钱士才，高宏力，李文涛

(西南交通大学 机械工程学院，成都 611756)

ADAMS/Flex 是ADAMS 软件包中的一个集成可选模块，可以建立柔性体，同时提供ADAMS 与有限元分析软件ANSYS ，NASTRAN ，ABAQUS 之间的接口［1］.利用此模块可以考虑物体的弹性，在模型中引入柔性体，从而提高系统仿真的精度。

1 ANSYS 与ADAMS 的数据交换及联合仿真的实现［2］

利用ANSYS 与ADAMS 接口，对机械系统中的柔性体部件进行联合仿真的步骤如下:(1)在ANSYS 中建立柔性体部件的有限元模型并生模态中性文件(mnf 文件)，(2)在ADAMS 中建立好刚性体的模型，读入模态中性文件，指定好部件之间的连结方式，施加必要的载荷进行系统动力学仿真。

(3)在ANSYS 程序中，将载荷文件(lod 文件)中对应时刻的载荷施加到柔性体上对柔性体进行应力应变分析。

2 刚柔耦合模型的建立

2.1 主轴有限元模型的建立

机床主轴是一个阶梯空心轴，采用ANSYS 分析之前，对主轴部件有限元模型进行了简化，去除倒角工艺空等一些小结构。本文研究的主轴材料为45 钢，密度7 850 kg/m3，泊松比0.28，弹性模量210 GPa。使用ANSYS 对主轴进行网格划分，根据主轴各部件的位置关系，建立了5 个外部结点。用于运动副的创建和主轴在ADAMS 中定位。其中结点2，4 处与轴承连接［4］，故在ANSYS 划分网格时将其所在的断面设置为刚性平面。其模型如图1 所示。

图1 主轴的有限元模型及刚性平面

利用ANSYS 程序的宏命令即可生成ADAMS/Flex 需要的模态中性文件［3］。本过程需注意下面两点:

(1)单位系统，本文使用的单位系统为(mm，kg，N，s，deg)。

(2)选择外部结点，以便定位。

2.2 添加约束建立刚柔耦合模型

添加约束后传动系统的刚柔耦合模型如图2 所示。……