(1)创建动力学模型 因研究的最终目标不同,在创建动力学模型时差异性也较大。例如,在求解构件支反力时以及工作过程中零件变形不大的情况下,可将模型简化为刚体,这样简化并不影响求解精度。而在求解实际机器工作及特殊情况下的载荷分布时,则必须按柔性体求解。因模型精度不同,所以在创建模型上使用的软件也不一样。经简化的模型往往可以在工程模拟或有限元分析软件中直接创建,而要求模型结构尺寸精度较高的情况下,则需要用三维CAD软件进行创建。对创建好的实体模型,施加各种约束及外载荷,则完成动力学模型的创建。动力学模型还有一个特点就是它的各种量值往往与时间有关。
(2)动力学可视化仿真 在创建好的动力学模型上可进行动力学可视化仿真,实际操作中可能要求解构件间的支反力、机械系统固有频率、振型以及在激振力作用下的动响应、构件上各部位的静应力与动应力等。用动力学可视化仿真的方法不用创建机械系统的数学模型和列出描述系统特性的微分方程,应用动力学可视化仿真软件就可进行上述求解,不仅可以对线性系统进行求解也可以对非线性系统求解。
(3)结果分析 结果分析是动力学可视化研究的一个重要内容,通过结果分析要判断所求解的机械系统最大载荷是否超出许用值、激振频率是否在共振区、动响应是否在规定的范围内等。因此,对应的后处理器要求能够输出仿真计算数据结果及曲线、各种等值线图(应力、变形等)、仿真动画等。结果分析还有一个重要任务,就是能够通过相应的理论,找出影响结构特性最大的关键参数,这正是结构灵敏度分析的主要任务。
(4)缺陷修改 根据动力学可视化仿真所得到的数据、曲线和等值线图,通常会发现结构中的一些缺陷和错误,要进行动力修改。动力修改包括:对结构的外载荷进行修改;对结构物理参数(如质量、阻尼、刚度)进行修改;对结构的几何结构进行修改;对结构的动态特性(固有频率、振型和响应)进行修改等。修改后的模型还要进行动力学可视化仿真,所得的结果与前面获得的结果对比,直到动力学相关的各种特性满足要求为止。(www.xing528.com)
图10-17 动力学可视化仿真技术流程
随着对机械产品质量要求的不断提高,动力学分析的精度要求也不断提高。所以在动力学分析中,不仅要考虑刚体运动,还要考虑其微观振动,即作为柔性体振动情况。在机构动力学分析理论上趋向于多刚体动力学与多柔体动力学相结合进行分析。与之相对应,在实现动力学可视化分析上,趋向于应用机械刚体动力学分析软件与有限元分析软件相结合的模式进行分析。在软件应用上,包括CAD软件、多体动力学分析软件ADAMS、有限元分析软件ANSYS。
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