LMS-Virtual-Lab學習心得之剛柔耦合分析詳細流程

剛柔耦合分析詳細流程主要內容：1）零件重新網格劃分；2）材料和屬性的設置；3）剛體的替代；4）RigidSpider的建立；5）柔性體Craig-Bampton模態計算；以satellite為例，剛體模型建立完畢，進行計算，保存為satellite.CATAnalysis。將需設置成柔性體的零件在新窗口打開，此時默認進入幾何設計模塊(Geometry)。進入網格劃分模塊：開始->Meshing->CADmeshing模塊，對零件進行網格劃分。一般先進行surfacemesh(點擊Advancedsurfacemesher，選擇零件)，然后進行3D網格劃分(點擊Tetrahedron，選擇面網格)，采用四面體進行填充。此時，必須將Surface網格Deactivate(在特征樹中選擇AdvancedSurfacemesh，右鍵單擊，選擇Deactivate)，因為分析中用不到2D網格，激活的2D網格由于缺少材料屬性會使模態計算失敗，切勿忘記。進入Structure->FiniteElementAnalysisPre/Post->Materials&Properties，進行零件材料和網格屬性的設置：新建一個IsotropicMaterial，設置楊氏模量、泊松比和密度等基本參數；新建一個SolidProperty，ApplicationRegion選擇該3D網格(可在特征樹中選擇TetrahedronFillerMesh)，Material選擇剛才建立的IsotropicMaterial。保存該分析為Flex.CATAnalysis。不要關閉Flex.CATAnalysis(最小化即可)，進入satellite.CATAnalysis分析文件，用上面柔性體分析文件替換剛體：選擇要被替換的剛體，右鍵單擊，選擇：顯示->Flex->MakeFlexiblewithExistingData，在彈出的對話框中選擇Flex.CATAnalysis文件，此時該剛體被替換。回到Flex.CATAnalysis分析文件，此時，特征樹里多了MontionInterfaceSets.1，說明與剛體分析文件satellite.CATAnalysis關聯成功。進入柔性體設計模塊：開始->Motion->FlexibleBodyDesign，進行RigidSpider的創建，計算零件的Craig-Bampton模態。Craig-Bampton模態是一種約束界面模態，需要根據零件在整個裝配體中與運動副以及其他構件的關系進行約束的施加(這里可以看出前面關聯的重要性)，即RigidSpider(蜘蛛網格)的創建。在彈出的RigidSpiderbyPicking.1對話框中，Support/NodeID選擇孔中心處坐標系的原點，Nodelist分別拾取孔網格的所有節點。雙擊InterfaceSet.1下的Node.1(RevoluteJoint.1,Undefined)，點擊應用(update也可以)，此時，Undefined變為關聯的節點號。新建一個NastranCraig-BamptomSolutionSet，選擇ReferencetheDefinedConstraintSet，在特征樹中，選擇InterfaceSet.1，點擊確定。雙擊NastranCraig-BamptomSolution.1，進行ModesDefinition，主要是設置計算模態的階數以及起止頻率，完畢后進行計算。ListFrequencies查看模態計算結果。新建一個ModeSet，雙擊DataSource，設置DataSource為NastranCraig-BamptomSolution.1，雙擊ModeSetEdition.1進行設置：設置viscousDamping(粘性阻尼)，選擇前10階模態(按住Ctrl可以多選)，點擊EditModes下的EditValue，輸入0.5；Deactivate一些對計算結果精度影響不大的高階模態，以提高計算效率，本例只激活前10階模態，選擇第11階后的模態，點擊Deactivate。回到satellite.CATAnalysis，雙擊Flexiblity,LMSDynBodyFromExisting.2，選擇SolutionSet為ModeSet.1，進行剛柔耦合計算。計算完畢后右鍵單擊FlexibleAnimation，選擇Stress，雙擊Stressfulltensorcomponent，Type選擇Fringe(邊緣)，Criteria選擇Vonmises。點擊Animate，選擇SolutionSet，觀看動畫。一些個人心得：1）熟練的在LMS中的各種模塊中切換；2）LMS比較復雜，功能強大，分析時必須按照標準的、規范的步驟進行操作，否則很容易出錯導致無法計算柔體的模態，而且一些錯誤很難發現，如2D網格的抑制、網格材料屬性的設置；，界面節點的設置等等；3）也可以直接采用直接在剛體上MakeFlexible的方法實現柔性體的設置，此時會