Adams技巧 | 应用Adams/Flex处理模态中性文件（上篇）

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本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了MNF文件（模态中性文件）的生成选项和网格简化方法。首先，讨论了平台特定性和标准可移植性选项，以及双精度和单精度选择对文件大小和性能的影响。接着，详细说明了应力和应变模态的存储方式，包括Sparse、Full和Remove zero entries选项。此外，还介绍了Rigid-Only MNF，用于创建仅包含刚性化柔性体信息的缩减文件。文章还探讨了高通与低通频率过滤器对MNF频率范围的定制功能。最后，详细介绍了自动和手动网格简化方法，包括移除内部几何形状、优化模态载荷节点和应用网格自动粗化算法等，旨在优化MNF文件大小和性能。

1概述

Adams/Flex是Adams软件的一个附加模块，使用模态综合法，将有限元软件模态分析文件融入至整个系统级仿真，以更高精度预测载荷和研究部件变形，获得更逼真的仿真效果，提供了对机构进行更进一步分析的平台，实现了部件强度和设计成本之间的平衡；同时，仿真结果如零部件应变、载荷时间历程以及振动频率等都可以用于应力、疲劳、噪音和振动等后续分析。

尽管Adams/Flex常与Adams/Solver一起使用，但也提供了单独且易于使用的界面，应用此界面可对大型MNF文件的内存进行优化，从而实现更快速的刚柔耦合联合仿真，也可去除影响不大的模态，进而大幅提升仿真效率。

另外，MNF文件无法使用常规编辑软件查看具体内容，难以追本溯源。因此Adams/Flex为用户提供了一个可以查看MNF文件的平台，此平台2021年新推出柔性体直接编辑功能MNF Editor，可以直接修改MNF文件主节点坐标和质量/刚度矩阵，便于快速响应设计。

2应用Adams/Flex界面优化MNF文件

Adams/Flex优化选项包含单位、格式、精度、不变量、模态应力和应变、仅刚体MNF、自动及手动网格简化等，如图1，右键单击MNF or MD DB Input File输入框，选择需要优化的MNF文件，MNF or MD DB Output File 输入框填写优化后MNF文件名称及工作目录，点击按钮，工作目录生成优化后的MNF文件。

图1 Flex优化界面

2.1 Invariants不变量

设置计算和保存在MNF文件中的惯性不变量。

Fast Set：部分耦合；
Full Set：计算和保存所有的不变量；
None：不保存任何不变量，每次写出矩阵文件时，Adams/Solver 重新计算所需要的不变量。

2.2 Units单位

Adams/View和Adams/Solver使用 SI单位（m/kg/N/s）为其内部单位。

Original –保留MNF文件当前单位，如果当前单位与SI单位不同，Adams/Flex在执行不同的操作时必须执行单元比例缩放，这将显著降低性能；
SI –将MNF文件当前单位转化为SI单位，如果原始单位与SI不同将可以提高性能。

2.3 Formatting格式

Platform specific：去除MNF文件与平台独立所需要的额外编码。如果MNF不会被转移到其他平台，可使用该选项；
Standard portable：保留MNF文件与平台独立所需要的额外编码。

2.4 Precision单双精度

双精度：缺省选项，MNF文件中存储的数据为双精度；
单精度：使用单精度生成MNF文件，文件大小减少50％，可以加速从MNF文件获得信息的进程。例如，柔性体的动画显示及创建MTX文件。

2.5 Stress and Strain Modes应力和应变模态

如果生成MNF文件时，从有限元程序请求应力（应变）恢复，MNF文件将包含每阶模态的节点应力（应变）矩阵。可以指定MNF文件存储应力（应变）矩阵的方式，特别是对于未从有限元程序请求输出应力（应变）的节点。

Sparse –优化MNF仅存储保留在优化MNF文件中且原始MNF中存在应力（应变）节点的应力(应变)。如果一个节点在原有MNF文件中的应力（应变）值为零，并且该节点保留在优化MNF文件中，则将零写入优化MNF文件；
Full –优化MNF将存储保留在优化MNF中所有节点的应力和应变。对于没有应力（应变）值的节点，优化的MNF存储为零；
Remove zero entries –MNF仅存储优化MNF中存在的节点的非零应力（应变）。如果MNF应力（应变）模态有多个零，则此选项可以显著减小MNF的大小。

2.6 Rigid-only MNF仅刚体MNF

Rigid-Only MNF将创建一个缩减的MNF文件，该MNF只包含足够的信息构建刚性化的柔性体。使用此MNF，将无法使用Constant, Partial,或Full模态方程构建柔性体，但在装配和验证模型时，使用它可能会很方便。当确定使用柔性体时，可以轻松地用完整的MNF替换为缩减的MNF。

2.7 High- Pass and Low-Pass Frequency Filter高通与低通频率

默认情况下，模态中性文件频率保持在-1.0至1.0E 08HZ范围内，Flex允许指定环境变量MDI_MNFWRITE_OPTIONS高通和低通选项更改MNF的频率范围。

2.8 Mesh Simplification网格简化

网格简化分为自动和手动两种方式。

自动网格简化方式允许用户设置“移除内部几何”，“优化模态载荷节点”，“应用网格自动粗化算法”自动优化MNF文件。

Remove Internal Solid Element Geometry（移除内部几何形状）：MNF Optimizer将删除内部几何形状，显著减小MNF文件大小，Adams View的图形性能将得到极大提升；
Optimize Modal Load(MFORCE) Nodes（优化模态载荷节点）：运行MNF优化器删除已定义模态载荷的节点，默认情况下，将保留所有模态载荷节点；
Apply Mesh Coarsening Algorithm应用网格自动粗化算法：支持设置Mesh Resolution（网格分辨率）和Face Smoothing（面光滑）、设置Remove Collinear Points（移除共线节点）和Preserve Stress and Strain Modes（保留应力应变模态），允许填写Retain Node List（保留节点列表），详细解释可参考Adams Help。

勾选Remove Internal Solid Element Geometry，运行优化功能后，在工作路径文件夹生成新的MNF文件。可对比查看两个MNF文件的一阶模态节点坐标差异，如图2。