Abaqus与MSC.adams接口中文版

1 步骤

（1）为Adams中的每个零件创建abaqus模型。每个零件作为一个abaqus的子结构 （2）运行abaqus分析

（3）运行abaqus的adams用户接口，并读取分析产生的abaqus结果文件，创建Adams需要的mnf文件

（4）在Adams中读取mnf文件。必须为Adams的柔性体零件创建一个单独的mnf文件。 **若需要abaqus的Adams用户界面能够将应力或应变传递到mnf文件中，需要修改常用的程序。在修改的程序中，abaqus的Adams用户界面可以哦能够两个结果文件中创建一个mnf文件，所以它需要两个abaqus分析和两个用户接口步。 模块号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19~26 27 28 29 2 mnf文件内容：

内容 版本号（Version code） 表头（Header） 内容概要（Content summary） 节点坐标（Node coordinates） 全局质量属性（Global mass properties） 特征值（Eigenvalues） 模态形状（Mode shapes） 节点质量（Nodal masses） 节点惯量（Nodal inertias） 单位（Units） 刚度矩阵（Generalized stiffness matrix） 质量矩阵（Generalized mass matrix） 单元面（Element faces） 阻尼（Generalized damping） 模态形状转换（Mode shape transformation） 界面节点（Interface node） 模态应力（Modal stress） 惯量不变量（Inertia invariants） 模态预载（Modal preload） 模态载荷（Modal load） 模态应变（Modal strain） 是否能够包含 是 是 是 是 N/A 是 是 是 是 是 是 是 是 是 否 是 是 可选 是 是 否 可选 Abaqus的adams接口从一个或多个abaqus结果文件（fil文件）中传递结果并创建mnf文件。下表显示了该接口可以在所创建的mnf文件中包含的数据内容。

3 准备abaqus输入文件

这是在Adams中考虑零件柔性的第一步，需要将其做为abaqus子结构建模。这个程序包括了在abaqus中创建零件的有限元模型。10.1.1节讲述了如何创建子结构模型。下面将讲述构建可以导入到Adams中的子结构模型的特定要求。

<一>若需要用abaqus的Adams界面创建不包含应力或应变的mnf文件，可以应用如下的abaqus输入文件模版：

*HEADING …

************************** *STEP

*PREQUENCY，EIGENSOLVER = … …

*BOUNDARY …

*ELEMENT MATRIX OUTPUT,MASS=YES,ELSET=… *NODE FILE U

*END STEP

********************** *STEP,UNSYMM=NO

*SUBSTRUCTURE GENERATE,TYPE=Z…, RECOVERY MATRIX = YES,MASS MATRIX=YES *RETAINED NODAL DOFS …

*RETAINED EIGENMODES …

*SUBSTRUCTURE LOAD CASE,NAME=… *CLOAD …

*SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT RECOVERY MATRIX = YES,MASS=YES

STIFFNESS=YES ,SLOAD=YES *END STEP

***********************

输入文件的history部分必须包括一个*FREQUENCY分析步来计算固定界面时的正交模态。其后跟一个*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步。*FREQUENCY分析步前可以有任意数目的分析步来施加所需要的预载。

关于*FREQUENCY分析步要注意以下几点：

（1）该分析步在每个后面的*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步中保留的自由度上要施加0自由度边界。其他自由度可以约束。

（2）该分析步必须将单元质量矩阵和特征向量写入结果文件中

关于*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步要注意以下几点：

（1）UNSYMM=NO参数是可以选择，但推荐使用该参数。这是因为一定的预载历史（例如高摩擦系数的接触）可能会导致不对称得刚度矩阵。而这样的预载历史后的创建的子结构矩阵在任何情况下都是对称得。然而，默认时，abaqus会创建并将完整的子结构矩阵写入结果文件（如果先前的分析中刚度矩阵为非对称）。采用UNSYMM=NO参数会节省计算时间和存储空间，而不影响精度

（2）*SUBSTRUCTURE GENERATE选项必须包括参数RECOVERY MATRIX=YES和MASS=YES

（3）*RETAINED NODAL DOFS必须与*FREQUENCY分析步中设置为零的自由度相同，或者是它的子集。

（4）*RETAINED EIGENMODES必须与*FREQUENCY分析步中计算的特征模态相同，或者是它的子集。若是它的子集，那么没有应用到的特征模态必须不写入到结果文件中。 （5）*SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT 选项必须将recovery 矩阵、刚度矩阵和质量矩阵写入到结果文件中。

（6）若在*SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT选项中应用了*SLOAD参数，那么作用在子结构上的与所有内部和外部载荷相对应的模态载荷都将会传递到mnf文件中的模态预载中。

（7）*SUBSTRUCTURE LOAD CASE选项是可选的。若该选项存在，那么*CLOAD数据应将早先在通用分析步中的载荷来表示模型中其它零件对子结构的影响。如第（6）条所述，若在*SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT选项中应用了*SLOAD=YES参数，那么这些外部载荷（同内部载荷一起）将会被写入到mnf文件的预载荷数据块中。

Abaqus输入文件的历史数据部分可以在所需的*FREQUENCY和*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步前包括通用分析步。关于这些通用分析步应注意以下几点：

（1）这些分析步中写入到结果文件的位移将用来更新写入到mnf文件中的节点坐标。最近

的分析步的位移将更新前面分析步的位移。因此，若在任何一分析步中写入了一个子集节点的位移，那么最终的分析步应写入所有节点的位移，否则一些节点会写入其初始坐标，另一些则写入变形后的节点坐标。

（2）这些分析步的载荷可能在mnf文件中传递模态预载（在*SUBSTRUCTURE MATRIX OUTPUT选项中应用了*SLOAD=YES参数）。这是内部载荷和外部载荷将区别对待： ? 内部载荷包括分散载荷（例如自重）和边界条件。这些载荷被考虑为子结构的内在部分。所有的*DLOAD数据和由于边界条件造成的制反力都将视为内部载荷

内部载荷的结果可能不为零。例如若在一个约束了刚体运动的子结构上施加重力载荷，那么在adams中将会在约束的自由边界上加上根重力大小相等的载荷。

? 外部载荷表示模型中其它零件作用在子结构上的影响。所有的*CLOAD选项都认为是外部载荷。为了传递这些载荷到adams中，通用分析步中的*CLOAD必须在*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步中复制为*SUBSTRUCTURE LOAD CASE数据。 <二>若需要用abaqus的Adams界面创建包含应力或应变的mnf文件，那么需要修改前面讲到的模版。必须在*FREQUENCY分析步中加入对应力或应变的输出要求，如下面的例子： ***********************

*EL FILE，POSITION=NODES，DIRECTIONS=YES 1， S， E，

***********************

关于这个输出要求应注意以下几点： （1）POSITION=NODES参数是必须的

（2）对于所有模型推荐DIRECTION=YES参数。对于包含壳单元的模型该参数是必须的 （3）对于包含壳单元的模型，截面点号（如上例中的1）是必须的。而对实体单元将忽略这个点号。只能传递一个截面点的应力或应变结果到mnf文件中

（4）输出变量应力（S）、应变（S）或者两者一起都可以写入到结果文件中

另外，你必须运行第二个abaqus分析来重新获得子结构在静态约束下的应力或应变结果。可以采用后文讲到的程序来制作第二个分析输入文件。关于第一个分析文件中的*SUBSTRUCTURE GENERATE分析步应注意下面一点：

? 若在*RETAINED NODE DOFS选项中应用了SORTED=NO参数，并且在数据行中同样的节点号或是节点集出现了不止一次，那么第二个输入文件必须编辑，以保证应用的节点出现同样次。具体可参见10.1.1

4 支持的abaqus单元

Abaqus的adams界面可以支持绝大多数拥有位移自由度的abaqus单元。然而，这里存在一些限制和考虑。无限元（例如CIN3D8）、耦合的热-结构单元（例如C3D8T）、通用的对称单元（例如CGAX3）和绗架单元（例如FRAME3D）都不支持

5 创建ADAMS的mnf文件 5.1单位

Adams需要用户在零件模型中定义单元，而abaqus不需要。因此在创建mnf文件中用户需要给定模型中应用的单位。Abaqus的Adams界面中给定单位的路径与在adams/view中的UNIT SETTING对话框非常类似。可以通过采用UNIT选项指定预订一的单位系统。当然，也可以通过length、mass、force和time选项来指定长度、质量、力和时间单位。任何指定的单位将覆盖单位系统中相应的单位。默认的单位系统为mks。在unit选项中有效的单位系统如下表所示。

单位系统 mks mmks cgs Ips 长度单位 米 毫米 厘米 英寸 质量单位 千克 千克 克 斯格勒 力单位 牛顿 牛顿 达因 磅力 时间单位 秒 秒 秒 秒 下面是关于长度、质量、力和实践选项的有效选项：

（1）长度单位：包括米、毫米、厘米、千米、英寸、英尺、英里 （2）质量单位：包括千克、吨、克、磅、斯格勒、千磅、盎司 （3）力单位：包括牛顿、千牛、千克力、达因、盎司力、磅力和千磅力 （4）时间单位：包括秒、毫秒、分和小时

5.2 执行adams命令来创建不包含应力或应变的mnf文件

Adams命令是用来读取多分析步的abaqus分析产生的abaqus结果文件并产生adams的mnf文件的命令。对结果文件的格式有很多特定的要求。创建一个满足这些要求的输入文件在前面已述。命令格式为：

Abaqus adams job = job_name [input = input-file] [Units = mmks/mks/cgs/ips] [length = length-units-name] [mass = mass-units-name] [time = time-units-name] [force = force-units-name]

（2）input:这个选项指定了结果文件的名字（当它的名字不是job-name.fil的时候）