ansys仿真機構的案例
基于Ansys WB平臺搖臂機構仿真
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）。
展開 基于Ansys Workbench平臺搖臂機構仿真模擬
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。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
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。
展開 ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例
例如：
Revolute：轉動副，只允許繞局部坐標Z軸轉動；
Spherical：球鉸副，允許三個方向的轉動，限制三個方向的平動；
Cylindrical：允許Z向平動及繞Z軸的轉動；
下面，我們通過曲柄連桿機構的多剛體動力學模塊仿真分析，來學習一下workbench中運動副的應用。
問題描述：如圖所示曲柄連桿機構，材料為結構鋼，連桿1以6rad/s的速度轉動。
淺析機構運動仿真分析在機構設計中的作用
首先對UG/ Scenario和機構運動仿真進行簡要介紹，然后以自卸車舉升機構為例，介紹了機構運動仿真分析在機械設計中的方法和技巧。
引言
傳統機械設計總是先制定設計方案，然后再采用理論力學的方法計算其運動學或者動力學特性，而后再進行優化、強度分析及結構設計等。這個過程單就運動學或者動力學特性分析而言，要經過大量的理論分析及計算。本文作者以一汽集團的自卸車舉升機構設計為例，采用UG軟件的運動仿真功能來說明一種運動學或者動力學特性分析的新的設計方法。
1、介紹
機構運動仿真分析，可以實現機械工程中非常復雜、精確的機構運動分析，在實際制造前利用零件的三維數字模型進行機構運動仿真已成為現代CAD工程中的一個重要方向及課題。機構仿真分析所解決的問題有以下幾點：位移、速度、加速度、力，解決零件間干涉、作用力、反作用力等問題。一般說，工程師首先將零件的三維模型建好，其次確定運動零件，并確定各運動零件之間的約束關系，最后利用特定分析軟件進行機構分析，如ADAMS、ANSYS等。其中的關鍵環節為建立零件間約束關系及載荷定義，并求解。
UG軟件是美國EDS公司推出的大型CAD/CAE/CAM軟件，它的運動分析模塊（UG Scenario）是一個模擬仿真分析的設計工具，它是ADAMS軟件的一個子集。它既能進行運動學（Kinematic）分析，又能進行動力學（Dynamic）分析。典型步驟如下：首先將要分析的裝配圖存入一個Scenario文件，確定分析所需構件（LINKS），再建立構件之間的運動副（JOINTS），然后定義整個機構承受的載荷（FORCES），進行機構運動仿真，從中得出所分析的運動副處的位移、速度、加速度及力的數值及特性曲線，為下一步做有限元分析或作強度分析、結構設計、優化設計打下了基礎。
展開 
[原創] 雙滑塊機構:Matlab－SIMULINK機構動態仿真
10.simulink仿真經驗。
寫在前面的話：
本作品版權屬本人和中國CAE聯盟Matlab板塊所有，可供任何人、任何免費網站或論壇下載傳播。不得用于其他商業用途。
本案例目的：
介紹初學者認識Matlab－SIMULINK，了解機構動態仿真基本概念及Matlab－SIMULINK運行方式。
問題的提出：
考慮如圖1所示的雙滑塊機構： 建立以如圖1中所示的力Fe為輸入的動態仿真。使用下表1列出的參數，畫出若Fe以10 sin(5t)的規律變化時滑塊處正反力的變化規律。
說明：
案例的分析分如下幾個步驟進行：1．運動學方程，2．質心加速度方程，3．閉環矢量方程，4. 系統方程組裝，5. 仿真實現，6. 仿真結果。在進行機構動態仿真之前需要進行一些概念和技術說明。
參考文獻：
[1] John Gardner. Simulations of Machines:Using MATLAB and Simulink[M]. Thomson.
[2] 薛定宇. 基于MATLAB/Simulink的系統仿真技術與應用[M]. 清華大學出版社
歡迎各路高手加入專家組，有意者請聯系版主：IF_THEN.
展開 ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真.doc
結構靜力分析指南.pdf
機構運動仿真分析
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 LS_DYNA 平面連桿機構的仿真
連桿機構（Linkage Mechanism）又稱低副機構，是機械的組成部分中的一類，指由若干（兩個以上）有確定相對運動的構件用低副（轉動副或移動副）聯接組成的機構。
平面連桿機構中最基本也是應用最廣泛的一種型式是由四個構件組成的平面四桿機構。由于機構中的多數構件呈桿狀，所以常稱桿狀構件為桿。低副是面接觸，耐磨損；加上轉動副和移動副的接觸表面是圓柱面和平面，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。連桿機構廣泛應用于各種機械和儀表中。
操作視頻觀看地址：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11520
有限元模型
2.鏈接關系
3.模型中所使用到的關鍵字：
*SET_NODE_LIST
*INITIAL_VELOCITY_GENERATION
*LOAD_BODY_Y
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY
*DEFINE_CURVE
*BOUNDARY_SPC_NODE
*SECTION_SHELL
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
…………
4.結果云圖
展開 ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真.doc
結構靜力分析指南.pdf
SIMULINK與機構動態仿真
附件1為西安交通大學出版的《機構動態仿真使用MATLAB和SIMULINK》上的例子，你可以參考一下。
附件2為基于《MATLAB/SIMULINK的系統仿真技術與應用》中的機械運動例子，原例子無法運行，做了簡單的修改
89803-MechanicSimulink.rar
89805-mechine.rar
基于Solid Edge的高級機構運動仿真
本文以單、雙萬向聯軸結機構為例，簡述運用Solid Edge 三維造型和裝配模塊進行機構的裝配、運動模擬及運動分析、動力分析的過程。
在機構設計中，分析輸入/輸出構件運動的相關性是比較困難和繁瑣的，但若能方便地得到輸入/輸出構件及相關中間構件的運動曲線，解決這類問題就會容易許多。
Solid Edge 具有功能強大的三維造型模塊和裝配模塊，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge實現了Dynamic Desinger和Solid Edge的無縫集成，用戶不必離開自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以對所設計的裝配體進行運動仿真。
Dynamic Designer產品由Simply Motion、Motion和Professional組成，用戶可以根據設計的復雜程度進行選擇，也可以根據實際應用的情況逐步升級到更高一級的產品。在機構設計中，熟練使用以上模塊，完成零件的三維實體造型，模擬整個機構的裝配，分析裝配干涉情況，進而實現運動模擬、運動干涉分析和動力分析，即可實現機構的精確設計，優化機器的性能和可靠性，從而減少從設計到產品的開發周期。
本文以單、雙萬向聯軸結機構為例，簡述了運用以上模塊進行機構的裝配、運動模擬及運動分析、動力分析的過程。
一、單萬向聯軸結機構的運動分析
圖1是應用Solid Edge的Part模塊制作的十字結、叉軸和支架。在支架的制作中要注意精確定位左右軸孔的位置及角度，以便準確安裝。
圖1 十字結、叉軸和支架的實體造型
圖2為裝配后的單萬向聯軸結，裝配中左右叉軸與支架、十字結的定位關系均為軸對齊、面對齊。
展開 
本人以前作的曲柄劃塊機構仿真
comprelaaa.m
function [x]=compvelaaa(u)
%
%copyright 2006
%Chaof Li
%
%u(1)=omega2
%u(2)=theta2
%u(3)=theta3
%
% Define the geometry
%
r2=1.0
r3=4.0
a=[r3*sin(u(3)) 1; -r3*cos(u(3)) 0];
b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))];
%
x=inv(a)*b;
exaple0520.mdl
未命名.bmp
ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
行星齒輪機構運動學及動力學仿真
1 行星齒輪機構組成
行星齒輪機構如圖1所示，主要由太陽輪、行星支架、行星輪和內齒輪組成。通常內齒輪固定，太陽輪和行星支架一個作為輸入軸一個作為輸出軸轉動，行星輪在和行星支架一起轉動的同時繞行星支架上的轉軸自轉。
圖1行星齒輪機構圖
2 行星齒輪運動學仿真過程
2.1 模型的簡化及導入
ADAMS軟件對減速器仿真時需要將一些對仿真結果影響不大的零件進行簡化，例如螺栓、軸承、螺栓孔、擋圈、鍵等這些零件對仿真結果不會產生較大影響。為了提高仿真的效率，就有必要對這些對仿真影響不大的零件進行簡化處理，提高仿真的效率。本文將建立好減速器實體模型導入ADAMS/View中后，然后對這些對仿真結果影響不大的零件進行忽略處理。
模型導入，由于UG與ADAMS之間能實現模型的直接導入，但是它們只能識別某些格式文件，因此本文在UG軟件中完成裝配圖后直接將裝配圖另存為為ADAMS可讀出的Parasolid格式的文件，然后在ADAMS軟件界面中點擊“File”（文件）一“import”（輸入）命令，選擇已保存好的parasolid（*.x_t）文件，然后點擊“確定”命令即可，這樣模型就導入到ADAMS/View 中。
展開 samcef 多體運動機構 仿真一例
Samcef環境中的艙體仿真，此部件有多柔體，復合材料組成。裝配連接主要應用了hinges，spherical及prismatic。艙體為碳纖維材料，分析方法采用隱式非線性。
其中可伸縮的jack為剛體，材料為合金鋼，艙體頂部可開合的為3mm的柔性殼，艙體由三層碳纖維組成。
samcef傳動機構仿真分析
在傳動機構仿真方面，SAMCEF提供了齒輪傳動，帶傳動，鏈傳動等多種傳動方式的建模方式，其中：齒輪傳動建模方面相對簡單，samcef提供了幾乎所有的齒輪建模，包括直齒、錐齒、斜齒、齒輪齒條、內齒外齒等傳動的建模，samcef field下可以設置各種參數完成建模。帶傳動與鏈傳動則相對復雜，具體建模見附件，拿帶傳動來說，需要將帶設置為SHELL單元，并利用SAMCEF提供的接觸建模方式建立帶與帶輪的接觸關系，在此還可以利用Bacon在Epiloug中設置接觸方式。
齒輪建模實例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=8056144358154877990
帶傳動建模實例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=1227852791335855362
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