Recurdyn多体动力学仿真- 模态柔性体建模介绍

前言：Recurdyn系列属于自学系列，主要监督以及知识笔记。感兴趣的可以评论区讨论学习。

多体动力学分析中的柔性体是用网格来代替，考虑其弹性。

两种柔性体

模态柔性体：首先计算零件的模态参数，用以代替多体系统中的刚体，该柔性体的受力相应是通过模态叠加法计算的；

完全柔性体：直接网格替代零件

柔性体建模-FFlex

模态柔性体建模-RFlex

网格划分工具-Mesh Interface

直接频率响应分-FRA 

基于模态柔性体刚柔耦合动力学仿真过程

1.利用3D软件创建结构的几何实体模型

2.创建Recurdyn/RFlex模块表示柔性体的*rfi文件

3.创建好的*rfi文件导入生成柔性体构建，并对柔性体的模态及振动频率等信息进行编辑设置

4.创建柔性体与其他构件之间的连接关系

5.计算应力、应变振型，FRlex用应力应变振型和模态坐标来还原盈利时序数据

6.计算柔性体的应力应变

7.输出用于其他有限元计算的输入仿真文件

创建模态柔性体工具介绍

Make RFI：生成RFI文件界面，用于生成Recurdyn模态柔性体所需要的RFI文件

Recurdyn支持的有限元分析软件：ANSYS、NX/NASTRAN、MSC/NASTRAN、I-DEAS

Import RFI：导入有生成RFI文件界面生成的Filename.rfi，创建柔性体

Contour：生成柔性体的变形、应变、应力的等值云图

Str.Shape：用于生成模态振型的应力、应变振型，用来还原应力的时序数据

FEA Export：用于输出供有限元计算使用的载荷及边界条件的文件

Dynamic Correction Mode：模态的动态修正

Modal Force：模态力

Beam：用于生成梁单元（基于多点样线、轮廓及截面库进行创建）

之前分享过：workbench生成RFI文件

1.读取RFI，ImportRFI，点击位置，选择RFI文件

2.编辑模态柔性体，设置参与柔性变形的模态频率或者阶数

程序默认，模态频率低于100Hz阻尼系数0.01；频率100-1000Hz的模态阻尼系数0.1

FEInfo显示模态柔性体的节点Nodes、单元Element Set、属性Properties、材料Materials、模态阶数Modes、界面点Interface Nodes、节点集Node Set、单元集Element Set、片集Patch Set的个数信息，以及柔性体的刚度矩阵Stiffness Matrix、应力振型矩阵、应变振型矩阵、柔性体的单位制等。

Origin&Orienttation可以对柔性体的位置进行调整。

云图类型有三个选择，平移（Displacement）、应变（Strain）、应力(Stress)

TX沿X向平移变形分量

TY沿Y向平移变形分量

TZ沿Z向平移变形分量

Tsum平移的位移幅值

RX沿X向转动变形分量

RY沿Y向转动变形分量 

RZ沿Z向转动变形分量

RSum 转动变形幅值

SX　沿X向应力分量

SY　沿Y向应力分量

SZ　沿Z向应力分量

SXYXY平面剪应力

SYZYZ平面剪应力

SZXZX平面剪应力

S1 第一应力准则应力

S2 第二应力准则应力

S3 第三应力准则应力

SINT 强度应力

SMISES Von-Mises应力

有限元柔性体

FLEX建立的有限元柔性体（完全柔性体）优点：

可以描述大变形，接触等非线性问题

建模过程方便

计算过程可以考虑大变形、非线性等非线性变形累积，完全柔性体每个单元内部保持非线性

FLEX有限元柔性体建模

直接导入外部有限元文件，

ANSYS-*cdb

NASTRAN-*bdf *dat

导入后边界条件同NASTRAN和ANSYS的对应关系

柔性体的边界条件在导入Recurdyn/FFlex后，ANSYS的约束方程将被转化为刚性单元，其基础节点被转化为刚性单元的主节点；NASTRAN和ANSYS的位移约束（SPC、SPC1和Displacement Constrain）直接转化为Recurdyn/FFlex中的位移约束（BC）；在NASTRAN和ANSYS建立的节点集（SET和Component）将被转化为相应位置的节点集（Patch Set）。

对FFLEX柔性体进行编辑

建立Marker之后，如果需要对参考节点进行更改，必须将“Set Nearest Node”改为不选中状态。

材料可选：各向同性、各向异性、超弹性材料

各向同性：方向不影响性能。无论哪个方向，硬度和回弹都一样（金属、玻璃）

各向异性：方向影响性能。（木材、骨骼）

超弹性：可以承受极大变形，且变形可逆。（橡皮、凝胶）

边界条件建立

Clamped 固定

Simple Support 简支

Pin 销连接

Slider 滑移

Roll 滚动

FFLEX单元数据输出

变形后的结果信息能够以NASTRAN格式或者ANSYS格式的数据文件进行输出，而未变形结果只能以NASTRAN格式文件输出。大变形结果也只能输出NASTRAN格式文件。