基于ADAMS与ANSYSWorkbench的递纸机构应力分析
基于ANSYS／LS-DYNA的平行分度凸轮机构的应力分析
重庆三峡学院毕业设计（论文）题目基于LS-DYNA的平行分度凸轮机构的应力分析专业机械设计制造及其自动化年级 2005 级学生姓名贺国军学生学号 200515140126指导教师何晶昌职称讲师完成毕业设计（论文）时间 2008 年 12 月目录第一章绪论 (1)1.1平行分度凸轮机构的来源及其优缺点 (1)1.2 本论文的设计思路 (2)1.3 平行分度凸轮机构的应用及发展趋势 (2)1.4 本论文研究的内容 (2)第二章平行分度凸轮机构的载荷计算 (3)2.1 转盘的运动规律计算 (3)2.2 主、从动件的负载转矩计算 (5)第三章凸轮材料属性及各参数 (8)3.1 凸轮参数设置 (8)3.2 *vread命令读取数据 (8)第四章建模及划分有限元网格 (11)4.1 建立工作轮廓曲线 (11)4.2 凸轮安装及整个模型的建立 (12)4.3 定义材料属性 (12)4.4 划分有限元网格 (13)第五章施加载荷 (15)5.1创建PART (15)5.2 定义接触 (15)5.3施加载荷 (17)5.4设置求解选项 (18)第六章结果分析 (19)6.1 通用后处理器/POST1中滚子的受力分析 (19)6.2 通用后处理器/POST1中凸轮的受力分析 (21)6.3 时间历程处理器/POST26中节点的受力分析 (23)第七章结论 (25)7.1 小结 (25)第八章APDL方式建模及处理 (26)8.1 宏程序shuju1.mac (26)8.2 宏程序yundong.mac (26)8.3 命令流文件 (26)致谢 (34)参考文献 (35)英文摘要 (36)基于LS-DYNA的平行分度凸轮机构的应力分析贺国军重庆三峡学院应用技术学院系机械设计制造及其自动化专业2005级重庆万州 404000摘要本文主要论述了平行分度凸轮机构的设计过程，并根据所选择的改进正弦加速度运动规律计算了凸轮机构的载荷。
ansys机械臂刚度和应力分析
ANSYS机械臂刚度和应力分析简介在机械工程中，机械臂是一种重要的工具。
它通常由多个关节和链式连接组成，用于执行各种任务。
在设计机械臂时，刚度和应力分析是至关重要的步骤。
本文将介绍如何使用ANSYS软件进行机械臂的刚度和应力分析。
刚度分析刚度是指物体抵抗形变的能力。
在机械臂中，刚度是一个重要的设计参数，它决定了机械臂的稳定性和精度。
ANSYS 软件提供了多种分析方法来评估机械臂的刚度。
结构刚度分析结构刚度分析是通过施加外部载荷并测量变形来评估机械臂的刚度。
首先，需要建立机械臂的三维模型，并定义材料属性和约束条件。
然后，在ANSYS中选择适当的分析方法，如有限元分析（FEA），进行结构刚度分析。
FEA是一种数值模拟方法，通过将结构离散化为有限数量的单元，计算每个单元的应力和变形，从而确定整个结构的刚度。
模态分析模态分析用于确定机械臂的固有频率和振型。
固有频率是机械臂自由振动的频率，它与机械臂的刚度和质量有关。
振型描述了机械臂振动时各个部分的运动形式。
通过模态分析，可以确定机械臂的关键振动模式，从而避免共振和不稳定性问题。
优化设计刚度分析的结果可以用于指导机械臂的优化设计。
通过调整关节的材料和几何参数，可以改变机械臂的刚度特性。
例如，增加关节的直径或壁厚可以增加关节的刚度。
通过使用ANSYS的优化功能，可以自动搜索最佳设计参数，以满足特定的刚度要求。
应力分析应力分析用于评估机械臂在工作载荷下的强度和稳定性。
机械臂在操作中承受着不断变化的载荷，如重量、惯性力和外部负载。
合理评估应力情况可以避免机械臂发生破坏或失效。
静态应力分析静态应力分析是一种常用的方法，用来评估机械臂在静止状态下承受的载荷。
在ANSYS中，可以通过施加不同的载荷和约束条件来模拟不同工况下的应力分布。
静态应力分析可以确定机械臂各个部分的应力大小和分布情况，并判断是否存在应力集中和弱点。
动态应力分析动态应力分析用于评估机械臂在动态载荷下的应力响应。
基于ANSYS Workbench 的半轴静力仿真分析
1概述半轴是介于差速器和驱动轮之间传递动力的实心轴，是传动系统的重要零部件之一。
半轴内端设置花键与差速器的半轴齿轮连接，外端通过凸缘与驱动轮的轮毂相连。
现在汽车半轴分为全浮式半轴支承和半浮式半轴支承，典型的半浮式半轴结构如图1所示。
图1半浮式半轴结构半浮式半轴广泛应用在承受反力和弯矩较小的汽车上，半浮式半轴只能使半轴内端免受弯矩，而外端则承受全部弯矩[1]。
半浮式半轴同时承受扭矩和弯矩，工作环境比较恶劣，确定其应力分布是非常重要的，因此对半浮式半轴进行静力分析。
应用最广泛的分析类型是线性静力分析，常用于线弹性材料，静态加载等情况。
在静态载荷作用下应充分考虑结构的约束，忽略对计算结果无影响的惯性，阻尼以及质量。
由经典力学理论可知，物体的动力学通用方程为：(1)其中，是质量矩阵；是阻尼矩阵；是刚度矩阵；是位移矢量；是力矢量；是速度矢量；是加速度矢量。
在现行结构中，与时间t 相关的量都被忽略[2]，上式简化为：（2）2半轴三维模型的建立CATIA V5是IBM 和法国达索公司共同研发的三维设计软件，大量应用在零部件建模、车身外型设计、机械加工及分析以及模拟等方面[3]。
应遵循适当的原则和方法来建立三维实体模型：①保证满足模型质量基本要求。
要保证模型与实体高度吻合以及可靠性等方面。
②建模之前应确定正确的建模顺序和方法。
③建模过程中可应用基准平面等辅助建模。
利用“分析”和“工具”中的有关功能及时检查参数，避免出错[4]。
基于几何模型的特点进行简化处理。
主要简化方法有：非必要的圆角可以省略；工艺结构省略掉；非重要区域的小尺寸细节可删除；对非危险区的小尺寸细节结构进行简化。
根据假设及特征简化，应用CATIA V5软件绘出的半轴实体模型如图2所示。
图2半浮式半轴三维实体模型3半轴有限元分析ANSYS Workbench 是新一代有限元分析环境和应用平台，有限元分析流程分为：建立三维模型，简化建立有限元分析模型，网格划分，施加边界条件及载荷条件，进行有限元分析，验证有限元分析结果[5]。
ansysworkbench疲劳分析
第一章简介1.1 疲劳概述结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。
疲劳通常分为两类：高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。
因此，应力通常比材料的极限强度低，应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳；低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。
塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。
一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。
在设计仿真中，疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳。
接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。
1.2 恒定振幅载荷在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起：当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。
否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。
1.3 成比例载荷载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷：比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减不随时间变化，这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。
相反，非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系，典型情况包括：σ1/σ2=constant在两个不同载荷工况间的交替变化；交变载荷叠加在静载荷上；非线性边界条件。
1.4 应力定义考虑在最大最小应力值σmin和σmax作用下的比例载荷、恒定振幅的情况：应力范围Δσ定义为(σmax-σmin)平均应力σm定义为(σmax+σmin)/2应力幅或交变应力σa是Δσ/2应力比R是σmin/σmax当施加的是大小相等且方向相反的载荷时，发生的是对称循环载荷。
这就是σm=0，R=-1的情况。
当施加载荷后又撤除该载荷，将发生脉动循环载荷。
这就是σm=σmax/2，R=0的情况。
1.5 应力-寿命曲线载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示：（1）若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而且有可能导致失效；（2）如果同个部件作用在更高的载荷下,导致失效的载荷循环次数将减少；（3）应力-寿命曲线或S-N曲线,展示出应力幅与失效循环次数的关系。
基于ADAMS与ANSYS仿真分析
基于ADAMS与ANSYS仿真分析赵晓民;张亚辉;郭良超【摘要】本文以SOLIDWORKS为三维建模工具、ADAMS为动力学仿真软件,对机构中的每个构件进行分析求解。
ADAMS进行动力学分析时可生成ANSYS软件使用的载荷文件（即.lod文件）,ANSYS可直接调用此文件生成有限元分析中力的边界条件,以进行应力、应变以及疲劳寿命的评估分析和研究。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)018【总页数】1页(P36-36)【关键词】ADAMS;ANSYS;连杆运动;动力学仿真【作者】赵晓民;张亚辉;郭良超【作者单位】河南平高电气股份有限公司,河南平顶山467001;河南平高电气股份有限公司,河南平顶山467001;河南平高电气股份有限公司,河南平顶山467001【正文语种】中文【中图分类】TP317在连杆运动的设计制造中，通常需要进行机构的运动学仿真，模拟机构的运动过程，通过运动分析获得构件上关键位置的位移、速度和加速度等。
传统设计多采用图解法和解析法。
本文应用虚拟样机技术来实现机构的设计与运动轨迹求解，通过AD A M S进行运动分析，输出机构所需的运动参数，然后把这些参数作为构件进行强度设计的边界条件，在A N S Y S中进行应力应变分析，以优化构件的外形参数。
对于A D A M S和A N S Y S而言，A D A M S进行动力学分析时可生成A N S Y S软件使用的载荷文件（即.l o d文件），利用此文件可向A N S Y S软件输出动力学仿真后的载荷谱和位移谱信息。
A N S Y S可直接调用此文件生成有限元分析中力的边界条件，以进行应力、应变以及疲劳寿命的评估分析和研究，这样可得到基于精确动力学仿真结果的应力应变分析结果，提高计算精度。
3.1 A D A M S输出边界条件。
（1）创建模型或导入。
在A D A M S/V i e w中创建刚性构件，一种方法是利用A D A M S/V i e w提供的建模工具，直接创建刚性构件；另一种方法是通过A D A M S与其它C A D软件的数据接口，直接导入C A D几何模型，通过适当的编辑后就可以转变成A D A M S中的刚性构件。
基于ansys workbench对NGW型周转轮系应力分析解决方案
基于Ansys workbench对NGW型行星轮系应力分析方案目录前言 (1)一．国内外研究状况和应用前景 (4)第一章传动方案的确定 (6)1.1 设计任务 (6)1.2 行星机构类型的选择 (7)第二章齿轮的设计计算 (10)2.1 配齿计算 (10)2.1.1 确定各齿轮的齿数 (10)2.2 齿轮应力分析 (13)第三章轴的的设计计算 (21)3.1 行星轴的设计 (21)3.2 转轴的设计 (22)第四章行星架、箱体和底盘的设计 (25)4.1 行星架的设计 (25)4.2 箱体的设计 (31)4.3 底盘的设计 (35)第五章装配体生成 (37)第六章小结与展望 (41)参考文献 (42)摘要行星轮系是指只具有一个自由度的轮系。
一个原动件即可确定执行件（行星齿轮）的运动，原动件通常为中心轮或系杆；即与行星齿轮直接接触的中心轮或系杆作为原动件带动行星齿轮，一方面绕着行星轮自身轴线O1-O1自转，另一方面又随着构件H（即系杆）绕一固定轴线O-O（中心轮轴线）回转。
行星轮系和差动轮系统称为周转轮系（一个周转轮系由三类构件组成1.一个系杆。
2.一个或几个行星轮。
3.一个或几个与行星轮相啮合的中心轮。
）。
行星轮系中，两个中心轮有一个固定；差动轮系中，两个中心轮都可以动(即F=2)。
其特点是具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、传递功率范围及传动范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点。
主要运用在国防、冶金、起重运输、矿山、化工、轻纺、建筑工业等部门的机械设备中。
本文主要内容是基于NGW型行星减速器中，齿轮间接触时产生的受力情况，并用Proe进行三维建模，然后在Ansys workbench 中进行应力分析，最后观察受力云图，找出最大应力部位，并且根据解算数据与材料的疲劳强度相对比，从而达到验算校核的目的。
本文还简单的介绍了在NGW型减速器中，几个基本要素的简略设计过程，讲述了齿轮的大小，模数，材料的确定，还有轴的大小，轴承的选取以及键的选取。
毕业论文参考-基于ANSYS的连杆应力有限元分析及结构优化
XXXXX毕业设计（论文）摘要众所周知，发动机是汽车一切非简单部件中最重要的部件之一。
而曲轴连杆作为发动机转换能源的重要零部件，承担着将燃料化学能转换为机械能的重点工作。
其主要作用是将来自于活塞的力传递给曲轴，使活塞的往返运动转化为曲轴的旋转运动。
在发动机运行时，连杆承受着复杂的载荷，其受力主要包含来自于活塞的压力、活塞及其自身往复运动的惯性力，而且对于这些力的大小和方向，其特征都是周期性变化的。
所以，这就要求强度及刚度对连杆都要满足。
故而需要对发动机连杆进行强度分析及结构优化。
由于计算机的快速发展，采用计算机辅助分析的方法来研究机械结构在工程领域中已广泛使用。
ANSYS是一款通用性很强且功用非常强大的有限元分析软件，故本文以ANSYS14.0为核心对发动机连杆进行了有限元应力分析。
本论文主要做了如下工作：（1）使用UG10.0软件建立了连杆的三维模型，导入ANSYS14.0软件划分网格，得到有限元分析模型。
（2）对发动机连杆进行静力学分析，得到了连杆拉压工况的的应力云图和位移云图。
（3）结合连杆受力情况，对连杆进行了结构优化设计，使其在满足相同强度条件的情况下减少重量，以达到减小惯性力及材料的目标。
本文借助于大型有限元分析软件ANSYS14.0对发动机连杆进行有限元应力分析，验证了连杆的性能及研究了连杆强度计算和优化设计方法，从静力学方面判断出连杆工作的可靠性。
关键词：曲轴连杆，有限元，强度分析，优化IXXXXX毕业设计（论文）ABSTRACTAs we all know, engine is one of the most important parts of all the complex parts of automobile. Crankshaft connecting rod, as an important part of engine power conversion, undertakes the core task of converting fuel chemical energy into mechanical energy.Its main function is to transfer the force from the piston to the crankshaft, so that the reciprocating motion of the piston can be transformed into the rotating motion of the crankshaft. When the engine works, the connecting rod bears harsh working conditions and complex loads. The force mainly comes from the gas force of the piston, the inertia force of the piston and its reciprocating motion, and the magnitude and direction of these forces show periodic changes. Therefore, it requires the connecting rod to have enough strength and stiffness. Therefore, it is necessary to analyze the strength and optimize the structure of the engine connecting rod.Because of the rapid development of computer, the method of computer aided analysis has been widely used in the field of engineering. ANSYS is a very versatile and powerful finite element analysis software, so this paper takes ANSYS14.0 as the core to carry out finite element stress analysis of engine connecting rod.The main work of this paper is as follows:(1) The three-dimensional model of the connecting rod is established by UG10.0 software, and meshed by ANSYS14.0 software, the finite element analysis model is obtained.(2) Static analysis of engine connecting rod is carried out to check the correctness of finite element model and boundary conditions, and stress nephogram which is in accordance with actual working conditions is obtained.(3) Optimized design of the connecting rod in combination with the force of the connecting rod, so that the weight of the connecting rod can be reduced under theIIXXXXX毕业设计（论文）same strength condition, in order to achieve the purpose of reducing inertial force and material.In this paper, the finite element stress analysis of engine connecting rod is carried out by means of the large-scale finite element analysis software ANSYS14.0. The performance of the connecting rod is verified, the strength calculation and the optimization design method of the connecting rod are studied, and the reliability of the connecting rod is judged from the static aspect.KEY WORDS：crankshaft connecting rod, finite element, strength analysis, optimizationIIIXXXXX毕业设计（论文）目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................................I I 目录 . (IV)第一章绪论 (1)1.1论文研究背景和意义 (1)1.2有限元法研究现状 (1)1.3发动机连杆有限元分析研究现状 (2)1.4本章小结 (3)第二章有限元分析基础 (4)2.1有限元法介绍 (4)2.1.1有限元法发展历史 (4)2.1.2有限元法基本理论 (5)2.1.3有限元法分析步骤 (7)2.2ANSYS软件介绍 (9)2.3本章小结 (9)第三章连杆的受力分析 (10)3.1连杆受载情况及参数 (10)3.1.1连杆受力分析 (10)3.1.2已知参数 (11)3.2燃气压力计算 (11)3.3惯性力计算 (12)IVXXXXX毕业设计（论文）3.5连杆最大压应力工况受力分析 (15)3.6本章小结 (16)第四章连杆应力有限元分析与结构优化 (17)4.1连杆三维模型的建立 (17)4.1.1 UG10.0软件介绍 (17)4.1.2建立连杆三维模型 (18)4.1.3三维模型的简化 (19)4.2有限元模型前处理 (22)4.2.1三维模型的导入 (22)4.2.2材料参数的设定 (24)4.2.2单元类型的选择及网格划分 (25)4.3连杆载荷施加及边界条件 (28)4.3.1连杆载荷处理与分布 (28)4.3.1.1载荷处理 (28)4.3.1.2连杆大小端拉应力加载 (29)4.3.1.3连杆大小端压应力加载 (31)4.3.2连杆位移边界条件的确定 (34)4.4运算及结果分析 (35)4.5连杆结构优化分析 (37)4.6.1连杆优化概述 (37)4.6.2连杆优化分析 (38)4.6本章小结 (40)第五章总结与展望 (41)5.1工作总结 (41)5.2工作展望 (42)参考文献 (44)VXXXXX毕业设计（论文）致谢 (46)毕业设计小结 (47)VIXXXXX毕业设计（论文）第一章绪论1.1论文研究背景和意义以往对发动机的主要组成部件的受力分析，只能靠传统力学计算方法，大致反映这些零件受力状态，因为这些零件受力复杂且形状不规则，比如活塞、连杆、气缸、曲轴等。
ANSYS应力分析讲义
2003年5月
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
应力分析 - 前处理
…剖分网格
讲义
• 定义实常数:
– Preprocessor > Real Constants • [Add] 增加一个新的实常数 • 如果定义了多种单元类型，须对不同的单元类型分别定义相应的实 常数。 • 然后键入实常数的值。
2003年5月
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
应力分析 - 前处理
…几何模型
讲义
• 当您需要对几何模型进行单位转换时，比例缩放是很有用处的,比如从英尺 转换为毫米时。
• 在 ANSYS中缩放模型:
– 首先保存数据库 -- Toolbar > SAVE_DB 或 SAVE命令 。
– 或用 R 命令系列。
• 不同的单元类型需要不同的实常数,有些不需要实常数。在在线帮 助中查找单元手册获取详细信息。
2003年5月
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
应力分析 - 前处理
…剖分网格
讲义
材料特性
• 每种分析均需要输入一些材料特性: 结构单元的杨氏模量 EX,热单 元的热传导系数 KXX 等。
Areas
应力分析 - 前处理
…几何模型
讲义
• 实体模型中图元有一个层次关系。关键点是最低阶的图 元，线在关键点上, 面在线之上,体在面之上。
• 无论实体是怎样建立的，这种层次总是成立的。
体 面 线 关键点
• ANSYS 不允许您将连接在高阶图元上的低阶图元修改或删除。(某 些类型的修改是允许的… 后面讨论)