ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例

運動副是兩構件直接接觸并能產生相對運動的活動聯接。Workbench里提供了多種joint類型以供模擬不同類型的運動副。例如:

Revolute:轉動副,只允許繞局部坐標Z軸轉動;

Spherical:球鉸副,允許三個方向的轉動,限制三個方向的平動;

Cylindrical:允許Z向平動及繞Z軸的轉動;

下面,我們通過曲柄連桿機構的多剛體動力學模塊仿真分析,來學習一下workbench中運動副的應用。

問題描述:如圖所示曲柄連桿機構,材料為結構鋼,連桿16rad/s的速度轉動。

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖1

第一步:啟動workbench并創建剛體動力分析項目;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖2

第二步:材料參數采用 默認structure steel,無需再做設置;

第三步:創建幾何模型;

新版本的workbench添加并默認打開SpaceClaim,這里我們通過右鍵選擇DM;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖3

建立幾何模型如下:

第四步:創建joint連接

1)刪除自動生成的接觸

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖4

(2)插入joint1;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖5

(3)定義joint 1body- groundRevolute—選擇柱孔面;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖6

(4)定義joint 2,body- bodyRevolute—選擇柱面—選擇孔面;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖7

(5)同樣方法定義joint3;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖8

(6)定義joint 4,body- bodycylindrical—選擇柱面—選擇孔面;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖9

(7)添加joint 5,由于是剛體,故只需固定桿的一端即可;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖10

第五步:劃分網格,由于各部件均為剛體,不會產生網格,故無需進行網格控制設置,直接生成即可;

第六步:添加角速度載荷;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖11

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖12

第七步:采用默認求解選項,設置進行求解;

第八步:查看結果;將joint 1拖動到solutionA6,出現joint proberesult selection選擇X axis,獲取運動軌跡及數據;

ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例的圖13

可以進行動畫設置,顯示機構運動。

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