運動學約束的案例
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY (簡稱 CNRB) 是LS-DYNA中一個非常強大且常用的關鍵字，用于定義運動學約束。
如果用一句話來概括：它就像“數字萬能膠”或“虛擬焊點”，可以將任意一組選定的節點（Nodes）“粘合”或“焊接”在一起，強迫它們作為一個整體的剛體來運動。
這個“剛體”是純粹的運動學約束，它本身沒有質量、沒有慣量，也沒有實體幾何。它僅僅是一個數學關系，規定了這組節點之間的相對位置永遠保持不變。
核心功能詳解
創建剛體：它從一個節點集（Node Set）中包含的所有節點創建一個剛體。
主從關系：在這組節點中，LS-DYNA會自動（或由用戶指定）確定一個“主節點”（Master Node）。其余所有節點都成為“從節點”（Slave Nodes）。
運動傳遞：整個剛體的運動由主節點來代表。所有從節點都跟隨主節點的運動。你可以想象成，所有從節點都被無形的、絕對剛性的桿連接到了主節點上。
自由度：這個由節點組成的剛體作為一個整體，擁有6個自由度：3個平動（X, Y, Z）和3個轉動（RX, RY, RZ）。
相對位置不變：被約束在一起的節點，它們彼此之間的初始相對距離和方位將永遠保持不變，無論這個剛體如何移動或旋轉。
PID
含義: 新創建的、由節點集（NSID）構成的 nodal rigid body（節點剛體）本身所分配一個部件ID號
CID
含義: 坐標系ID號。
用法: 這個參數與下一張可選卡片上的 DOF (自由度) 約束相關聯。如果下一張卡片定義了自由度約束（例如只約束X平動），CID 就定義了這些自由度的參考坐標系。通常設為0，表示使用全局坐標系。
展開 接觸摩擦運動的約束、預應力、載荷加載問題
如圖1（圖2為模型圖）所示，1驅動2進行運動，先以S1的緩慢運動使2前進，然后以S1的快速運動回復（此時2基本上保持靜止或者微小回復）。
通過1的這種反復小位移運動，即可實現2的單一方向上的大位移運動。
1的位移和時間的關系圖見3。
請問：
1、初始時，因有F的預應力存在？如何施加并求解？需要幾個載荷步？
2、1和2兩部分的約束是怎樣的？
3、圖3中的三角波的位移載荷怎樣施加？
4、因存在靜摩擦和動摩擦的轉化。怎樣設置轉化的界限？
譬如，可能有三種情況：
㈠ S1靜摩擦，S2靜摩擦
㈡ S1靜摩擦，S2動摩擦
㈢ S1動摩擦，S2動摩擦
剛學ANSYS，請求指點，不勝感激！
圖1
圖2
圖3
展開 雙足溜冰機器人運動原理與運動學分析
針對機器人自由度較多,不存在固
定基座,常規的方法不宜進行其運動學分析的困難,引入右腳等效滾輪相對于參考坐標系的坐
標轉換矩陣,建立了雙足溜冰機器人統一的運動學模型,推導了機器人正逆運動學公式。通過
步態規劃仿真實驗,驗證了運動學模型及其推導公式的正確性。
雙足溜冰機器人運動原理與運動學分析.pdf
ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
.-95.0,-30.8
嚙合點6
0.0,144.0,270.0
0.0,80.8,-58.8
添加完運動約束后行星齒輪機構約束簡圖如圖所示
圖2.行星減速器簡化約束圖
2.5 添加驅動和負載扭矩
將J3設置為主動驅動，給予J3恒定的角速度3000°/s，設置的參數如圖3所示。
圖3.添加驅動對話框
2.6 運動學仿真
前面的參數設置完成后，最后只需將仿真時間設置為1s，步數設置為1000步，啟動求解器程序，即可得到仿真圖形。
2.7 仿真結果
1）傳動裝置角速度仿真
經過前面ADMS虛擬樣機建立后，啟動仿真求解程序后，經過一段時間運算后，求解出本文需要仿真的角速度曲線。
a.行星支架運動角速度
b.太陽輪運動角速度
圖4.輸入軸和輸出軸角速度
2）結果對比
行星齒輪減速機構太陽輪和行星支架理論上的減速比為：
其中為傳動比
為行星輪齒數，40
為太陽輪齒數，120
計算得到理論傳動比為2.67
由太陽輪和行星支架角速度曲線計算得到仿真減速比為，可以看出在行星齒輪機構運動學仿真中，仿真結果和理論計算結果高度一致。
3. 動力學仿真
3.1 模型修改
對于行星齒輪機構運動學仿真和動力學仿真之間的區別在于齒輪間相互關系的建立，在運動學仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運動與理論值高度吻合。
展開 
四輪驅動運動學、動力學問題
四輪驅動的車子，誰知道怎樣進行運動學分析以及靜力學分析？但是經典的只是后面的兩輪驅動，前面的是導向輪的運動學分析，以及動力學分析，希望有人來解決，期待中。
總結的多剛體系統運動學與動力學(含雙足步行機器人 ）
多剛體系統運動學與動力學.part5.rar
多剛體系統運動學與動力學.part1.rar
多剛體系統運動學與動力學.part2.rar
多剛體系統運動學與動力學.part3.rar
多剛體系統運動學與動力學.part4.rar
5450特種車轉向桿系運動學與動力學分析計算
摘 要：本文介紹了5450 特種車轉向桿系運動學與動力學分析計算研究的情況，包括詳細的桿
系機構建模簡化、模型的ADAMS 描述和仿真過程控制。最后給出了仿真分析結果和性能參數評估
的結論。
主題詞：轉向桿系、ADAMS 仿真、受力分析
5450特種車轉向桿系運動學與動力學分析計算.pdf
基于機械系統動力學自動分析的多噴頭3D打印機運動學研究
在ADAMS中設置運動副的驅動函數，運動軌跡如圖5所示。2個噴頭在同一運動軌跡上后，行星電機繞工作臺勻速運動，設置好打印件的層高等參數，縱向電機就會旋轉1個步距角，逐層向上完成打印工作。
圖5 協同打印
3 結束語
本文所設計的3D打印機，基于柱坐標系設計。主要采取外嚙合行星齒輪的方法，使2個柱座在工作臺上實現打印工作。在柱座上采用懸臂梁結構，實現噴頭在工作臺上的打印工作。
本文主要通過ADAMS運動仿真針對3D打印機在工作過程中的3種情況做了運動學仿真，分析運動工作的可行性，然后對2個噴頭的位移、速度曲線、擠出機和絲杠連接點的受力情況進行分析。3種工作過程的仿真結果都滿足打印機的要求，并且工作過程中絲杠所受到的力均在強度校核所預設的力之內，所以該3D打印機可以順利運行。
文章來源：科技創新與應用
展開 三自由度機械臂運動學分析+仿真 ￥40
=trans( JD(2)+pi/2, 0, 0, pi/2);
T23 =trans( JD(3), 0.328, 0, 0);
T06 =T01*T12*T23;
End
1.%2.%3 機器人逆運動學分析
機器人逆運動學問題采用矩陣逆乘方法進行求解，如下所示：
1.
基于DeltaD打印機的剛柔耦合運動學分析
為保證模型從初始位置進行運動,將仿真時各關節的角位移設置如下:θ2=time+0.41;θ3=time+1.57;a4=time.從而可得其驅動角位移曲線如圖3所示.將各轉角位移帶入運動學方程,利用Matlab求解可得其動平臺末端質心的位移曲線如圖4所示.
3 Adams和Hypermesh剛柔耦合運動學分析
將三維模型導入到Adams中并按照其運動關系在各關節加入對應的約束副,并對其上述運動參數進行驗證.Delta打印機在Adams中的約束副如圖5所示.
由于模型中針對θ2?θ3?a4的初始角度分別為0.41rad?1.57rad?0rad,因此為保證仿真時的各轉角位移保持一致.這里分別給予θ2?θ3?a4轉角的驅動值分別設置為:θ2=time;θ3=time;a4=time.
為保證和上述運動時間一致,這里將仿真時間設置為為0.15s,步數設置為500步,仿真結束后,利用Adams/Processor功能調出動平臺的質心坐標如圖6所示.
從圖6可以看出,其Adams仿真結果和理論結果相符,從而驗證了本文模型建立的合理性.可進一步的得到動平臺質心的速度及加速度結果如圖7和圖8所示.
從圖7?圖8中可以看出,動平臺在運動過程中其位移?速度?加速度曲線變化相對較為平順,沒有出現突變等不良情況,從而也進一步的驗證了模型在運行過程中的穩定性.
展開 力學筆記#4：結構動力學和彈性動力學運動平衡方程的異同，順便簡述拉格朗日描述和歐拉描述
之前在學習有限元過程中，在曾攀老師的《有限元分析及應用》P299看到結構動力學的運動平衡方程，其中表示位移的二階和一階導的第三、四項寫法上都是其上加一點，本質是df/dt的形式，見下圖：
有一天我翻開吳家龍老師的《彈性力學》（高教社第五版）P52，發現運動平衡方程中的速度二階導項符號用的是偏導符號，在經典的徐芝綸老師的彈性力學教材中也是偏導符號，見下圖：
作為牛角尖重度愛好者，整個人一下就不好了。^_^
另外，上圖1中的結構動力學運動平衡方程的建立也運用了微元法。當時作為初學者，其實是比較難以想象阻尼力在微元體中到底是怎樣的一種存在的，而目前結構動力學的其他教材，例如克拉夫以及Anil.K.Chopra的那本，都是直接從彈簧振子出發直接建立剛度方程，就少了引出運動平衡方程這一步了。
對于偏導符號這個問題，經過學習，大致有了些個人看法，供朋友們批判。先說結論：兩種表示符號都可以。
根據連續介質力學，大部分張量場（例如速度、加速度、應力場等）都是定義在物質點上的（黃克智P227）。這是自然存在決定的，有物質才有一切。觀察定義在物質點上的張量場隨時間的變化就是物質導。物質點的矢徑隨時間的變化就是矢徑（注意它不是一個張量）的物質導，就是速度場。
通俗來講，對于運動的“一坨”物質點，我們將其變形前的樣子叫做初始構型(initial configuration)，將其變形后的樣子叫做當前構型(current configuration)。我們人站在一個固定不動的笛卡爾直角坐標系中觀察物質的運動。物質在初始構型時，每一個物質點都有一個笛卡爾直角坐標值ζ，現在我們想象，當物質開始運動后，有一個坐標系附著在其上，跟隨其運動、變形。
展開 
matlab與Adams的機械臂運動學驗證
1、Adams的運動學建模
在Adams中建立機械臂模型，如圖1所示，箭頭為機械臂末端執行器的初始位置。
圖1 初始位置
2、Matlab編寫運動學方程
通過機械臂幾何信息建立機械臂的DH參數
α
θ
a
d
1
0
0
0
0
2
0
0
300
0
3
0
0
200
0
圖2 DH參數
根據DH參數利用matlab編寫運動學程序，程序如圖3所示
圖3 matlab程序
3、運動學驗證
運行程序得出初始位置如圖4所示，
圖4 計算的初始位置
Adams中初始位置信息，如圖5所示
圖5 Adams初始位置
改變機械臂的θ值再次進行驗證如圖6所示，驗證成功。
展開 基于ADAMS的助老起升裝置的運動學仿真分析
首先基于機械原理完成核心機構和裝置的設計，然后利用 CＲE O完成三維模型的建立，再在多體動力學 ADAMS 軟件中建立該虛擬樣機的運動學模型，通過測量指定點的位移、速度、加速度等運動學參數的變化曲線完成仿真 分析，最后在實驗室制造出物理樣機進行實際驗證，該研究結果為后續批量生產提供理論研究依據。
關鍵詞: 虛擬樣機; ADAMS; 四連桿機構; 運動學仿真
0 引 言 伴隨著社會的不斷進步和發展，人口老齡化的問 題也在不斷加劇，并逐漸成為當今社會的主要問題之 一。經調查，我國每年約有 4 000 萬老人會因地滑摔 倒，其中發生在衛生間里的摔倒事故占 50%，而摔倒 的主要原因是如廁后突然起身導致脆弱的膝蓋無法 承受身體的重量而摔倒，摔倒問題嚴重影響了老年人 及其家人的身心健康與生活質量［1］。國內外已經有 一些學者開始研究相關的產品，市場上已經有一些對 應的產品，但是這些產品還存在實用性不強、結構冗 余、制造成本較貴等問題。雷中貴等采用 Vicon 系統 對老年人從坐姿狀態到站立狀態進行采樣分析，獲取 了能使老年人順利起身站立的安全速度，但未提及采 用的具體的自動化輔助站立裝置［2］。董緒斌等研究 了老年人坐、臥姿態，通過 ANSYS 有限元技術完成了 助老床椅一體化的機械系統設計，此設計雖然可以滿 足基本功能，但是未對機械結構進行優化設計，設計 成本還有降低的可能性［3］。王淑坤等利用 CATIA 軟 件和 ADAMS 軟件對一種助老智能輪椅進行了運動 分析，并通過 ANSYS 軟件對關鍵零部件進行了靜力 學分析，以探究其最大受力和應變，但未體現出整體 結構的疲勞壽命分析，缺少直接投入生產和使用的依 據［4］。
展開 ANSYS workbench 四連桿運動學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習四連桿機構的三維模型處理
2、學習四連桿機構接觸相關的接觸設置
3、學習多體動力學分析步的建立
4、學習四連桿機構多體動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 四連桿機構運動學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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并聯機械手爪運動學分析 ￥32
2.4.3 基于Robotics Toolbox的工具箱的模型檢測
上文中，我們已經對采摘機器手爪運動學理論模型進行了創建，接下來要用MATLAB軟件中的機器人工具箱對創建好的采摘機器手爪運動學理論模型進行校驗。
2.4.4 對象模型創建
運用MATLAB軟件的Link函數將上文采摘機器手爪已確立的主要參數代入完成整個模型建模。Link函數格式如下：
L=Link([theta,d,a,alpha]) (2.8)
該式中，theata為關節角；d為連桿偏距；a為連桿長度；alpha為連桿轉角。通過表2.7的D-H參數，在MATLAB中編寫的程序如下圖2.8所示：
圖2.8 Link函數程序
采摘機器手爪的運動學仿真模型由該程序代碼在MATLAB軟件中運行得出，其模型如下圖2.9所示：
圖2.9 機械手運動學模型
2.4.5 運動模型驗證
上文已將完成了對采摘機器手爪運動學理論模型的建立。通過設定θ值的大小，可改變機械手姿態和得到對應的末端位置坐標。對采摘機器手爪的運動理論模型驗證是通過理論模型得到與由矩陣計算得到的兩個末端位置進行比較判斷。設定運動模型的起始點和結束點：
代入公式中求得的采摘機器手爪末端位置坐標與采摘機器手爪運動模型的末端位置坐標相等，證明了采摘機器手爪正向運動學求解方程正確，模型姿態如下圖2.10。
（a）起始姿態
（b）結束姿態
下載咨詢鏈接
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