abaqus桁架
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus桁架的視頻教程
ABAQUS桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
通過(guò)一個(gè)桁架案例分析，教會(huì)讀者如何在ABAQUS中創(chuàng)建桁架模型，網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設(shè)置相關(guān)操作，輸入節(jié)點(diǎn)位移，單元位移與支反力
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犀牛GH桁架建模導(dǎo)入Abaqus腳本計(jì)算(進(jìn)階部分-數(shù)值積分(二))
內(nèi)容分為三大核心板塊： 一、 Grasshopper參數(shù)化建模與規(guī)范導(dǎo)出 詳細(xì)演示如何利用Grasshopper電池組完成標(biāo)準(zhǔn)桁架（上下弦、橫撐、斜撐）的參數(shù)化建模及數(shù)據(jù)組織。深入解析模型導(dǎo)入Abaqus的核心注意點(diǎn)：如何設(shè)置IGS/DXF導(dǎo)出選項(xiàng)，如何處理直線被誤認(rèn)為NURBS曲線導(dǎo)致的網(wǎng)格劃分碎裂及計(jì)算不收斂問(wèn)題，以及自動(dòng)縫合（縫差容差設(shè)定）的高級(jí)應(yīng)用。
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abaqus桁架的實(shí)例教程
摘 要：為了確保桁架機(jī)器人在設(shè)計(jì)階段滿足模態(tài)性能要求，在設(shè)計(jì)前期需要對(duì)桁架機(jī)器人進(jìn)行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實(shí)際需求，確定桁架機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺(tái)提取桁架機(jī)器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)方法對(duì)桁架機(jī)器人的實(shí)體縮小模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結(jié)果中的四種振型吻合程度較高，驗(yàn)證了仿真實(shí)驗(yàn)的可靠性。所做分析為避免發(fā)生共振及后續(xù)改進(jìn)等研究提供理論支持。
關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗(yàn)
0 引言
隨著“中國(guó)制造 2025”的不斷推廣，鼓勵(lì)制 造企業(yè)進(jìn)行物流智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)物流、智能倉(cāng)儲(chǔ) 等物流新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，智 能物流工廠必須堅(jiān)持以智能產(chǎn)品為主體，智能生產(chǎn) 為主線[1]。工業(yè)機(jī)器人是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，能有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率。桁架機(jī) 器人也叫直角坐標(biāo)機(jī)器人，是工業(yè)機(jī)器人的一種。由于桁架機(jī)器人有著可承受重質(zhì)量運(yùn)輸、剛度大、 強(qiáng)度高、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，使得它在物流工廠應(yīng) 用中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。當(dāng)前，桁架機(jī)器人在智能制 造中有著舉足輕重的地位，它不僅大大降低了企業(yè) 總成本中的勞動(dòng)力投入成本，而且顯著提高了制造 業(yè)中的生產(chǎn)效率。桁架機(jī)器人主要以直線運(yùn)動(dòng)為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個(gè)獨(dú)立的自由度， 完成工作空間點(diǎn)的定位工作。桁架機(jī)器人作為智能 物流工廠輸送線中的重要組成部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起 著至關(guān)重要的作用，必須保證桁架機(jī)器人正常工作 情況下的運(yùn)動(dòng)精度及可靠性。因此，對(duì)桁架機(jī)器人 進(jìn)行模態(tài)分析的研究具有重要的意義。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析進(jìn)行了大量研 究。
展開(kāi) [ 摘要 ] 針對(duì)某企業(yè)多臺(tái)聯(lián)動(dòng) CNC 車(chē)床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問(wèn)題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對(duì)大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過(guò)對(duì) 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動(dòng)；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實(shí) 現(xiàn)零件的軌跡運(yùn)動(dòng)等功能的全自動(dòng)工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運(yùn)動(dòng)模塊組成 [3-4]。本 文針對(duì)江西贛州某自動(dòng)化加工鐘表企業(yè)，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)抓取加工表殼功能，設(shè)計(jì)出一款適用于多臺(tái) CNC 車(chē)床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)三 臺(tái) CNC 車(chē)床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對(duì)其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對(duì)其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過(guò)程中，會(huì)對(duì) X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對(duì)對(duì) X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開(kāi) 桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個(gè)數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個(gè)角點(diǎn)的位移最大為5.378mm，底部四個(gè)鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個(gè)桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個(gè)數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個(gè)角點(diǎn)的位移最大為5.378mm，底部四個(gè)鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個(gè)桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
來(lái)源：Building可視庫(kù)
ABAQUS6.14分析過(guò)程】
1. 創(chuàng)建部件
創(chuàng)建二維的線模型
從點(diǎn)創(chuàng)建直線，得到桁架系統(tǒng)如下圖
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
創(chuàng)建材料，設(shè)置彈性模量和泊松比
創(chuàng)建截面。桁架形式的梁截面
并指定截面面積是100平方毫米，且將前面的材料屬性分配給它。
將截面屬性分配給部件。
3. 定義裝配體
將該唯一的部件導(dǎo)入到裝配體。
4. 設(shè)置分析步
創(chuàng)建一個(gè)通用的靜力學(xué)分析步即可。
5. 定義載荷和邊界條件
在第一個(gè)載荷步中，添加兩個(gè)邊界條件
第一，左邊兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為固定鉸支座
第二，右邊一個(gè)節(jié)點(diǎn)為滾動(dòng)支座
在第二個(gè)載荷步中，為中間節(jié)點(diǎn)施加豎直向下的集中力100N
6. 劃分網(wǎng)格
每邊設(shè)置一個(gè)單元
選擇單元類(lèi)型T2D2
劃分網(wǎng)格
7. 提交作業(yè)
創(chuàng)建并提交作業(yè)
8.后處理
查看節(jié)點(diǎn)位移
該列表對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)如下圖
可見(jiàn)，加力節(jié)點(diǎn)的總位移是1.14微米，而右邊節(jié)點(diǎn)的水平位移是0.5微米。左邊兩個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有位移。
約束力如下
左上節(jié)點(diǎn)只有水平力，24.5牛頓；
右邊節(jié)點(diǎn)只有豎直力，40.2牛頓。
左下節(jié)點(diǎn)則同時(shí)有兩個(gè)方向的力，為24.5,59.8牛頓。
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【討論與結(jié)論】
從分析結(jié)果來(lái)看，二者的結(jié)果是一致的。
從分析的過(guò)程來(lái)看，ANSYS經(jīng)典界面使用了直接建模法，而不用劃分網(wǎng)格；而ABAQUS則使用了統(tǒng)一的方式。
展開(kāi) 
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abaqus桁架的最新內(nèi)容
同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械與能源工程學(xué)院
來(lái)源：農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2021年12月
引文格式：[1]楊晶晶,金曉怡,王安然等.基于ABAQUS的大跨距桁架不同截面模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程,2021,59(12):35-40.
聲明：以上內(nèi)容來(lái)源自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，僅用于學(xué)習(xí)交流，感謝原作者的分享，如有版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗(yàn)
0 引言
隨著“中國(guó)制造 2025”的不斷推廣，鼓勵(lì)制 造企業(yè)進(jìn)行物流智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)物流、智能倉(cāng)儲(chǔ) 等物流新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，智 能物流工廠必須堅(jiān)持以智能產(chǎn)品為主體，智能生產(chǎn) 為主線[1]。工業(yè)機(jī)器人是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，能有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率。
abaqus和pkpm-cae結(jié)果對(duì)比
剛架：由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)，各桿件主要受彎，剛架的結(jié)點(diǎn)主要是剛結(jié)點(diǎn)。剛架強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)的剛度，不一定是鋼結(jié)構(gòu)。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。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(qiáng)度，在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)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?jiǎn)卧獎(jiǎng)?chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
剛架：由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)，各桿件主要受彎，剛架的結(jié)點(diǎn)主要是剛結(jié)點(diǎn)。剛架強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)的剛度，不一定是鋼結(jié)構(gòu)。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。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(qiáng)度，在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)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?jiǎn)卧獎(jiǎng)?chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
【問(wèn)題】
一個(gè)桁架系統(tǒng)由4根桿件組成，桿的橫截面積是100平方毫米，桿件為鋼材，彈性模量是200GPA，泊松比為0.3，現(xiàn)在左邊兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為固定鉸支座，而在右邊節(jié)點(diǎn)上施加豎直方向的滾動(dòng)支座。在中間節(jié)點(diǎn)上施加豎直向下的集中力，大小為100N,現(xiàn)在要求中間節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)位移，以及各個(gè)支撐處的支反力。
(本文例子來(lái)自于張建華 丁磊編著的《ABAQUS基礎(chǔ)入門(mén)與案例精通》2012.6）
