个孔的圆心创建节点，赋予mass21单元，并且将这两个节点创建为一个集合点，如图3所示。

3）在mass21与曲柄两个孔的所有节点创建刚性连接，如图4所示。

4）导出网格模型为.cbd文件。

图2 求解器选择

图3 网格划分

图4 刚性连接

STEP2  Ansys APDL

具体操作如下：

1）导入.cdb文件至Ansys APDL，如图5所示。

2）输入模态计算的命令流文件，如图6所示，并在文件路径下生成mnf文件。

图5 导入cdb文件

图6 Ansys APDL命令流

STEP3  Adams

具体操作如下：

1）将曲柄滑块机构模型（全刚体）导入Adams中，创建曲柄对地的转动副、曲柄与连杆之间的转动副、连杆与滑块之间的转动副、滑块与地面之间的移动副，同时针对曲柄对地的转动副创建驱动，驱动函数为30.0d * time，其运动动画如图7所示。

2）导入从Ansys APDL中生成的mnf文件，其运动动画如图8所示。

3）查看曲柄的应力结果，如图9所示。

图7 刚体运动动画

图8 刚柔耦合运动动画

图9 应力结果