ADAMS与Hyperworks联合仿真：蜗轮蜗杆刚柔耦合动力学分析

"基于Adams和Hyperworks的蜗轮蜗杆刚柔耦合仿真及动力学分析" 本文探讨了如何利用机械动力学分析软件Adams和有限元处理软件Hyperworks进行刚柔耦合模型的仿真分析，特别是针对蜗轮蜗杆系统。作者胡启国和叶丹来自重庆交通大学机电与工程学院，他们通过以下步骤展示了这一过程： 1. **前期建模**：首先在Pro/E中构建蜗轮蜗杆系统的三维实体模型。Pro/E是一款强大的参数化三维CAD软件，能精确地描绘出复杂机械部件的几何结构。 2. **有限元分析**：将建好的模型导入Hyperworks的Hypermesh模块，进行模态分析。模态分析是确定结构动态响应的一种方法，用于计算结构在自由振动条件下的固有频率和振型。这有助于理解系统在动态载荷下的行为。 3. **中性文件生成**：在Hypermesh完成模态分析后，生成MNF（Multi-Node Format）中性文件。这种文件格式可以被多种软件读取，便于在不同工具间进行数据交换。 4. **Adams中的刚柔耦合模型**：将MNF文件导入Adams，一个专业的多体动力学仿真软件。在Adams中，构建刚柔耦合模型，这意味着模型既包含刚体（如蜗轮）也包含柔性体（如蜗杆），能够更真实地模拟实际系统中的变形和动力学效应。 5. **仿真与分析**：在Adams中进行仿真运动分析，观察蜗轮蜗杆系统的运动状态。通过对比刚体仿真和刚柔耦合仿真的结果，发现后者得到的蜗杆角加速度和位移更接近实际工况，说明刚柔耦合模型能提供更准确的分析。 6. **结果评估与应用**：仿真结果提供了蜗轮蜗杆的应力分布情况，通过应力云图，设计师可以获得关键部位的应力状态，为优化设计提供精确参考。这种方法对机械设计领域的动态性能评估和优化具有重要价值。 关键词：刚柔耦合、蜗轮蜗杆、Adams、Hyperworks、柔性体、刚性体、机械动力学 结合Adams和Hyperworks进行刚柔耦合仿真，能够帮助工程师更全面地理解和预测复杂机械系统，如蜗轮蜗杆装置，在实际工作条件下的动态性能，从而提升设计质量和效率。