[发明专利]一种刚柔耦合模型的参数化建模方法

摘要

本发明公开了一种刚柔耦合模型的参数化建模方法，包括建立刚体部件模型；建立柔性体模型的APDL宏文件；构建刚柔耦合系统参数化图形用户界面；界面中输入柔性体参数，对APDL宏文件进行读取、修改与更新；执行更新后的APDL宏文件建立柔性体模型；输入刚性体模型参数，重构刚体模型并导入柔性体模态中性文件，生成包含刚柔耦合动力学仿真模型的命令文件；导入命令文件，加载虚拟样机模型，进行动力学仿真分析，输出仿真结果；根据仿真结果，输出最佳仿真数据并保存数据文件。本发明的方法可实现柔性体的参数化建模以及刚柔耦合模型的自动创建，整个过程无需人工干预，解决了工程实际中柔性体难以参数化的问题，提高了建模效率，具有很好的工程应用价值。

主权项

一种刚柔耦合模型的参数化建模方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）初始化仿真环境，建立刚体部件模型，对刚体部件模型施加固定副、移动副、旋转副约束，在移动副位置建立直线位移驱动，并将刚体模型转换为可编辑的命令文件；（2）建立多体系统中柔性体建模的APDL宏文件，所述宏文件包括柔性体有限元建模、有限元网格划分、载荷施加及设置输出单位，进行模态分析，导出模态中性文件；（3）基于MATLAB平台，构建刚柔耦合系统参数化图形用户界面，所述界面的可执行步骤包括刚体模型几何形状及物理属性参数输入；后台启动ANSYS，执行APDL宏文件；柔性部件几何形状、物理属性参数及刚柔耦合相关约束的信息输入；自动启动ADAMS，执行cmd文件进行动力学分析；（4）在刚柔耦合系统参数化图形用户界面中输入包括外形尺寸、材料密度、弹性模量、网格密度、模态提取阶数几何参数和CAE参数的柔性体参数，根据输入参数对APDL宏文件进行读取、修改与更新；（5）在刚柔耦合系统参数化图形用户界面中后台启动有限元分析软件ANSYS，执行更新后的APDL宏文件，自动生成包含柔性体质量、惯量、频率、振型信息的柔性体模态中性文件；（6）在刚柔耦合系统参数化图形用户界面中输入刚性体形状位置、质量惯量、仿真控制参数，运用ADAMS命令语言重构刚体模型并导入柔性体，自动生成包含刚柔耦合动力学仿真模型的命令文件；（7）启动ADAMS，导入命令文件，加载虚拟样机模型，进行动力学仿真分析，输出刚柔耦合模型的仿真结果；（8）根据仿真结果，判别是否需要进行模型参数修改，若需要进行柔性体参数修改则返回步骤（4），若需要进行刚性体参数修改则返回步骤（6），若不需要进行参数修改，则输出仿真结果并保存数据文件。