基于ANSYSWORKBENCH中的装配体中的刚体处理技术
ANSYS刚体运动学分析详解
刚体运动学分析一、前处理1.创建分析项目双击主界面Toolbox中的Analysis System>Rigid Dynamics（刚体动力学）选项，在项目管理区创建分析项目A，如图所示。
2.定义材料数据1)双击项目A中的A2栏Engineering Data项，进入材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。
2)根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row 2: Structure Steel表中可以修改材料的特性。
3)关闭A2:Engineering Data，返回到Workbench主界面，材料库添加完毕。
3.添加几何模型1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse，此时会弹出“打开”对话框。
2)在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap16几何体文件，此时A2栏Geometry后的？变为√，表示实体模型已经存在。
3)单击DM（DesignModeler）界面右上角的“关闭”按钮退出DM，返回到Workbench主界面。
4. 定义零件行为1)双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项，进入Mechanical界面，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的所有Solid，在Details of “Solid”中确保所有的Solid对象的Stiffness Behavior（刚度特性）均为Rigid（刚性），如图所示。
5.设置连接1)查看是否生成了Contact接触，如存在，则全部删除，如图所示。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Connections对象，然后在工具箱中选择Body-Ground>Revolute，此时树结构图中出现Revolute对象。
ANSYS刚体运动学分析详解 2
刚体运动学分析一、前处理1.创建分析项目双击主界面Toolbox中的Analysis System>Rigid Dynamics（刚体动力学）选项，在项目管理区创建分析项目A，如图所示。
2.定义材料数据1)双击项目A中的A2栏Engineering Data项，进入材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。
2)根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row 2: Structure Steel表中可以修改材料的特性。
3)关闭A2:Engineering Data，返回到Workbench主界面，材料库添加完毕。
3.添加几何模型1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse，此时会弹出“打开”对话框。
2)在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap16几何体文件，此时A2栏Geometry后的？变为√，表示实体模型已经存在。
3)单击DM（DesignModeler）界面右上角的“关闭”按钮退出DM，返回到Workbench主界面。
4. 定义零件行为1)双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项，进入Mechanical界面，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的所有Solid，在Details of “Solid”中确保所有的Solid对象的Stiffness Behavior（刚度特性）均为Rigid（刚性），如图所示。
5.设置连接1)查看是否生成了Contact接触，如存在，则全部删除，如图所示。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Connections对象，然后在工具箱中选择Body-Ground>Revolute，此时树结构图中出现Revolute对象。
基于ANSYS Workbench龙门架横梁受力分析
基于ANSYS Workbench龙门架横梁受力分析唐小康;罗世强;郑克峰;吴东【摘要】为满足现场移动吊装的需要,采用UG设计了一种可移动式龙门架提升机.通过材料力学公式与有限元软件ANSYS Workbench相结合的方法,对可移动龙门架横梁的强度、刚度进行了校核与分析,得出了可移动龙门架横梁的最大位移、应力、弯矩的数值.计算结果与实测结果吻合良好,设计符合要求.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P63-66)【关键词】龙门架;应力分析;ANSYS Workbench【作者】唐小康;罗世强;郑克峰;吴东【作者单位】西华大学机械工程学院,四川成都 610039;西华大学机械工程学院,四川成都 610039;西华大学机械工程学院,四川成都 610039;西华大学机械工程学院,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言图1 某夹具制造工厂平面图某汽车工装夹具设计制造厂平面布局如图1所示，左侧车间与右侧车间由两根立柱隔开。
图中的四边形均为汽车工装夹具，重量约0.5～3 t之间，左侧车间设有行吊，设计制造的工装夹具能够在左侧通过行吊轻便移动，但是右侧车间却没有行吊，在夹具的生产搬运过程中十分麻烦，耗费大量人力物力，生产效率低。
为此，决定自主设计一台可移动龙门架提升机。
该移动龙门架主梁采用工字钢型材，既能承重，又可作为电动葫芦的横向移动轨道。
该龙门架主梁与立柱之间使用高强度螺栓连接，拆卸方便。
且可移动龙门架在底部安装有万向轮，能够在工厂平地上实现全方位移动，从而在很大程度上实现节约人力、物力、实现起重机械化，提升生产效率。
图2 龙门架模型采用材料力学公式与有限元软件相结合的方法对移动龙门架横梁进行了强度和刚度校核，计算结果表明设计符合要求。
使用UG建立的龙门架模型如图2。
1 可移动龙门架横梁受力分析图2所示为可移动龙门架提升机构，横梁上有一个移动的电葫芦，其轮距为d，最大起重量为F=50 kN，横梁由工字钢制成。
基于ANSYS Workbench的机械手夹爪钢构仿真与优化
基于ANSYS Workbench 的机械手夹爪钢构仿真与优化Simulation and optimization of gripper steel structureof manipulator based on ANSYS Workbench林冠屹，管殿柱，宋占杰LIN Guan-yi, GUAN Dian-zhu, SONG Zhan-jie（青岛大学 机电工程学院，青岛 266071）摘 要：针对某公司设计的自动化生产线中用于夹取不同类型的元件的专机机械手，为实现机械手前端夹爪的轻量化的目标，以该机械手前端夹爪钢构为研究对象，运用ANSYS Workbench15.0有限元软件对其进行静态特性分析，在其进行参数化建模的基础上，基于多目标优化设计方法对响应面模型进行优化设计得到最优解。
之后进行拓扑优化，进行去除材料的形状优化，将优化前后的静力学性能进行比较，最终结果显示在最大应力基本保持一致的基础上，该零件总重减轻了35.06%，同时保证了零件的正常工作要求，验证了拓扑优化的可行性。
关键词：机械手夹爪；有限元分析；轻量化设计；响应面分析法；拓扑优化；ANSYS Workbench 中图分类号：TH122；TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2020)11-0033-04收稿日期：2019-09-06作者简介：林冠屹（1993 -），男，山东人，硕士研究生，研究方向为数字化设计及虚拟样机技术。
0 引言随着机械制造行业自动化水平的不断提高，各机械加工和制造厂商对于自动化生产线的需求也不断提高，对自动化设备的要求也不断增加。
本文使用的机械手应用于某公司机械零件自动化生产线的某组装工位，用于夹取多种不同零部件进行组装。
根据该工位安装要求，按照经验设计、类比设计方法设计制造，其结构和尺寸参数比较保守，造成材料浪费和制造成本增加，现代制造产业不断追求在满足产品的强度、刚度、变形等要求的同时，再通过优化设计，使得产品达到轻量化、小型化的目标[1]。
ANSYS Workbench 前后处理 ppt课件
1.2载荷及约束的施加 载荷类型
加速度 重力加速度 旋转加速度
压力 静水压力 力 远端载荷 轴承载荷 螺栓载荷 力矩 线压力 热载荷 节点载荷
一、前处理技术
1.2载荷及约束的施加 载荷类型
固定约束 强迫位移约束 远端位移约束 无摩擦支撑约束 仅压缩约束 圆柱面约束 弹性支撑约束 约束方程
一、前处理技术
–可以对局部的单元大小进行控制 • 对于单元尺寸，可以定义被选边、面或零件的平均单元尺寸。 • 对于边，用户可以定义边上的划分份数。 – 用户控制网格尺寸，可以得到比较相对统一的网格密度，还可 以得到比定义整体边的长度更密或更疏的网格。
如图所示，左边是默认的网格划 分，然而右边是局部尺寸控制。
注意通过sizing控制的右边在定 义的边上有相对一致的网格密度
机械与动力工程学院 CAD/CAM工程技术研究中心
Ansys Workbench 前处理及后处理技术
主要内容
一、静力学有限元分析的前处理技术 材料属性及网格划分 载荷及约束的施加 单/多载荷步静力求解
二、静力学有限元分析的后处理技术 分析求解方法 结果查看 分析结果处理
实例操作讲解
三、练习
一、前处理技术
前处理是创建分析模型的阶段，也是将连 续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每 个单元内假设的近似函数来分片地表示求解域 上待求的未知场函数的过程。
在正确建立单元类型、施加载荷及边界条 件的材料类型、定义求解器所需的控制卡片等 各类满足求解所需的必要信息后，即可得到求 解器可以识别的模型文件，然后提交求解器进 行解算。
一、前处理技术
网格的节点和单元参与有限元求解 – 对实体模型进行网格划分，网格在矩阵方程中 求解。 – 在求解开始，自动生成默认的网格。 – 用户可以预览网格，检查是否满足要求。
基于ANSYS Workbench 的注塑模具刚强度分析
基于ANSYS Workbench 的注塑模具刚强度分析摘要：注塑模具是一种成型装备，其本身是一种高技术含量和高附加值的装备。
在这一行业运用计算机辅助工程技术进行研究具有较多的研究成果，通过使用计算机辅助对注塑模具进行研究在刚强度研究分析上效果相对较好。
但是较多的研究过程集中于模具成型过程的分析，还有一些研究针对模具工艺参数的优化分析，对于模具刚强度分析相对较少。
为了进一步优化模具设计，文章使用ANSYS Workbench分析软件原理对模具注射成型过程中的刚强度进行研究。
文章的研究内容如下，首先对通用有限元分析软件进行介绍，分析有限元分析软件的组成模块，紧接着引入注塑模具的刚强度分析现状以及模具的重点类型，为实现模具分析过程的自动化，研究长期以来模具刚强度分析的理论基础，最后对通用有限元分析软件在注塑模具成型分析过程中的应用和具体开发细节以及变化情况进行介绍。
关键词： ANSYS Workbench ；注塑模具；刚强度；分析模具刚强度在注塑模具行业中占据着相对重要的地位，其寿命的长短也往往取决于刚强度的校核，但是在较多的模具制作过程中，对于刚强度的设计校核一般都由设计者的主观臆断判定，形成了严重的材料浪费现象，最终使得模具的生产成本上升。
所以研究模具刚强度对于节约生产成本，减少模具制造过程中的材料浪费具有重要作用。
通常情况下，分析注塑模具的刚强度采用有限元分析软件，但这种软件对于相关知识和经验的要求相对较高。
为了能够快速的对模具刚强度进行整体分析，文章采用通用有限元分析软件对模具的刚强度进行研究。
一、ANSYS Workbench软件及其模块介绍（一）ANSYS Workbench 的介绍ANSYS Workbench是在有限元分析软件的基础上利用VC语言开发的针对注塑模块刚强度分析的专用模块。
这种分析模块可以在不同的荷载条件下对注塑模具变形情况进行仿真分析。
在模具刚强度分析的过程中操作者只需要通过参数的输入就可以自动求解然后得出相应的仿真结果，当开启仿真系统后处理器就会显示出相应的仿真结果，然后以图表的形式将这些仿真结果显示出来。
基于ANSYS WORKBENCH中的装配体中的刚体处理技术
基于ANSYS WORKBENCH中的装配体中的刚体处理技术对一个复杂的装配体进行分析时，并非所有构件都需要处理成为变形体。
如果把它们用刚体进行处理的话，则会大大降低计算量，本文介绍ANSYS WORKBENCH中刚体的处理办法。
考虑如图所示的简单结构。
该结构由两根连杆通过圆柱销连接而成，这两根连杆又通过圆柱销与其它构件连接。
这里假设左边这根连杆刚度很大，从而可以考虑成为刚体。
而右边这根连杆则是变形体，而三个圆柱销也是变形体。
在设置属性时，对于左边这根连杆，在其细节视图中设置其刚度行为如下而其它的四个零件则是变形体如下使用自动检测接触，则该刚性连杆与两个圆柱销的连接处被自动检测为绑定接触。
这就是说，刚性连杆是支持contact行为的。
对该结构进行粗糙的网格划分，得到的有限元模型如下可见，对于刚杆并没有划分单元。
那么，在ANSYS内部，该连杆是用什么来表示的呢？使用前面博文的方法，进入到finite element modeler,可以看到其单元可以看到，该连杆现在实际上是用一个mass单元（左边中间有一个亮点，它就是MASS单元）以及两个接触面来表示的。
该mass单元具备了刚性杆的质量属性和惯性属性，而这两个接触面则用于与周围零件发生相互关系。
那么该质量单元的质量属性是什么呢？重新回到mechanical,查看该刚性杆的细节视图，可以看到其属性其体积，质量，质心的坐标，转动惯量都已经计算出来，这些都成为该mass单元的属性。
下面施加位移边界条件，施加在下面两个圆柱销的端面（目的只是考察ANSYS的内部行为，实际情况中很少是端面被固定。
）那么刚杆上能否施加力呢？ANSYS WORKBENCH的帮助中谈到，对于刚性杆，只可以施加远程位移，远程力和力矩，如下图。
而其它的力不能施加。
对该连杆表面施加远程力如下图果然可以施加。
静力分析后查看位移云图可见，该刚杆的确没有任何位移，而其它四个零件则发生了变形。
ANSYS刚体运动学分析详解
刚体运动学分析一、前处理1.创建分析项目双击主界面Toolbox中的Analysis System>Rigid Dynamics（刚体动力学）选项，在项目管理区创建分析项目A，如图所示。
2.定义材料数据1)双击项目A中的A2栏Engineering Data项，进入材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。
2)根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row 2: Structure Steel表中可以修改材料的特性。
3)关闭A2:Engineering Data，返回到Workbench主界面，材料库添加完毕。
3.添加几何模型1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse，此时会弹出“打开”对话框。
2)在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap16几何体文件，此时A2栏Geometry后的？变为√，表示实体模型已经存在。
3)单击DM（DesignModeler）界面右上角的“关闭”按钮退出DM，返回到Workbench主界面。
4. 定义零件行为1)双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项，进入Mechanical界面，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的所有Solid，在Details of “Solid”中确保所有的Solid对象的Stiffness Behavior（刚度特性）均为Rigid（刚性），如图所示。
5.设置连接1)查看是否生成了Contact接触，如存在，则全部删除，如图所示。
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Connections对象，然后在工具箱中选择Body-Ground>Revolute，此时树结构图中出现Revolute对象。