ansys連桿結(jié)構(gòu)論文的案例
平面連桿機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)分析與綜合（重慶大學(xué)碩士論文）
平面連桿機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)分析與綜合.part1.rar
平面連桿機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)分析與綜合.part2.rar
基于Ansys Topology Optimization的連桿結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化簡(jiǎn)例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化簡(jiǎn)例
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拓?fù)鋬?yōu)化(topology optimization)，是指一種根據(jù)給定的負(fù)載情況、約束條件和性能指標(biāo)，在給定的區(qū)域內(nèi)對(duì)材料分布進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法。
拓?fù)鋬?yōu)化的研究領(lǐng)域主要分為連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化和離散結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化。不論哪個(gè)領(lǐng)域，都要依賴于有限元方法。連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化是把優(yōu)化空間的材料離散成有限個(gè)單元(殼單元或者體單元)，離散結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是在設(shè)計(jì)空間內(nèi)建立一個(gè)由有限個(gè)梁?jiǎn)卧M成的基結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)算法確定設(shè)計(jì)空間內(nèi)單元的去留，保留下來的單元即構(gòu)成最終的拓?fù)浞桨福瑥亩鴮?shí)現(xiàn)拓?fù)鋬?yōu)化。
目前，連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的研究已經(jīng)較為成熟，其中變密度法已經(jīng)被應(yīng)用到商用優(yōu)化軟件中，其中最著名的是美國(guó)Altair公司Hyperworks系列軟件中的Optistruct和德國(guó)Fe-design公司的Tosca等。前者能夠采用Hypermesh作為前處理器，在各大行業(yè)內(nèi)都得到較多的應(yīng)用;后者最開始只集中于優(yōu)化設(shè)計(jì)，支持所有主流求解器，以及前后處理，操作十分簡(jiǎn)單可以利用已熟悉的CAE軟件來進(jìn)行前處理加載，而后利用TOSCA進(jìn)行優(yōu)化十分方便。近年來和Ansa聯(lián)盟，開發(fā)了基于Ansa的前處理器，并開發(fā)了TOSCA GUI界面，以及ansys workbench當(dāng)中ACT的插件，可以直接在workbench當(dāng)中進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化仿真。
展開 基于Ansys Twin Builder連桿結(jié)構(gòu)數(shù)字孿生體建模關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
因此建立機(jī)械產(chǎn)品關(guān)鍵零部件（如連桿）的數(shù)字孿生體模型，就具有十分重要的意義。
圖1為實(shí)現(xiàn)連桿數(shù)字孿生體模型的技術(shù)路線，主要分為載荷識(shí)別、模型降階和數(shù)字孿生體模型建立和部署四部分。
圖1 連桿數(shù)字孿生體模型技術(shù)路線圖
二、連桿載荷識(shí)別
1、載荷識(shí)別原理
在結(jié)構(gòu)線性響應(yīng)情況下，載荷與變形、變形與應(yīng)變均是線性關(guān)系，故可得載荷與應(yīng)變是線性關(guān)系，如圖2所示。True-Load軟件基于該性質(zhì)對(duì)線性響應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷識(shí)別，如果整體結(jié)構(gòu)中存在局部非線性行為，如螺栓連接和焊縫區(qū)域局部塑形變形、結(jié)構(gòu)中存在橡膠件等，該載荷識(shí)別方法仍然適用。
圖2 True-Load載荷識(shí)別原理
2、載荷識(shí)別流程
采用True-Load軟件實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械中連桿載荷識(shí)別的過程，如圖3所示。首先對(duì)連桿模型施加單位載荷并求解其應(yīng)變響應(yīng)；接著True-Load軟件根據(jù)單位載荷應(yīng)變計(jì)算結(jié)果確認(rèn)連桿結(jié)構(gòu)上最佳應(yīng)變片貼片的位置和方向，據(jù)此對(duì)連桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變片貼片；然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并采集應(yīng)變片的測(cè)試結(jié)果；最后將試驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)變數(shù)據(jù)讀入True-Load軟件，通過計(jì)算得到連桿在試驗(yàn)過程中相應(yīng)的動(dòng)態(tài)載荷歷程。
圖3 連桿載荷識(shí)別流程圖
（1） 連桿單位載荷工況應(yīng)變結(jié)果求解
在利用Ansys Mechanical獲得連桿單位載荷加載的*.rst結(jié)果文件過程中，需要注意兩點(diǎn)：其一是連桿限元模型中要在計(jì)劃貼片區(qū)域設(shè)置殼單元；其二是該連桿繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故模型在XY平面內(nèi)施加單位載荷。模型底端銷孔位置施加fixed約束，其余兩個(gè)銷孔，沿著坐標(biāo)軸X和Y分別施加單位載荷，基本流程如圖4所示。
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