作者：圓周率

    近日在Ansys WB群內有網友曬出一張gif動態圖，該圖為一個搖臂機構的運動圖（見圖1），從圖中筆者判斷該機構運動是采用ansys經典界面內MPC184單元控制其運動（此時心中不由佩服作者聰聰使用ansys經典界面的能力，原文點擊https://mp.weixin.qq.com/s/qdMjw3zBKpdFvpHRlZmX2Q）。許久以前筆者曾經使用過經典界面的MPC184單元，該單元運動類型有很多，旋轉、平動等等各類機構運動形式都可以在單元內選擇。

圖1 搖臂機構運動圖（摘自網友“聰聰”文章內的截圖）

    應其他網友的好奇心，詢問WB平臺是否具有對搖臂機構仿真的能力，故筆者通過此文講述一下如何通過WB平臺對此機構的仿真。

    首先從建模開始，筆者采用WB的DesignModeler對本機構建模（如圖2），

圖2 建模圖

     在XY平面建立三個草圖（如圖3），分別為十字支架，搖臂OC,搖臂BC及CA（注意：搖臂BC和CA不能為一條直線，必須分成兩段，分別為BC及CA，主要是考慮到OC與ACB的連接，后續mechanical環境設置時C點需要設置旋轉副）。

圖3

   下面開始在DesignModeler內概念建模，點擊concept—Lines from Sketches,分別基于剛剛繪制的三個草圖建立Line1、Line2及Line3（注意：建立Line2和Line3時，其Detail View內的operation必須設置成Add frozen，讀者知道這是為什么嗎？如圖4及圖5）。

圖4

圖5

    現在開始建立此機構的梁截面，點擊concept—cross section—circular，筆者統一使用一個圓截面作為十字支架及兩個搖臂的梁截面，圓半徑各位網友可以根據自己模型的相對大小定制，如圖5。

圖6

    最后為三個Line body設置剛剛生成的圓截面。如圖7

圖7

    關閉DesignModeler，拖入Transiant structure至A2 geometry，雙擊B3 Model進入mechanical環境。如圖8

圖8

    因為本案例并不關心梁單元的應力狀態，故將三根梁均設置成剛體。如圖9

圖9 設置梁為剛體

    接下來開始設置本案例的重點——運動副。本例中需要對O、A、B、C 4個點分別設置運動副。

    首先對B點設置運動副，插入joint，并將connection type設置成BODY-BODY,Refence內選擇十字支架豎向的兩根線，Mobile內選擇B點。因為B點需要繞其局部坐標系Y軸轉動，并且沿著Z軸平動，故將繞Y軸的轉動及沿Z軸的平動釋放，如圖10。

圖10  B點運動副設置詳圖

  其余運動副的設置如下（假定其余點的joint局部坐標系與B點相同）：

  A點：connection type為body—body，釋放繞Y軸的轉動及沿X軸的平動；

  C點：connection type為body—body，釋放繞Y軸的轉動；

  O點：connection type為body—ground，釋放繞Y軸的轉動；

  通過joint內fixed固定十字支架十字交線處的點。

  添加O點處joint動力，動力源為0~360度旋轉一周，如圖11.

  

圖11

設置Analysis settings，如圖12.

圖12

    全部設置成功，開始計算，計算結果如圖13.

圖13

   至此本文結束，如有其它不明之處可向筆者詢問。