在航空行业、风机行业、车辆行业以及工程机械领域齿轮箱是非常重要的组成系统,针对其设计,在工程上Romax可以胜任其初期概念设计、详细设计等工作,再结合一些其它仿真工具,如Actran和Adams,可以有效应对齿轮箱噪声问题和齿轮箱动态响应问题等。
目前,Adams和Romax同属于Hexagon旗下,作为多体系统领域和传动系统设计领域的典型工具,可以将二者有机结合起来,共同为客户创造大的价值。本文主要阐述通过Romax与Adams集成接口,将Romax模型导入Adams并进行多体动力学计算的流程,从而有效利用Romax的数据进行多体仿真分析。
01
Romax模型转化导出
本文使用Romax Dynamic Fusion 2021.1对该过程进行说明,该功能也可以从其它工具,如Romax Concept中启动。Romax输出多体模型主要包含两个步骤,模型离散化和转化。
在模型离散化中主要有三个部分,离散化设置、源模型和动力学模型,如下图所示:
图1 Romax Dynamic Fusion启动后的状态
图2 离散化设置
离散化设置中,需要考虑生成的模型是运动学状态还是动力学状态,可通过对应复选框完成设定。另外,针对系统工作频率的考虑以及系统自由度和质量的设定,对于系统载荷工况选择,以及转化器的选择,目前支持的转化器是Adams和Modelica两种。
图3 完成离散化处理
在源模型界面下选择离散处理后,动力学模型界面下才有数据。
图4 完成模型转化输出
在详细设置里面,需要对齿轮啮合状态进行设置,主要涉及是否激活、是否使用刚度和是否使用侧隙。然后,在转化器设置界面中选择Adams并完成相应参数设置,点击转化,完成文件输出的工作。完成后,在工作路径下有.cmd文件的存在。
02
模型导入Adams并求解
转化生成的模型为cmd格式,是Adams View命令文件格式,所以启动Adams导入该文件即可。打开后的模型,包含了体、运动副、力元等多种建模元素如下所示:
图5 模型导入Adams
进行求解时,需要注意,由于转化后的模型中,力元多采用的是用户子程序类型,为此,需要将对应的动态链接库romaxAdamsSubs.dll放置于工作路径或安装路径下,以便程序调用。
图6 完成求解并处理计算结果
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总结
Romax设计的齿轮箱系统模型,通过Romax与Adams接口,运用本文介绍的方法流程,可以方便地导入Adams环境下进行多体动力学仿真分析。导入的模型文件按照Adams的cmd命令格式创建,并且其中的几何体也都是采用Adams几何内核进行生成,因此,可以方便地进行修改,为齿轮箱设计方案的改型、优化、试验研究等创造条件。