扭矩圖的案例
ANSYS與材料力學(xué)系列教程之扭轉(zhuǎn)（一）
τ=Gγ
當(dāng)我們研究桿件軸力與截面位置的關(guān)系時，需要繪制軸力圖；同樣，當(dāng)我們研究桿件扭矩與截面位置的關(guān)系時，需要繪制
扭矩圖。與繪制軸力圖的方法一樣，繪制扭矩圖也用到
截面法來計算扭矩。下面討論例題3-1的材料力學(xué)解法和AMSYS解法。
一、材料力學(xué)解法：
Step1：分析受力，并計算外力偶矩。受力計算簡圖如下圖所示：
Step2：由軸的計算簡圖，使用截面法計算各軸段的扭矩。
Step3：根據(jù)計算結(jié)果，繪制扭矩圖如下圖所示：
根據(jù)扭矩圖可以看出，最大扭矩Tmax發(fā)生在CA段，其值為9.56kN·m。
二、ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為扭轉(zhuǎn)軸，結(jié)果需要輸出扭矩圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1：在SCDM中創(chuàng)建線體模型。
由于題目中沒有給出結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，且?guī)缀纬叽鐚τ嬎憬Y(jié)果沒有影響，所以我們隨意給定了一些結(jié)構(gòu)尺寸：軸徑為10mm，BC=CA=AD=50mm。
幾何線體模型建立好以后，
使用share命令進(jìn)行共享拓?fù)洳僮?。建立好的幾何模型如?em>圖所示。（具體建模及share操作見
《ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（一）》）
Step2：網(wǎng)格劃分。
自由網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸設(shè)置為5mm。
展開 一文讀懂怎么使用ANSYS中的遠(yuǎn)端力
筆者從材料力學(xué)書上找到了一個類似的題目：
本文我們只探討繪制彎矩圖和扭矩圖。按照傳統(tǒng)做法，我們首先把每個齒輪上的作用力向該齒輪所在處軸的截面形心簡化：2個徑向力可以根據(jù)力的可傳性直接平移到傳動軸上，2個切向力可以根據(jù)力的平移定理等效移動到傳動軸上。繪制受力圖如下：
分別繪制Z向（c）、Y向（d）的彎矩圖以及扭矩圖（e）如下：
讀者考慮，如果我們要在ANSYS中繪制該題的彎矩圖和扭矩圖，該怎么操作呢？是不是還和材料力學(xué)的做法一樣，先將力向傳動軸形心進(jìn)行簡化呢？使用ANSYS做的話，肯定不用這么麻煩了，那我們應(yīng)該怎么加載齒輪上的切向力呢？下面該本文的主角
Remote Force出場了。
首先我們使用ANSYS求解下該題，由于今天主角是Remote Force，所以其他操作筆者簡單說一下，有疑問可以私信筆者。
Step1：創(chuàng)建幾何模型。
根據(jù)題目中齒輪軸的幾何尺寸和受力位置，在SCDM中創(chuàng)建線體模型，并共享重合拓?fù)洹? Step2：創(chuàng)建Path用來繪制彎矩扭矩圖。
Step3：網(wǎng)格劃分
自由網(wǎng)格劃分，尺寸設(shè)置為20mm。
Step4：載荷及邊界條件設(shè)置。
為了施加載荷及邊界條件方便，我們將坐標(biāo)系方位改為題目中的方位。
1 .載荷：徑向力和切向力。
徑向力：使用Force，位置和大小根據(jù)題目條件。
切向力：使用Remote Force，方法如下：點擊Static Structural (A5)，選擇Loads→Remote Force。
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5.5.2 動力學(xué)仿真曲線圖
如圖5-19和5-20，各個曲線變化過程中沒有出現(xiàn)斷點，說明本機器人結(jié)構(gòu)總體的布局合理，機器人在工作過程中各關(guān)節(jié)能按照運動規(guī)劃要求平穩(wěn)運行。
圖5-19 J1、J2、J3角位移曲線
(a)J1的角速度和角加速度曲線
(b)J2的角速度和角加速度曲線
(c)J3的角速度和角加速度曲線
圖5-20 關(guān)節(jié)角速度與角加速度
5.5.3 關(guān)節(jié)扭矩曲線圖
如圖5-21，肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)處于同一豎直線上，兩關(guān)節(jié)扭矩的值大小相等。在0到1秒之間，小臂和大臂逐漸展成水平狀態(tài)，當(dāng)完成展成水平狀態(tài)時，肩關(guān)節(jié)扭矩達(dá)到最大值，同時腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)啟動慣性力矩也達(dá)到最大值，在運動過程中，小臂全程處于水平狀態(tài)下，理論上來說肘部關(guān)節(jié)扭矩應(yīng)保持不變，但由圖中曲線可以看出，肘部關(guān)節(jié)扭矩有較大波動，此外，肩關(guān)節(jié)扭矩在1到2秒和3到4秒也有較大波動，原因是機器人是一種存在復(fù)雜耦合關(guān)系的機械系統(tǒng)，各個關(guān)節(jié)的運動會對其他關(guān)節(jié)的運動造成一定的影響。
（a）關(guān)節(jié)J1的扭矩變化圖
(b)關(guān)節(jié)J2的扭矩變化圖
(c)關(guān)節(jié)J3的扭矩變化圖
圖5-21 關(guān)節(jié)扭矩圖
機械臂admas建模
工況下末端的路徑規(guī)劃
J1、J2、J3角位移曲線 J1、J2、J3角速度曲線
J1、J2、J3角加速度曲線關(guān)節(jié)J1的扭矩變化圖關(guān)節(jié)J2的扭矩變化圖關(guān)節(jié)J3的扭矩變化圖
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展開 基于ansys的梁格法曲線橋梁分析 ￥3
基于ansys的梁格法曲線橋梁分析
一、工程背景
曲線連續(xù)梁橋總體布置及主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面見下圖，材料采用C50混凝土，彈性模量為Eh=3.45e4MPa，泊松比為μ=0.2。全橋結(jié)構(gòu)在支承處設(shè)置厚度為50cm的橫隔板（不考慮過人洞）。
二、梁格法
三、Ansys計算分析
1、命令流見附件！
2、計算結(jié)果圖
單元圖：
自重載荷作用下的位移云圖：
縱梁：
整體縱梁剪力圖：
整體縱梁扭矩圖：
整體縱梁彎矩圖：
1#縱梁剪力圖：
1#縱梁扭矩圖：
1#縱梁彎矩圖：
2#縱梁剪力圖：
2#縱梁扭矩圖：
2#縱梁彎矩圖：
3#~5#縱梁剪力圖：
3#~5#縱梁扭矩圖：
3#~5#縱梁彎矩圖：
詳細(xì)命令流見附件，感興趣的可以查看！
展開 
ANSYS實用功能解析系列教程(三)—Remote Force(遠(yuǎn)端力)
筆者從材料力學(xué)書上找到了一個類似的題目：
本文我們只探討繪制彎矩圖和扭矩圖。按照傳統(tǒng)做法，我們首先把每個齒輪上的作用力向該齒輪所在處軸的截面形心簡化：2個徑向力可以根據(jù)力的可傳性直接平移到傳動軸上，2個切向力可以根據(jù)力的平移定理等效移動到傳動軸上。繪制受力圖如下：
分別繪制Z向（c）、Y向（d）的彎矩圖以及扭矩圖（e）如下：
讀者考慮，如果我們要在ANSYS中繪制該題的彎矩圖和扭矩圖，該怎么操作呢？是不是還和材料力學(xué)的做法一樣，先將力向傳動軸形心進(jìn)行簡化呢？使用ANSYS做的話，肯定不用這么麻煩了，那我們應(yīng)該怎么加載齒輪上的切向力呢？下面該本文的主角
Remote Force出場了。
首先我們使用ANSYS求解下該題，由于今天主角是Remote Force，所以其他操作筆者簡單說一下，有疑問可以私信筆者。
Step1：創(chuàng)建幾何模型。
根據(jù)題目中齒輪軸的幾何尺寸和受力位置，在SCDM中創(chuàng)建線體模型，并共享重合拓?fù)洹? Step2：創(chuàng)建Path用來繪制彎矩扭矩圖。
Step3：網(wǎng)格劃分。
自由網(wǎng)格劃分，尺寸設(shè)置為20mm。
Step4：載荷及邊界條件設(shè)置。
為了施加載荷及邊界條件方便，我們將坐標(biāo)系方位改為題目中的方位。
1 .載荷：徑向力和切向力。
徑向力：使用Force，位置和大小根據(jù)題目條件。
切向力：使用Remote Force，方法如下：點擊Static Structural (A5)，選擇Loads→Remote Force。
展開 知識分享 | 一幅圖帶你了解扭矩傳感器的四個負(fù)載極限
</span></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">最大工作扭矩</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">定義了可確保測量精度下的扭矩</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">最大允許值</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">。實際應(yīng)用中，扭矩測量系統(tǒng)可以使用至最大允許值，但是最好</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">在額定和最大工作扭矩值之間</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">對輸出信號進(jìn)行監(jiān)控。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">如果傳感器在額定扭矩和最大工作扭矩之間使用，可能會發(fā)生輕微的零信號偏移，但這不被視為違反規(guī)范。在以最大工作扭矩工作時，會降低扭矩傳感器測量性能。最大工作扭矩限制由傳感器</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">電子特性</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">（如內(nèi)部放大器調(diào)理范圍）或</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">機械特性</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">（如過載保護(hù)）給出。對于既沒有內(nèi)部電子設(shè)備，也沒有機械過載保護(hù)的傳感器，最大工作扭矩和極限扭矩通常是相同的。
展開 汽車線束中螺栓的擰緊技術(shù)
圖8為扭矩衰減曲線圖。
圖8 扭矩衰減曲線圖
圖9 硬連接靜態(tài)扭矩測量值
硬連接上由于較高的靜態(tài)摩擦力，靜態(tài)扭矩可 能要比動態(tài)扭矩要高。圖9中倒V的拐點即是扭力扳手測得的硬連接上的靜態(tài)扭矩。
06
軟連接螺栓擰緊方案設(shè)計實例
2013年9月， 我公司的某車型儀表線束的熔斷絲盒螺栓擰緊出現(xiàn)品質(zhì)問題，隨后主機廠又組織相關(guān)人員對我公司進(jìn)行一次審核，審核后要求我公司針對該車型的儀表線束螺栓擰緊必須進(jìn)行二次靜態(tài)扭矩驗證，并且要求每月將扭矩驗證數(shù)據(jù)匯總提交給該主機廠品質(zhì)部門。
該儀表線束產(chǎn)品設(shè)計中， 要求熔斷絲盒中M5螺栓的扭矩為4.5 （+0.0， -0.3） Nm， 也未注明是螺栓擰緊時的動態(tài)扭矩還是螺栓擰緊后的靜態(tài)扭矩值。
展開 電機測試 | 扭矩波動對效率功率結(jié)果的影響
通過調(diào)查圖10)中所示的電流和電壓顏色圖可知，正如預(yù)期所料由于電機采用四個極對結(jié)構(gòu)，因此出現(xiàn)了很明顯的四階數(shù)據(jù)。然而，該四階數(shù)據(jù)對扭矩波動的影響很小扭矩信號可以看作是340 Hz存在的共振，由此增加了幾階。在扭矩圖中觀察到階次的并非由電機的四個極對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生，而是因電機中的其他物理部件（即主軸共振）所產(chǎn)生。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddrwJJQTERO0DIDX8zEYMaic565KKTQF5uXze7iaW3F9PhKiaAMpA18vs7WTo7ibmYwRuXXULtiarUJtDQQ/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><em>圖8 SRM電動機與IM電動機的徑向力及扭矩對比</em></p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddrwJJQTERO0DIDX8zEYMaic5wVKrGVKoIAicLy7SNPXiam15Yr6AqGFwZo4scH6a44arS96Aiaibicaebcg/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><em>圖9 硬件和軟件配置</em></p><p><br></p><p><br></p><p>將NVH與電力電子測量技術(shù)相結(jié)合有助于了解電動機的NVH性能。同時明確導(dǎo)致扭矩波動的諧振頻率。接下來是結(jié)合傳統(tǒng)NVH測試了解電動機結(jié)構(gòu)和運行情況，確定共振來源以尋找減少扭矩波動的解決方案。
展開 新能源電動汽車電動汽車驅(qū)動電機控制器結(jié)構(gòu)與功能
扭矩執(zhí)行
正扭矩執(zhí)行：駕駛員踩油門時，整車控制器發(fā)送正扭矩值給電機控制器，電機系統(tǒng)驅(qū)動車輛運行；如圖所示為正扭矩執(zhí)行圖。
負(fù)扭矩執(zhí)行：駕駛員踩剎車時，整車控制器發(fā)送負(fù)扭矩值給電機控制器，電機系統(tǒng)將能量反饋到動力蓄電池，實現(xiàn)能量回收。如圖所示為負(fù)扭矩執(zhí)行圖。
4. 放電功能
電機控制器內(nèi)含有大容量電容，考慮電容自行放電時間長存在高壓安全風(fēng)險，故電機系統(tǒng)需具備放電功能。
5. 安全保護(hù)功能
電機系統(tǒng)具備故障檢測、故障提醒、故障處理等安全保護(hù)功能。
如圖所示為控制器功能示意圖。
展開 新能源電動汽車電動汽車驅(qū)動電機控制器結(jié)構(gòu)與功能
扭矩執(zhí)行
正扭矩執(zhí)行：駕駛員踩油門時，整車控制器發(fā)送正扭矩值給電機控制器，電機系統(tǒng)驅(qū)動車輛運行；如圖所示為正扭矩執(zhí)行圖。
負(fù)扭矩執(zhí)行：駕駛員踩剎車時，整車控制器發(fā)送負(fù)扭矩值給電機控制器，電機系統(tǒng)將能量反饋到動力蓄電池，實現(xiàn)能量回收。如圖所示為負(fù)扭矩執(zhí)行圖。
4. 放電功能
電機控制器內(nèi)含有大容量電容，考慮電容自行放電時間長存在高壓安全風(fēng)險，故電機系統(tǒng)需具備放電功能。
5. 安全保護(hù)功能
電機系統(tǒng)具備故障檢測、故障提醒、故障處理等安全保護(hù)功能。
如圖所示為控制器功能示意圖。
展開 干貨！公眾號精華文章匯總~
資料分享
01
左中括號
心路歷程
左中括號
01 我的有限元學(xué)習(xí)之路
0
2
左中括號
ANSYS與材料力學(xué)系列課程
左中括號
01 使用ANSYS繪制軸力和軸力圖
02 平面應(yīng)力和平面應(yīng)變
03 提取任一截面上的應(yīng)力
04 胡克定律
05 拉（壓）桿的應(yīng)變能
06 應(yīng)力集中
問題
07 材料力學(xué)知識回顧與WB中剛性梁的探討
08 使用ANSYS繪制扭矩和扭矩圖
09 扭轉(zhuǎn)桿的應(yīng)變能
10 使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
11 非對稱彎曲梁的正應(yīng)力分析（一）
12 非對稱彎曲梁的正應(yīng)力分析（二）
0
展開 
再讀材料力學(xué)（機械行業(yè)最重要的力學(xué)之一）
附錄：
材料力學(xué)（劉鴻文第四版）
目錄
第一章 緒論
1.1 材料力學(xué)的任務(wù)；1.2 變形體的基本假設(shè)
1.3 外力的分類；1.4 內(nèi)力與應(yīng)力
1.5 變形與應(yīng)變；1.6 桿件變形的基本形式
第二章 拉壓與剪切
2.1 軸向拉壓；2.2 軸向拉壓的橫截面應(yīng)力
2.3 軸向拉壓的斜截面應(yīng)力；2.4 材料的拉伸力學(xué)性能
2.5 材料的壓縮力學(xué)性能；2.6 溫度和時間對材料力學(xué)性能的影響
2.7 安全系數(shù)；2.8 軸向拉壓的變形
2.9 軸向拉壓的應(yīng)變能；2.10 拉壓超靜定問題
2.11 溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力；2.12 應(yīng)力集中
2.13 剪切和擠壓
第三章 扭轉(zhuǎn)
3.1 扭轉(zhuǎn)；3.2 扭矩圖
3.3 純剪切；3.4 圓軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
3.5 圓軸的扭轉(zhuǎn)變形；3.6 螺旋彈簧的應(yīng)力和變形
3.7 非圓桿的扭轉(zhuǎn)；3.8 薄壁桿的自由扭轉(zhuǎn)
第四章 彎曲內(nèi)力
4.1 彎曲；4.2 彎曲的簡化
4.3 剪力和彎矩；4.4 剪力圖和彎矩圖
4.5 荷載、剪力和彎矩的關(guān)系；4.6 平面曲桿的彎曲內(nèi)力
第五章 彎曲應(yīng)力
5.1 純彎曲；5.2 純彎曲應(yīng)力
5.3 橫力彎曲應(yīng)力；5.4 彎曲切應(yīng)力
5.5 彎曲理論的基本假設(shè)5.6 提高彎曲強度的措施（降低彎曲應(yīng)力的措施）
第六章 彎曲變形
6.1 彎曲變形；6.2 撓曲線微分方程
6.3 積分法求彎曲變形；6.4 疊加法求彎曲變形
6.5 超靜定梁；6.6 提高彎曲剛度的措施
第七章 強度理論
7.1 應(yīng)力分析；7.2 二向和三向應(yīng)力狀態(tài)實例
7.3 二向應(yīng)力狀態(tài)-解析法；7.4 二向應(yīng)力狀態(tài)
展開 AH-1G直升機旋翼在前飛工況考慮周期變距的CFD仿真
感興趣可加qq：278427938詳談
采用運動嵌套網(wǎng)格方法，計算結(jié)果與NASA實驗數(shù)據(jù)對比較吻合
槳葉參數(shù)
該飛行狀態(tài)下槳葉的周期變距運動方程是：
槳葉位于0°和180°方位角時的壓力云圖
槳葉位于45°和225°方位角時的壓力云圖
槳葉位于90°和270°方位角時的壓力云圖
槳葉位于135°和315°方位角時的壓力云圖
旋翼拉力監(jiān)視圖
旋翼扭矩監(jiān)視圖
球體的赫茲接觸計算與ANSYS實現(xiàn)
07 材料力學(xué)知識回顧與WB中剛性梁的探討
08 繪制扭矩和扭矩圖
09 扭轉(zhuǎn)桿的應(yīng)變能
10 繪制梁的剪力圖和彎矩圖
ANSYS實用功能詳解系列
01 Weak Spring-弱彈簧
02 End Releases-端部釋放
03 Remote Force-遠(yuǎn)端力
安裝教程及安裝包分享
01 ANSYS 2020 R2 安裝教程及安裝包分享
02 HyperWorks 2020 安裝教程及安裝包分享
03 ANSYS 2020 R2 安裝教程及安裝包分享
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展開 ANSYS與材料力學(xué)之扭轉(zhuǎn)（二）
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ANSYS與材料力學(xué)系列課程
01 繪制軸力和軸力圖
02 平面應(yīng)力和平面應(yīng)變
03 提取任一截面上的應(yīng)力
04 胡克定律
05 拉（壓）桿的應(yīng)變能
06 應(yīng)力集中
07 材料力學(xué)知識回顧與WB中剛性梁的探討
08 繪制扭矩和扭矩圖
ANSYS實用功能詳解系列
01 Weak Spring-弱彈簧
02 End Releases-端部釋放
03 Remote Force-遠(yuǎn)端力
ANSYS分析實例系列
01 齒輪動態(tài)接觸分析
