固連的案例
設計仿真 | Adams_Controls變拓撲分析
另外，定義兩個對應的sensor，為了方便，以時間為監測對象，分別設置了8秒和10秒的觸發時間，也即8秒后與小球固連的部件自由落體，10秒后與平衡木固連的部件自由落體。最后，定義了回調對象，指定回調子程序。具體如下所示：
總 結
通過回調函數子程序與傳感器的聯合應用，在Adams/Controls聯合仿真中，可以有效地完成約束的失效等類似腳本仿真實現的功能，甚至一些腳本仿真實現不了的功能。這為擴展Adams/Controls聯合仿真應用場景提供了便利條件，為復雜的機電仿真工況模擬提供了新的手段。
LS-DYNA 中的接觸界面模擬(1)
由于節點約束算法較為復雜，目前在LS-DYNA 程序中僅用于固連與固連一斷開類型的
接觸界面（統稱固連界面），主要用來將結構網格的不協調兩部分聯結起來。
3.2 Distributed Parameter Method
分配參數法也是發展較早的一種接觸界面算法，Wilkins 在1964 年將該算法成功地應用
到HEMP 程序中，Burton 等在1982 年將其應用于 TENSOR 分析程序中。與節點約束法相
比，這種算法具有較好的網格穩定性，因此被 DYNA 采用。目前，在LS-DYNA 程序中用
來處理接觸一滑動界面的問題。
該方法的基本原理是：將每一個正在接觸的從單元(slave element)的一半質量分配到被
接觸的主面面積上，同時根據每個正在接觸的從單元的內應力確定作用在接受質量分配的主
面面積上的分布壓力。在完成質量和壓力的分配后，修正主面的加速度。然后對從節點的加
速度和速度施加約束，以保證從節點在主面上滑動，不允許從節點穿透主表面，從而避免了
反彈現象。
這種算法主要用來處理接觸界面具有相對滑移而不可分開的問題。因此，在結構計算中，
該算法并沒有太多的用處。它最典型的應用是處理爆炸等問題，炸藥爆炸產生的氣體與被接
觸的結構之間只有相對滑動而沒有分離。
3.3 Penalty Method
該算法于1981 年有Huag 等人，1982 年8 月開始用于 DYNA2D 中[2]。現在，罰函數法
已發展為一種非常用的接觸界面算法，在數值計算中被廣泛應用。
罰函數法的基本原理是：在每一個時間步首先檢查各從節點是否穿透主面，如沒有穿透
不作任何處理。如果穿透，則在該從節點與被穿透主面間引入一個較大的界面接觸力，其大
小與穿透深度、主面的剛度成正比。這在物理上相當于在兩者之間放置一法向彈簧，以限制
從節點對主面的穿透。接觸力稱為罰函數值。
展開 LS-Dyna中的Tied接觸類型及其對應關鍵字（ 附一個shell to solid的案例）
基于約束法的tied接觸（如上面兩個關鍵字定義的接觸）不能用于將剛體固連到可變形體或其他剛體上，可以使用該*CONSTRAINED_EXTRA_NODES命令和剛體EXTRA NODES綁定到剛體的可變形體的節點。涉及到剛體的tied接觸，可以用OFFSET選項。
2、僅約束平移自由度，無失效，存在offset
這種接觸類型與上述相同，但允許主段和從節點之間存在offset。Offset tied接觸使用基于罰函數算法，因此可用于固連剛體。這種接觸類型常用的關鍵字有：
*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE_OFFSET
*CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_OFFSET
如果接觸面非常接近，則這種接觸類型效果最佳，因為不考慮由于offset而產生的力矩。但是，由于旋轉自由度不受影響，因此上面的偏移接觸不應用在梁和殼等結構單元中。
3、約束平移和旋轉自由度，有失效，無offset
這種接觸面使用動力約束法將從節點固連到主段，并處理平移和旋轉自由度。另外，*MAT_SPOTWELD可以對點焊縫進行建模，在與梁單元組合時，可以定義失效。這種接觸類型常用的關鍵字有：
*CONTACT_TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE
*CONTACT_SPOTWELD
*CONTACT_SPOTWELD_WITH_TORSION
使用上述類型，節點被投影到主段上。對于*CONTACT_SPOTWELD，這是非常重要的，因為對點焊進行建模的梁需要盡可能長，以盡量減小質量比例，這對于計算具有合理的時間步長很有必要。使用TORSION選項，對點焊進行建模的梁中的扭轉力作為等效力傳遞到主表面的周圍節點，然后對梁施加關于軸線的旋轉約束。
展開 LS-DYNA_關于接觸的一些概念，參數設置 ￥200
LS-DYNA_固連接觸 tied contact（注：以下內容整理可能存在錯誤）
用于將從節點約束、限定在主面上
一般是非對稱接觸類型
主、從接觸面最好不要以Parts ID形式，應采用node/segment的形式輸入
固一連接觸類型豐富，采用的接觸算法不一致，下面分別介紹。
Translational DOF only, No Failure, No Offset
采用動態約束算法，因此不能將剛體約束到可變形體或剛體。
僅約束從節點的平動自由度（這里是不是只是針對下面兩個關鍵字舉例的？？？），不考慮接觸的失效，不允許從節點的偏置。如果從節點與對應的主段間有微小的距離，采用正交投影的方法將從節點移動到主面上，因此，初始幾何構形可能有微小的改變。
關鍵字舉例
下面兩個關鍵字對應最常用的兩種固連接觸。這兩種接觸在數值處理上是完全一樣的，僅在輸入數據格式上有所不同。
*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE
*CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE
Translational DOF only, No Failure, With Offset
采用罰函數算法，可用于剛體相應的約束。
允許主、從面間存在微小的距離（從節點與主面間存在偏移）
由于從節點的偏置,可能會引起附加的動量矩。但在這種類型的接觸中,不考慮偏置引起的動量矩。因此,主、從面必須相當的接近。
展開 
基于 RADIOSS 的機頭頂部壁板結構的鳥撞分析
所有結構件均采用殼單元，用彈簧單元和固連接觸方法 模擬結構鉚釘連接，彈簧單元一端與外框緣（或長桁）建立固連接觸，另外一端與蒙皮建立固連接觸關系。使用RADIOSS 里/INTER/TYPE7定義鳥體與結構及結構之間的接觸關系。
方案 1 ：選取頂部壁板結構迎風面大于 15°的蒙皮中心和主梁 4 個危險點部位進行抗鳥撞分析。
鳥撞擊位置1時鳥體粒子擊穿機身蒙皮，且頂部壁板第一個框被沖斷，約一半鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙；鳥撞擊位置 2時鳥體粒子擊穿機身蒙皮，約一小半鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙；鳥撞擊位置3時鳥體粒子擊穿蒙皮，有很小一部分鳥 體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙；鳥撞擊位置4時鳥體粒子未擊穿蒙皮，無鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙。由以上仿真分析發現， 方案1頂部壁板結構不滿足適航條款對結構抗鳥撞的要求。
方案 2： 選取頂部壁板結構迎風面大于 15°的蒙皮中心和主梁 5 個危險點部位進行抗鳥撞分析。
鳥撞擊位置1時鳥體粒子擊穿機身蒙皮，并且頂部壁板第一個框被沖斷，約一半鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙；鳥撞擊 位置2～4時鳥體粒子未擊穿蒙皮，鳥體粒子未進入駕駛艙。由以上仿真分析發現，方案2頂部壁板結構不滿足適航條款對結構抗鳥撞的要求。
方案 1 與方案 2 抗鳥撞分析結果比較 方案1承受鳥撞載荷時，鳥撞位置1、2、3處結構均失效，有鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙，這三個部位初始設計不滿 足設計要求；鳥撞位置4時鳥體粒子未擊穿蒙皮，沒有鳥體粒子進入駕駛艙，該部位初始設計滿足設計要求。 方案2承受鳥撞載荷時，鳥撞位置1處結構失效，有鳥體粒子擊穿蒙皮進入駕駛艙，該部位初始設計不滿足設計要求； 鳥撞位置2～5時鳥體粒子未擊穿蒙皮，鳥體粒子未進入駕駛艙，該部位初始設計滿足設計要求。
展開 參賽：LS-DYNA中的接觸界面模擬
主面要求 主面可以不連續
特點 非常有效，但耗時大所有的非自動
LS-DYNA中的接觸類型大體上可以分為五大類：
One-Way Contact （單向接觸）
Two-Way Contact（ 雙向接觸）
Single Contact（單面接觸）
Entity
Tied Contac（固－連接觸）
在以上接觸類型中，前四種接觸類型的接觸算法均采用罰函數法。固－連接觸有的采用的罰函數法，有的采用動約束法，少部分采用分布參數法。
4.1 One-Way Treatment of Contact
One-Way、Two-Way是對接觸搜索來講的。One-way僅檢查從節點是否穿透主面，而不檢查主節點。在Two-Way Contact中從節點與主節點是對稱的，從節點與主節點都被檢查是否穿透相應的主面或從面。
展開 主流雙電機混合動力系統對比分析
發電機與太陽輪固連，發動機與行星架固連，行星排系統動力通過齒圈輸出；驅動電機與行星排機構平行布置。行星排輸出動力與驅動電機輸出動力通過輸出軸匯合，最終由差速器傳遞給車輪。
主流雙電機混合動力系統對比分析
發電機與太陽輪固連，發動機與行星架固連，行星排系統動力通過齒圈輸出；驅動電機與行星排機構平行布置。行星排輸出動力與驅動電機輸出動力通過輸出軸匯合，最終由差速器傳遞給車輪。
工業機器人抓取時如何定位？
內參標定就不說了，參照張正友的論文，或者各種標定工具箱；
外參標定的話，根據相機安裝位置，有兩種方式：
Eye to Hand：相機與機器人極坐標系固連，不隨機械臂運動而運動
Eye in Hand：相機固連在機械臂上，隨機械臂運動而運動
兩種方式的求解思路都類似，首先是眼在手外（Eye to Hand）
只需在機械臂末端固定一個棋盤格，在相機視野內運動幾個姿態。由于相機可以計算出棋盤格相對于相機坐標系的位姿A_i 、機器人運動學正解可以計算出機器人底座到末端抓手之間的位姿變化E_i 、而末端爪手與棋盤格的位姿相對固定不變。
這樣，我們就可以得到一個坐標系環 CX=XD
這種結構的求解有很多方法，我這邊給出一個參考文獻：
Shiu, Yiu Cheung, and Shaheen Ahmad. "Calibration of wrist-mounted robotic sensors by solving homogeneous transform equations of the form AX= XB."ieee Transactions on Robotics and Automation 5.1 (1989): 16-29.
而對于眼在手上（Eye in Hand）的情況，也類似，在地上隨便放一個棋盤格（與機器人基座固連），然后讓機械臂帶著相機走幾個位姿，然后也可以形成一個AX=XB 的坐標環。
二． 平面物體檢測
這是目前工業流水線上最常見的場景。目前來看，這一領域對視覺的要求是：快速、精確、穩定。
展開 工業機器人抓取時如何定位
內參標定就不說了，參照張正友的論文，或者各種標定工具箱；
外參標定的話，根據相機安裝位置，有兩種方式：
Eye to Hand：相機與機器人極坐標系固連，不隨機械臂運動而運動
Eye in Hand：相機固連在機械臂上，隨機械臂運動而運動
兩種方式的求解思路都類似，首先是眼在手外（Eye to Hand）
只需在機械臂末端固定一個棋盤格，在相機視野內運動幾個姿態。由于相機可以計算出棋盤格相對于相機坐標系的位姿A_i 、機器人運動學正解可以計算出機器人底座到末端抓手之間的位姿變化E_i 、而末端爪手與棋盤格的位姿相對固定不變。
這樣，我們就可以得到一個坐標系環 CX=XD
這種結構的求解有很多方法，我這邊給出一個參考文獻：
Shiu, Yiu Cheung, and Shaheen Ahmad. "Calibration of wrist-mounted robotic sensors by solving homogeneous transform equations of the form AX= XB."ieee Transactions on Robotics and Automation 5.1 (1989): 16-29.
而對于眼在手上（Eye in Hand）的情況，也類似，在地上隨便放一個棋盤格（與機器人基座固連），然后讓機械臂帶著相機走幾個位姿，然后也可以形成一個AX=XB 的坐標環。
二． 平面物體檢測
這是目前工業流水線上最常見的場景。目前來看，這一領域對視覺的要求是：快速、精確、穩定。所以，一般是采用最簡單的邊緣提取+邊緣匹配/形狀匹配的方法；而且，為了提高穩定性、一般會通過主要打光源、采用反差大的背景等手段，減少系統變量。
展開 設計仿真 | Adams Car 轉向力矩波動分析
I Part選擇與萬向節主動叉固連的部件，J Part選擇與萬向節從動叉固連的部件。I-Part Axis選擇十字軸主動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸主動叉軸線；J-Part Axis選擇十字軸從動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸從動叉軸線。
圖5 十字軸萬向節創建
圖6 十字萬向節模型圖
在轉向系統模板中，分別創建轉向輸入軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Input）和轉向輸出軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Output）。裝配前懸架模型，將轉向子系統模型設置為運動學（Kinematic Mode）模式。在菜單欄Simulate依次選擇Suspension Analysis→Dynamic進入懸架動態仿真，Duration Time輸入時間，Steering Excitation選擇displacement或velocity，Steering Input輸入方向盤轉角或轉速表達式。運行仿真。
圖7 轉向運動學工況定義
進入后處理，分別導入轉向輸出軸角速度”Steer_Output_Wz”和轉向輸入軸角速度”Steer_Input_Wz”。通常將轉向輸出軸角速度的波動率表達方向盤扭矩的波動程度，公式如下：
由仿真結果得出本模型轉向力矩波動率。
圖8 轉向輸入軸和輸出軸角速度曲線
注：十字萬向節可以使用”Hooke Joint With Angle”，通過Phase angle來定義中間軸兩端十字叉相位角，有助于快速優化相位角。
展開 
LS-DYNA軟件簡要介紹
；
l 帶失效的節點固連。
工業機器人抓取時怎么定位？用什么傳感器來檢測？終于弄明白了
內參標定就不說了，參照張正友的論文，或者各種標定工具箱；
外參標定的話，根據相機安裝位置，有兩種方式：
Eye to Hand：相機與機器人極坐標系固連，不隨機械臂運動而運動
Eye in Hand：相機固連在機械臂上，隨機械臂運動而運動
兩種方式的求解思路都類似，首先是眼在手外（Eye to Hand）
只需在機械臂末端固定一個棋盤格，在相機視野內運動幾個姿態。由于相機可以計算出棋盤格相對于相機坐標系的位姿A_i 、機器人運動學正解可以計算出機器人底座到末端抓手之間的位姿變化E_i 、而末端爪手與棋盤格的位姿相對固定不變。
這樣，我們就可以得到一個坐標系環 CX=XD
這種結構的求解有很多方法，我這邊給出一個參考文獻：
Shiu, Yiu Cheung, and Shaheen Ahmad. "Calibration of wrist-mounted robotic sensors by solving homogeneous transform equations of the form AX= XB."ieee Transactions on Robotics and Automation 5.1 (1989): 16-29.
而對于眼在手上（Eye in Hand）的情況，也類似，在地上隨便放一個棋盤格（與機器人基座固連），然后讓機械臂帶著相機走幾個位姿，然后也可以形成一個AX=XB 的坐標環。
二． 平面物體檢測
這是目前工業流水線上最常見的場景。
展開 設計仿真 | Adams Car 轉向力矩波動分析
I Part選擇與萬向節主動叉固連的部件，J Part選擇與萬向節從動叉固連的部件。I-Part Axis選擇十字軸主動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸主動叉軸線；J-Part Axis選擇十字軸從動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸從動叉軸線。
圖5 十字軸萬向節創建
圖6 十字萬向節模型圖
在轉向系統模板中，分別創建轉向輸入軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Input）和轉向輸出軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Output）。裝配前懸架模型，將轉向子系統模型設置為運動學（Kinematic Mode）模式。在菜單欄Simulate依次選擇Suspension Analysis→Dynamic進入懸架動態仿真，Duration Time輸入時間，Steering Excitation選擇displacement或velocity，Steering Input輸入方向盤轉角或轉速表達式。運行仿真。
圖7 轉向運動學工況定義
進入后處理，分別導入轉向輸出軸角速度”Steer_Output_Wz”和轉向輸入軸角速度”Steer_Input_Wz”。通常將轉向輸出軸角速度的波動率表達方向盤扭矩的波動程度，公式如下：
由仿真結果得出本模型轉向力矩波動率。
圖8 轉向輸入軸和輸出軸角速度曲線
注：十字萬向節可以使用”Hooke Joint With Angle”，通過Phase angle來定義中間軸兩端十字叉相位角，有助于快速優化相位角。
展開 設計仿真 | MSC Adams Car 轉向力矩波動分析
I Part選擇與萬向節主動叉固連的部件，J Part選擇與萬向節從動叉固連的部件。I-Part Axis選擇十字軸主動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸主動叉軸線；J-Part Axis選擇十字軸從動叉參考方向點，該點與萬向節中心點連線即為十字軸從動叉軸線。
圖5 十字軸萬向節創建
圖6 十字萬向節模型圖
在轉向系統模板中，分別創建轉向輸入軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Input）和轉向輸出軸沿其軸線的角速度request（Wz_Steer_Output）。裝配前懸架模型，將轉向子系統模型設置為運動學（Kinematic Mode）模式。在菜單欄Simulate依次選擇Suspension Analysis→Dynamic進入懸架動態仿真，Duration Time輸入時間，Steering Excitation選擇displacement或velocity，Steering Input輸入方向盤轉角或轉速表達式。運行仿真。
圖7 轉向運動學工況定義
進入后處理，分別導入轉向輸出軸角速度”Steer_Output_Wz”和轉向輸入軸角速度”Steer_Input_Wz”。通常將轉向輸出軸角速度的波動率表達方向盤扭矩的波動程度，公式如下：
由仿真結果得出本模型轉向力矩波動率。
圖8 轉向輸入軸和輸出軸角速度曲線
注：十字萬向節可以使用”Hooke Joint With Angle”，通過Phase angle來定義中間軸兩端十字叉相位角，有助于快速優化相位角。
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于軟件開發及銷售的高新技術企業、專精特新企業。
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