鉸鏈連接的案例
SW對齒輪的有限元分析問題（對比ansys）
Geartrax生成的齒輪，圖5是參數
然后導入Solidworks，左下的齒輪鉸鏈連接，然后加了一個1N的轉矩，右邊的固定
仿真提示模型計算空間不夠，如果點no，如果左下齒輪沒有顯示，點yes，無解
模型導入ansys，左下齒輪圓柱固定，加了1N轉矩，右上齒輪完全固定，
求解結果嚴重形變（1N得力鋼就要形變？！）請問哪里設置錯誤了么
很想把我的模型傳上來，提示說該擴展無法上傳
機構運動仿真分析
網格模型如下圖所示：
1.2、創建剛性耦合
剛性耦合用于創建鉸鏈連接關系，注意剛性耦合中心點的位置。
1.3、創建rigid body
rigid body用于施加轉速，通過旋轉來帶動機構運動。
1.4、創建約束
本例中的約束是在ANSA中完成的，這個因人而異。
二、求解設置
1.1、分析步設置
選擇合適的分析類型，設置好計算時間。
1.2、接觸設置
摩擦系數設置為0.1，選擇合適的接觸類型。
1.3、鉸鏈創建
本例中需要創建很多鉸鏈，具體操作步驟請看視頻。
1.4、重力加速度
施加向下的重力場，用于模擬真實工作環境。
1.5、加載
轉動輪處施加轉速值，并添加幅值曲線，確保計算過程中的收斂性。
1.6、提交計算
三、后處理
1.1、位移云圖
1.2、應力
1.3、速度
1.4、某個節點的速度曲線
四、詳細操作視頻教程網址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15726
展開 輕量化自行車剎車
最后作品：
過程：
優化目標：比目前市場上頂級的輕量化V型剎車（下圖）重量更輕，且能達到受力、壽命要求
優化對象模型各部件：
導入INSPIRE設置鉸鏈連接與接觸方式
設置載荷分別為不按剎車，靜止時剎車，向前及向后剎車
設置材料為7075鋁，并按照加工方式CNC，設置形狀控制
得出結果后進行分析，大部分位置還是強度過剩，
于是進行迭代優化，
在重建模型時，給之前分析時安全系數較低的部分保留更多的余量。
再根據CNC的加工，
把擠出方向設置為之前的90度，其余設置與之前相同。
優化分析得出結果
根據分析結果，補強薄弱位置，重建模型之后再分析
確定合乎要求后，最后再進行求和、倒圓角等幾何操作
最終重量在不計一個小軸承和一根彈簧的情況下為15g，
加上其他零件之后，一輪份大約重量為50g~60g，相較目標的80g減重約30%
展開 某車型機罩自由模態分析 ￥2
以下幾點需要注意：
1、機罩總成需要包邊處理，在幾何處理時，就要考慮內外板包邊，避免內外板網格劃分完了再刪單元補包邊，費時費力還不準確；包邊厚度=2倍外板+內板，材料同外板材料，單獨賦予PID；
2、鉸鏈劃分六面體單元（模態分析也可以劃分殼單元，其他分析，推薦實體單元），厚度方向至少劃分3層，螺栓孔處做washer處理，節點數為偶數；其他打螺栓或者螺釘的孔位均做washer處理。
3、劃分網格時，保證幾何特征，特別是針對一些需要考察的位置，一定要保留幾何特征。
二、模型連接
機罩模型連接時，需要注意以下幾點：
1、螺栓孔直接用RBE2連接，抓washer孔內外圈兩圈；
2、鉸鏈處需要建立鉸鏈連接，nastran中可以建立CBAR單元，并給予鉸鏈屬性；Abaqus中可以建立B31或者HINGE單元；
3、打膠處理，機罩內外板之間需要打減震膨脹膠，1D里面用adhesive沿膠槽依次涂膠，需要建立減震膠屬性，減震膠模量15MPa；
4、 二保焊處理，鎖扣通過二保焊焊接在加強板上，這里用rbe2單元模擬二保焊，需要保證rbe2剛性單元垂直；
5、焊點，鈑金件之間通常是通過打焊點建立連接關系，機罩內板和鉸鏈加強板，以及鎖扣固定板之間均通過二層焊連接，建立途徑及類型，1D-spot-acm焊點；
三、工況
自由模態分析無需建立邊界條件，直接輸入需要提取的特征值上下限（v1、v2）或者輸入階數（ND）即可；自由模態的前六階為剛體模態，第七階為結構模態，如果對模型沒有信心，建議設置特征值上下限時輸出前六階剛體模態。
展開 
029. 通過 RBE2 和 RBE3 施加邊界條件（約束和力），有什么不同？
RBE2單元
RBE2單元是一種將運動和力的約束從一個節點（通常是中心或獨立節點）傳遞到周圍節點的剛體連接。在RBE2單元中，中心節點的位移和旋轉會直接施加到所有從節點上，這意味著所有從節點與中心節點之間的相對位移和旋轉為零。換句話說，從節點會嚴格遵循中心節點的位移和旋轉。
“RBE2 單元通常用于連接部件、應用固定邊界條件和其他需要剛性連接的場合。RBE2s強制其所包含的節點和自由度表現出剛體行為。當不需要/不希望使用連接元技術時，此工具可以用于快速直接創建和修改 RBE2s。”
使用場景：當需要確保一組節點以嚴格相同的方式移動時，如施加一個剛性盤或鉸鏈連接，或者當需要在一個位置施加力而將其傳遞到結構的多個點上時。
特點：具有高度剛性連接的特性，可以保證從節點與中心節點之間的運動一致性。
RBE3單元
相比之下，RBE3單元用于分配力和位移而不引入額外的剛度。RBE3允許其從節點根據質量或剛度的分布自由移動，而不是強制它們與中心節點有相同的位移。這意味著它用于力的均勻分配，而不是作為一個嚴格的剛體連接。
“RBE3 單元通常用于連接部件、附加非結構集中質量、施加載荷和邊界條件，以及其他需要分布式連接的地方。與 RBE2 不同，且與其名稱相反，RBE3不表現為剛體。RBE3 在構成節點和自由度之間創建了一個柔性連接，其中中心節點的位移等于其他節點位移的加權平均值。當不需要/不希望使用連接元技術時，此工具可以用于快速直接創建和修改 RBE3s。”
使用場景：當需要在結構上均勻分布負載或位移，而不顯著改變結構響應的本質時。例如，在一個大面積上施加壓力，需要該壓力均勻分布到該面積的所有節點上。
特點：提供了一種更加靈活的連接方式，允許從節點根據實際情況自由移動，而不是完全跟隨中心節點的移動。
展開 Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 Abaqus 三維剛架與桁架模型分析
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 汽車線束搭鐵設計策略
另外，通過鉸鏈連接的部位，不建議設置搭鐵點，如后背門上，因為鉸鏈連接部位易產生較大接觸電阻，形成電壓漂移。
2.2 搭鐵線設計
由于汽車上用電器較多，不可能讓每個用電器都單獨搭鐵，必然要把某些用電器的搭鐵線合并在一起，因此搭鐵線的接法就有以下2種，見圖2。
2種搭鐵線的接法各有優缺點，對比情況詳見表1。
無論使用哪種方法，都要綜合考慮盡可能地減短搭鐵線的長度、節省成本和提高性能。
搭鐵線走向設計要合理，且搭鐵線長度盡量短，同時也要和搭鐵點位置綜合考慮。
如蓄電池負極線、發動機搭鐵線等因導線截面積較大，所以一定要控制好線長及走向，減小電壓降；為增加安全性，發動機、車身一般都要單獨連接到蓄電池負極搭鐵。當控制器及子系統有特殊要求時，搭鐵應優先遵守其特殊的要求。如安全氣囊控制單元不僅要求獨立搭鐵，且要滿足規定長度（一般要求小于200 mm），保證線路損失最小。因此在前期布置安裝氣囊控制單元時，就要同時在控制單元附近設置單獨可靠搭鐵點，以保證系統性能。
另外，線束廠在生產線束時，一定要保證所有的搭鐵線壓接點壓接牢固，接觸可靠。布置在機艙內的線束搭鐵點，搭鐵線上要用帶膠的熱縮管處理。
2.3 搭鐵端子設計
搭鐵端子一般使用孔式端子，通過搭鐵螺栓或搭鐵螺母進行安裝固定。傳統圓形端子使用較為普遍，如圖3a所示。
但這種端子在裝配時會隨著螺栓或螺母的旋轉轉動，為了保證安裝后搭鐵線分支方向合理，安裝過程中就需要操作者用手把住線束，尤其是搭鐵線較粗的情況下，這種操作方式不是很便利（圖3b）。
搭鐵端子設計要合理，隨著線束設計的不斷改進，目前搭鐵端子的種類很多，可根據實車的具體情況進行選擇。目前使用較多的搭鐵端子都是有限位鉤的（圖4）。
展開 ABAQUS 6.6產品主要分析功能
它們可以分為 8 個大類，稱為單元族，包括：
- 實體單元
- 殼單元
- 薄膜單元
- 梁單元
- 桿單元
- 剛體元
- 連接元
- 無限元
ABAQUS 還包括其中針對特殊問題構建的特種單元如針對鋼筋混凝土結構或輪胎結構的加強筋單元（ *Rebar ）、針對海洋工程結構的土壤 / 管柱連接單元（ *Pipe-Soil ）和錨鏈單元 (*Drag Chain) 等，這些單元對解決各行業領域的具體問題非常有效。
另外，用戶還可以通過用戶子程序自定義單元種類。
◇載荷、約束及連接
- 載荷
載荷包括均勻體力、不均勻體力、均勻壓力、不均勻壓力、靜水壓力、旋轉加速度、離心載荷、彈性基礎，伴隨力效應，集中力和彎矩，溫度和其他場變量，速度和加速度等。
- 約束
除常規的約束外，還提供線性和非線性的多點約束 (MPC) ，包括剛性鏈、剛性梁、殼體 / 固體連接、循環對稱約束和運動耦合等。
- 連接
ABAQUS 強大的接觸對定義與分析功能為管接頭接觸密封分析，鉸鏈連接分析，殼體密封分析等帶來極大的便利。
展開 負泊松比材料簡介
早期的內凹六邊形結構由多個剛性桿通過鉸鏈連接而成，因此更確切地說是一種剛性桿組機構。
隨著對內凹結構認識的不斷深入，人們通過改變多邊形拓撲結構以及內凹結構的數量，相繼提出了雙箭頭胞元結構以及星型胞元結構。在不改變多邊形結構的前提下，還可以通過改變其胞壁形狀得到一類曲線內凹多邊形結構。三維內凹結構的提出則大多建立在二維內凹多邊形結構的基礎上，采用旋轉、反轉、陣列、柵格等方式將二維內凹結構映射至三維立體結構(四面體、六面體、八面體等)的方法可迸發出很多新奇的三維內凹結構。
旋轉剛體結構
旋轉剛體結構最早用于解釋晶體材料的負泊松比效應。無機晶體材料中方塊狀晶格通過彼此間的鉸鏈而連接在一起，呈周期排列。當橫向受壓縮時，連接處的鉸鏈旋轉使內部空隙趨向閉合，從而實現縱向收縮。
當矩形四條長邊相連時，內部空隙為菱形，胞元表現出各向異性；而當矩形長短邊相連時，內部空隙為平行四邊形，胞元表現出各向同性，且負泊松比始終為?1。此外，改變結構中剛性正方形的尺寸大小或者將矩形與正方形混合搭配都可以得到不同的旋轉剛體結構。
手性結構
如下圖所示的偏心對稱結構，由一個位于中心的圓形剛體以及6 條與之相切的柔性梁共同組成。由于該結構鏡像之后不與本體重合，類似于人類的左右手，因此也稱為手性結構(Chiral structure)。
展開 汽車座椅沖擊強度試驗時的CAE案例分析 附GB T 21563-2018 軌道交通 機車車輛設備沖擊
進行座椅沖擊強度試驗時，靠背骨架以實際機構的連接方式固定在白車身上，白車身固定在臺車上。座椅靠背兩側的鎖支架連接靠背鎖，車身鎖鉤與靠背鎖處于鎖止狀態，以固定靠背上部，靠背下部的邊支架和中支架分別通過螺栓固定在車身上，與車身形成鉸鏈連接。中間位置的安全帶與座椅集成一體，肩帶的上固定點在60%靠背上，左右位置的安全帶固定點均在車身上。座椅沖擊強度試驗主要是考察座椅結構件和連接件的強度和剛度。
圖2后排座椅結構圖
碰撞試驗成本昂貴而且難以得到內部關鍵部件的變形情況，給汽車座椅的設計帶來許多不便。計算機仿真在精度滿足工程要求的前提下能很好地解決上述問題。采用模擬計算的方法可在設計初期對座椅安全性作出預測，進行各種工況的碰撞模擬。
通過分析其內部零件變形和能量分布情況，提出改進方案和快捷的修改模型，而不必等待模具加工和樣品制造后再進行試驗，降低了開發成本，縮短了開發周期。
2.2 帶假人正撞負載試驗CAE分析
該車后排座椅中間位置的安全帶固定點設置在后排座椅上，發生正面碰撞時如果該位置有乘員佩帶安全帶，座椅可能會因為額外承受乘員的動載荷而出現更大的變形，導致乘員傷害。為提高座椅系統安全性能，企業標準要求:在后排中間位置放置一個HybridⅢ50百分位假人并系上安全帶，加載模擬汽車50km/h實車正面碰撞波形(圖3)進行正撞負載試驗，考核座椅結構強度和假人動態響應。
圖3實車對面碰撞波形圖
為了充分利用兩種算法的優勢，本文中采用大變形有限元和多剛體耦合方法對帶假人的座椅負載安全性進行CAE分析。
展開 
機械工程中多體動力學的運用進展
多體動力學的概念及研究價值
多體動力學的研究是建立在多個物體動力學上，所以又稱之為多體系統動力學，多個物體通過特定的鉸鏈連接起來，形成一種復雜的系統。這些物體根據性質不同， 可以分為多剛體系統和多柔性多體系統。多體系統動力學的研究涵蓋了多種學科，包括動力學、分析力學、有限元理論、連續介質力學、計算力學、控制理論等。
多體動力學的研究具有重大價值，它推動了機械工程行業的快速發展。多體系統動力學中的機械系統仿真分析技術使用的最為廣泛，其中有ADAMS和DADS兩個系統的應用，這兩個系統可以對產品進行建模和求解，從而預測產品的性能，幫助實現產品最優化。尤其在機械工程領域的產品都是復雜的系統，通過經典力學來求解很難達到理想的效果，現在多體系統動力學已經廣泛的應用在機械工程的很多領域。
多體動力學在機械工程領域應用
1. 多體動力學在航空航天領域的應用
航空航天領域是我國重要的科學發展領域，近年來也是不斷在技術上有所突破，成為世界航天航空技術領先的國家之一。飛機是一架精密的儀器，里面的各個部件都是通過科學的設計才能到達完美的融合。飛機的機身設計、零件制造、航空發動機等，都需要多體動力學的應用。比如飛機的外形設計，主要分為繪圖、流體力學分析、力學分析、多體力學分析、系統控制幾個方面。有了多體動力學的分析，可以很好的在計算機上建立飛機的模型，從而對飛機模型進行最優化分析，大大減少了人力物力的浪費，也可以避免很多設計誤差。
展開 一種小型固定翼無人機彈射系統的設計 ￥49.9
</p><p>1.2 工作原理</p><p>圖1為彈射系統的系統框圖，彈射系統可以分為三大部分：由接觸腹板和定位側板組成的無人機限位滑道；由定滑輪、鋼絲和拉簧組成的彈射動力裝置；由光軸支座、光軸、直線軸承、連接板、活動牽引鉤、導向臂、導向塊、絲杠、絲桿螺母、聯軸器、電機組成的彈射復位裝置。</p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202502/08186d9802ebb6d25109f29da2d8adf6.png"></p><p class="ql-align-center">圖1彈射系統框圖</p><p>圖2為固定翼彈射系統的三維原理圖，圖3為俯視圖。在本文所設計的彈射平臺中，拉簧與鋼絲相連，并通過前端的定滑輪實現提供牽引力的拉簧變向以在保證發射行程不變的基礎上減小整個發射平臺的長度。初始位置時，拉簧由于長度原因被稍微拉緊，鋼絲到達其位置的最前面同時被緩沖塊擋住。</p><p>在使用時，首先將整個平臺以相對于地面一定角度放置（一般為25~45°之間），在限位滑道前端放入一枚無人機，電機驅動連接板帶動活動牽引鉤向前運動直到接觸到鋼絲。活動牽引鉤與其相連接的方式為鉸鏈連接，且在其前端有一定坡度，因而當活動牽引鉤接觸到鋼絲并繼續向前運動一小段距離時，鉤子被有預張緊力的鋼絲下壓并最終勾到鋼絲。完成這一動作后，電機反轉通過連接板和活動牽引鉤向后拉動鋼絲，同時拉簧的活動端向前運動實現拉簧的蓄力；當整個鋼絲牽引機構運動到后端時，導向臂端部安裝的軸承接觸導向塊進而向上帶動導向臂，而由于活動牽引鉤與導向臂分別在連接鉸鏈的兩端，所以活動牽引鉤向下運動，從而釋放鋼絲。
展開 南方科技大學葛锜《AM》強機械，UV固化的形狀記憶高分子聚合物，用于4D打印數字光處理
d）印刷后的形狀的印刷SMP晶格鉸鏈快照。e）臨時折疊形狀的印刷SMP晶格鉸鏈快照。f）智能表的快照，該智能表由八個SMP網格鉸鏈組成，這些鉸鏈連接了桌面和四個支腳。g）將智能表編程為2D緊湊形狀。h）演示顯
示智能表能夠支持重負載。
圖6
演示了
tBA–AUD SMP在航空航天中的應用。
a–c）具有微通道的SMP智能鉸鏈的設計插圖，電阻絲可以穿過該通道進行焦耳加熱。d–g）所打印的SMP智能鉸鏈的相應快照。h–k）推斷的圖像捕獲了焦耳加熱激活的恢復。l–n）演示基于SMP智能鉸鏈的可展開太陽能電池板。l）具有緊湊形狀的太陽能電池板的航天器。m）太陽能電池板的部署過程。n）充分部署的太陽能電池板，可發電以為電動機供電并點亮LED。
【總結】
團隊已經報道了一種機械堅固且可紫外線固化的形狀記憶聚合物系統，該系統與基于
DLP的3D打印系統兼容，可制造具有高分辨率和高度復雜幾何形狀的4D打印結構。
tBA-AUD SMP系統主要由作為線性鏈構建劑的tBA和作為交聯劑的AUD組成。AUD交聯劑賦予tBA-AUD SMP系統很高的可變形性和抗疲勞性，因此打印的樣品可以拉伸多達1240％，并重復加載超過10000次。
團隊
進行了全面的實驗，以研究AUD交聯劑對熱機械性能的影響，例如tBA-AUD SMP系統的動態機械性能，應力-應變關系，形狀記憶行為和抗疲
勞性。團隊還提出了高度可變形的
tBA-AUD SMP系統的變形機制，這是AUD交聯劑的高分子量與氫鍵共同作用的結果。
團隊
進行了實驗以成功證明
該
假設。
最后，展示了兩個應用程序來展示tBA-AUD SMP在智能家具和航空航天領域的潛力。
展開 南方科技大學葛锜《AM》強機械，UV固化的形狀記憶高分子聚合物，用于4D打印數字光處理
d）印刷后的形狀的印刷SMP晶格鉸鏈快照。e）臨時折疊形狀的印刷SMP晶格鉸鏈快照。f）智能表的快照，該智能表由八個SMP網格鉸鏈組成，這些鉸鏈連接了桌面和四個支腳。g）將智能表編程為2D緊湊形狀。h）演示顯
示智能表能夠支持重負載。
圖6
演示了
tBA–AUD SMP在航空航天中的應用。
a–c）具有微通道的SMP智能鉸鏈的設計插圖，電阻絲可以穿過該通道進行焦耳加熱。d–g）所打印的SMP智能鉸鏈的相應快照。h–k）推斷的圖像捕獲了焦耳加熱激活的恢復。l–n）演示基于SMP智能鉸鏈的可展開太陽能電池板。l）具有緊湊形狀的太陽能電池板的航天器。m）太陽能電池板的部署過程。n）充分部署的太陽能電池板，可發電以為電動機供電并點亮LED。
【總結】
團隊已經報道了一種機械堅固且可紫外線固化的形狀記憶聚合物系統，該系統與基于
DLP的3D打印系統兼容，可制造具有高分辨率和高度復雜幾何形狀的4D打印結構。
tBA-AUD SMP系統主要由作為線性鏈構建劑的tBA和作為交聯劑的AUD組成。AUD交聯劑賦予tBA-AUD SMP系統很高的可變形性和抗疲勞性，因此打印的樣品可以拉伸多達1240％，并重復加載超過10000次。
團隊
進行了全面的實驗，以研究AUD交聯劑對熱機械性能的影響，例如tBA-AUD SMP系統的動態機械性能，應力-應變關系，形狀記憶行為和抗疲
勞性。團隊還提出了高度可變形的
tBA-AUD SMP系統的變形機制，這是AUD交聯劑的高分子量與氫鍵共同作用的結果。
團隊
進行了實驗以成功證明
該
假設。
最后，展示了兩個應用程序來展示tBA-AUD SMP在智能家具和航空航天領域的潛力。
展開 