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Marc生成模态中性文件(mnf)

作者:Simwe    来源:MSC    发布时间:2013-02-06    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

在使用Adams/Flex进行刚柔耦合分析时,往往需要通过Nastran、Marc等有限元软件针对柔性结构生成模态中性文件(MNF)用于Adams的耦合计算。

Marc提供了与Adams的接口功能,可以针对有Admas刚柔耦合分析需求的用户通过Craig-Bampton技术生成柔性结构的模态中性文件。下面以硬盘驱动(HDD)磁头臂组件(HSA)悬挂臂为例介绍通过Marc生成模态中性文件的方法和基本流程:


图1、HDD主要部件结构图

首先在Marc当中创建或导入磁头臂组件(HSA)的有限元模型,这部分结构后续在Adams/Flex刚柔耦合中会作为柔性体存在,因此需要通过Marc针对柔性体部分生成模态中性文件,如下图1所示:


图2、HSA有限元模型

结构包含了8534个单元(六面体单元和壳单元),针对不同部位赋予了不同的材料参数和几何属性参数。在磁头臂组件中心孔处创建独立节点,并建立孔周围节点与该节点的刚性连接,采用RBE2方式约束中心内表面对应的实体单元节点的全部三个平动自由度。


图3、磁头臂中心孔处的多点约束定义

磁头臂组件(HSA)中心孔处在整个结构中起到与硬盘驱动设备(HDD)进行连接的作用,可以通过对中心孔处定义相应的位移约束来实现。由于这个约束条件需要通过模态中性文件转化并在Adams\Flex的刚柔耦合分析中起作用,因此需要选择Marc提供的DOF-set nodes方式定义,如下图4所示将中心孔处的独立节点的全部六个自由度定义:


图4、中心孔处的固定位移约束边界条件

在工作过程中硬盘对磁头沿着法向Z方向具有约束作用,因此在输出模态中性文件时应如实加入这部分的影响,通过Marc提供的DOF-set nodes方式定义,如下图5所示将磁头处的节点的z向的平动自由度约束:


图5、磁头部位的法向位移约束边界条件

通过Craig-Bampton方法最终包含了两组模态振型的计算:约束模态和固定边界条件正则模态。创建Craig-Bampton分析工况时激活前面定义的两组边界条件,同时指定输出20阶模态结果,如下图6所示:


图6、Craig-Bampton分析工况定义

在任务参数中激活集中质量选项,并通过结果输出选项激活MNF文件输出相关参数,其中包括应力、应变的输出以及单位制的选项如下图8所示:


图7、集中质量选项


图8、模态中性文件生成选项

定义完成后就可以在Marc中将模型递交计算并生成模态中性文件了。如下图9所示,将该中性文件(例如:hdd_hsa_arm_job1.mnf)导入Adams中就可以与其余结构共同完成刚柔耦合分析,分析结果如下图10所示。


图9、模型递交,生成MNF文件


在一定输入条件下臂上侧的竖直方向位移


磁头臂组件的应力分布云图
图10、Adams/Flex刚柔耦合分析结果

   
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