PROE受力分析
PROE仿真与动画(有实例讲解)
组 根据 锁 或 锁任意 体或 连接：打开“连接 件”对话框，使用此对话框可 需要 定 解
主 连接，
组 并运行 件分析。 添 辑 移除 复 或 分析：打开“分析”对话框，使用此对话框可 加、编 、
、 制 运行分析。
回放 回放 回放 将 保存 ：打开“ ” 对话框，使用此对话框可 分析运行的结果。也可 结果
初始 初始 指 初始 为 条件：打开“ 条件”对话框，使用此对话框可 定
体或槽 初始 连接轴、主
定义速度 条件。
位置快照，并可 点、
属性 属性 指 属性 指 质量 ：打开“质量 组件的密度。
”对话框，使用此对话框可 定零件的质量
，也可 定
拖 拖 将 拖 至 拍取 动：打开“ 动”对话框，使用此对话框可 机构 动 所需的配置并 快照。
1．销钉连接
，重新 定 件 件参照，如图 1-6 所示。
指 公差 设置：打开“设置” 对话框，使用此对话框可 定"机械设计"用来装配机构的 ，
指 失败 将采取 否发 警 声 失败 也可 定在分析运行
否暂停 或 继续 该 利 完 时是
运行 是
时“机械设计”
的操作。如是 出 告 ，操作
运行等等， 配置有 于设计者高效率的 成工作。如图 1-7
复 齿 制现有的 轮副。 辑 伺服电动机：打开“伺服电动机”对话框，使用此对话框可定义伺服电动机，也可编 、
移除或复制现有的伺服电动机。
执 执 执 辑 行电动机：打开“ 行电动机”对话框，使用此对话框可定义 行电动机，也可编 、 移除或复 执 制现有的 行电动机。
辑 移除或复 弹簧：打开“弹簧” 对话框，使用此对话框可定义弹簧，也可编 、
第 1 章 运动仿真
挖机铲斗结构有限元分析-ANSYS FEM大作业
挖机铲斗结构有限元分析-ANSYS FEM大作业1.问题概述：通过ansys软件对挖机的铲斗结构进行有限元分析，将铲斗结构在工作过程中铲土受到的力反向施加在铲斗上，来分析结构的受力状态，结合材料力学第四强度理论来判定结构是否满足强度要求。
图1 几何模型2.问题分析：采用ansys软件，建立铲斗有限元模型，不需要建立挖机的整体模型，在铲斗与挖机动臂连接的销孔位置处进行约束设置，将铲斗工作过程中的力提取出来，反向施加在铲斗上，如图1所示，红色箭头方向即为铲斗的受力方向，其中已知，Fx为109000N，Fy为-110000，Fz为0，最终对铲斗进行强度分析。
3.分析步骤首先通过Proe建立三维模型，随后将三维模型通过ansys几何结构导入至ansys软件中，几何导入路径截图为：图2 几何导入路径单元类型为solid186单元类型，solid186是一个高阶3维20节点固体结构单元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模拟不规则的网。
单元通过20个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.SOLID186可以具有任意的空间各向异性，单元支持塑性，超弹性,蠕变,，应力钢化，大变形和大应变能力.还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。
图3 单元类型图4 单元类型定义结构材料为Q235，弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3。
在ansys中材料定义如下所示：图5 材料属性对结构进行网格划分，采用六面体的网格划分方法，让结构尽可能多的用六面体，这样可以减少整体的节点规模，减小计算资源，同时还能保证计算精度。
网格总数为35210，节点总数为40448。
图 4 有限元网格模型根据实际情况进行加载约束，首先约束四个主动臂铰接孔内孔的全部自由度，如下所示其次约束辅动臂的四个铰接孔内孔的轴向和径向自由度，放开转动自由度，如下图所示。
最后按照题目中的载荷要求，在挖机铲斗边缘施加对应的载荷，最终加载约束示意如下，分析过程中还考虑铲斗结构的本身自重问题。
毕业设计-二自由度机器人的结构设计与仿真
二自由度机器人的结构设计与仿真学院：专业：姓名：指导老师：机械与车辆学院机械电子工程学号：职称：教授中国·XX二○一二年五月毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《二自由度机器人的结构设计与仿真》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
本人签名：日期：年月日二自由度机器人的结构设计与仿真摘要并联机器人有着串联机器人所不具有的优点，在应用上与串联机器人形成互补关系。
二自由度并联机器人是并联机器人家族中的重要组成部分，由于结构简单、控制方便和造价低等特点，有着重要的应用前景和开发价值。
本论文研究了一种新型二自由度平移运动并联机构，该并联机构采用类五杆机构，平行四边形刚架结构来实现，可有效地消除铰链间隙，提高动平台的工作性能，同时有抵抗切削颠覆力矩的能力。
根据该二自由度平面机构的工作空间，利用平面几何的方法求得连杆的长度，并通过Pro/E软件进行仿真检验，并通过软件仿真的方式，优化连杆长度，排除奇异点，同时合理设计机械结构的尺寸，完成结构设计。
对该二自由度并联机器人，以Pro/E为平台，建立两自由度平移运动并联机器人运动仿真模型，验证了机构的实际工作空间和运动情况。
最后指出了本机构的在实际中的应用。
并使用AutoCAD软件进行了重要装置和关键零件的工程图绘制工作，利用ANSYS 软件分析了核心零件的力学性能。
研究结果表明，本文所设计的二自由度机器人性能良好、工作灵活，很好地满足了设计指标要求，并已具备了一定的实用性。
关键词：二自由度；并联机器人；仿真；结构设计；Pro/E2-DOF robot structure design and simulationAbstractParallel robot has a series of advantages of the robot does not have to form a complementary relationship between the application and the series robot. The 2-DOF parallel robot is an important part of the family of parallel robots. The structure is simple, convenient and cost control and low, with significant potential applications and the development value. In this thesis, a new 2- DOF translational motion parallel mechanism, the analogous mechanism for class five institutions, parallelogram frame structure, which can effectively eliminate the hinge gap and improve the performance of the moving platform, while resistance to cutting subvert the torque capacity.The working space of the 2-DOF planar mechanism, the use of plane geometry to obtain the length of the connecting rod, and the Pro/E software simulation test, and software simulation to optimize the connecting rod length, excluding the singular point, while the size of the rational design of mechanical structure, complete the structural design. And important equipment and key parts of the engineering drawings using AutoCAD software, using ANSYS software to analyze the mechanical properties of the core parts.The 2-DOF parallel robot to the Pro/E platform, the establishment of the 2-DOF of translational motion parallel robot simulation model to verify the organization's actual work space and movement. Finally, this institution in the practical application. The results show that the combination of good motor performance of the 2-DOF parallel robot，good to meet the index requirements, and already have a certain amount of practicality.Keywords: 2-DOF; parallel robot; simulation; structural design; Pro/E目录1前言 (1)1.1本课题的研究背景及意义 (1)1.1.1什么是机器人 (1)1.1.2机器人技术的研究意义 (1)1.2机器人的历史与发展现状 (2)1.2.1机器人的发展历程 (2)1.2.2机器人的主要研究工作 (3)1.2.3少自由度机器人的发展历程 (4)1.3本课题的研究内容 (5)2二自由度机器人系统方案设计 (7)2.1二自由度并联机器人机构简介 (7)2.2执行机构方案设计及分析 (7)3二自由度机器人的结构设计与运动分析 (8)3.1已知设计条件及参数 (8)3.1.1连杆机构自由度计算 (8)3.1.2五杆所能达到的位置计算 (8)3.2对机构主体部分的运动学逆解分析 (10)3.2.1位置分析 (10)3.2.2速度与加速的分析 (11)3.3受力分析 (12)4基于Pro/E软件环境下二自由度机器人的结构设计 (16)4.1 Pro/E软件简介 (16)4.2驱动元器件的选择 (17)4.2.1步进电机的选择 (17)4.2.2联轴器选择 (18)4.3平面连杆机构的结构参数确定 (19)4.4输入轴的设计 (20)4.5安装支架的参数确定 (21)5基于Pro/E软件环境下的机器人装配及动态仿真 (23)5.1虚拟装配过程 (23)5.1.1连杆机构的装配 (23)5.1.2安装支架的装配 (24)5.1.3完成二自由度机器人的最终装配 (24)5.2基于Pro/E软件环境下的动态仿真 (25)6基于AutoCAD软件环境下的机械结构设计 (31)6.1AutoCAD软件简介 (31)6.2平面连杆机构的结构设计 (32)6.3机架的结构部件图绘制 (33)6.4二自由度机器人工程图绘制 (34)7基于Ansys软件环境下的有限元分析 (36)7.1Ansys软件简介 (36)7.2对输入轴的有限元分析 (37)7.3对输入连杆的有限元分析 (37)8 总结与展望 (40)8.1课题研究工作总结 (40)8.2研究展望 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录（一） (45)附录（二） (52)1前言机器人技术是一门光机电高度综合、交叉的学科，它涉及机械、电气、力学、控制、通信等诸多方面。
搅拌机搅拌臂和搅拌叶片受力计算与分析
° ® ° ¯
FX FY
= =
FN cosD FN sinD
设计计算
DESIGN & CALCULATION
°°® ° °¯
FNѝ FNѝx FNѝy
= 1827N = FN u sinĮ = 1496N = FNѝ u cosĮ = 1047N
进行受力分析。 2.1 均载工况下受力计算
ZHANG Jian-jian，GAO Li-qiang，GUO Jian，NING Yuan-yuan
搅拌机是混凝土领域应用最为广泛的一种机 型，其工作装置包括搅拌叶片及搅拌臂，工作时由 电机驱动工作装置进行旋转，搅拌叶片及搅拌臂推 动物料形成工作阻力，容易发生变形，因此，设计 时必须要保证其有足够的强度和刚度［1］。搅拌装 置是搅拌机的核心部分，其中搅拌臂和搅拌叶片是 搅拌装置的主要部件。搅拌轴与搅拌臂连接方式主 要有抱瓦式和插入式两大类［2］。以下仅对插入式 连接方式进行分析研究，对搅拌机两种工况下的搅 拌臂和搅拌叶片进行了受力计算和有限元分析，得 出其各部位的应力分布和变形情况，为搅拌臂和搅 拌叶片的设计提供参考［3］。
在搅拌叶片上取一微元体，如图2所示。混凝 土是一种非均质多相复合材料，且搅拌过程是一个
°°® °
FN FN
ח חy
= 3438N = 2366N
°¯FNחx = 2420N
非连续的过程，实际受力情况十分复杂。为简化计 算，此处只考虑搅拌叶片上的法向阻力FN，而其 他力忽略不计［1］。搅拌装置均匀受载时，搅拌叶 片所受的法向阻力FN为参与工作的搅拌叶片推动
轴上的功率为5.5kW，搅拌轴转速为47.1r/min，将 数据带入上式中，得T=1115N·m。由于此时搅拌功 率全部作用于单一搅拌叶片上，其作用力FN为
catia受力方针
catia受力方针
在机械工程方面，很多钢结构在设计的过程需要进行受力分析，一个结构太强或者太弱都不行。
过强会浪费成本，过弱会影响设备使
概念：有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。
还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
常用分析软件
国外软件：大型通用有限元商业软件:如ANSYS可以分析多学科的问题，例如:机械、电磁、热力学等;电机有限元分析软件NASTRAN等。
还有三维结构设计方面的UG,CATIA,Proe等都是比较强大的。
对于我们机械结构基本都是利用三维结构设计软件直接分析。
国产有限元软件：FEPG,SciFEA,JiFEX,KMAS、FELAC等。
基于ProE及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计与静力学分析-开题报告
在有限元法对汽车车架结构的分析中，早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是 令人满意的，但由于梁单元本身的缺陷，例如梁单元不能很好地描述结构较为复杂的车架结构，不 能很好地反映车架横梁与纵梁头区域的应力分布，而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形，因此梁 单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限，基本上 可以作为一种完全的强度预测手段。近十年来，由于计算机软件与硬件的飞速发展，板壳单元逐渐 被应用到汽车车架结构分析中，使分析精度大为提高，由过去的定性分析或半定量的分析过渡到定 量阶段。随着计算机软件、硬件技术的发展，特别是微机性能的大幅提高和普及，在微机上进行有 限元分析已不再是很难的事，同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。
2、课题研究的目的和意义 在汽车制造市场竞争日益激烈的今天，汽车制造技术越来越先进，作为载货汽车主要承载结构
的车架，它们的质量和结构形式直接影响车身的寿命和整车性能，如动力性、经济性、操纵稳定性。 汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而 提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会 降低将近一半。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。轻量 化是21世纪整车发展趋势之一，减轻汽车质量意味着节约了能源和材料。车辆设计中，在满足载货 汽车运营中对车架的刚度、强度及工艺改造等因素要求的同时，应当尽可能减轻它们的质量和降低 制造成本。
螺栓疲劳强度计算.
螺栓疲劳强度计算分析摘要：在应力理论、疲劳强度、螺栓设计计算的理论基础之上，以疲劳强度计算所采取的三种方法为依据，以汽缸盖紧螺栓连接为研究对象，进行本课题的研究。
假设汽缸的工作压力为0~1N/mm2=之间变化，气缸直径D2=400mm，螺栓材料为5.6级的35钢，螺栓个数为14，在F〞=1.5F，工作温度低于15℃这一具体实例进行计算分析。
利用ProE建立螺栓连接的三维模型及螺杆、螺帽、汽缸上端盖、下端盖的模型。
先以理论知识进行计算、分析，然后在分析过程中借助于ANSYS有限元分析软件对此螺栓连接进行受力分析，以此验证设计的合理性、可靠性。
经过近几十年的发展，有限元方法的理论更加完善，应用也更广泛，已经成为设计，分析必不可少的有力工具。
然后在其分析计算基础上，对于螺栓连接这一类型的连接的疲劳强度设计所采取的一般公式进行分类，进一步在此之上总结。
关键词：螺栓疲劳强度，计算分析，强度理论，ANSYS 有限元分析。
Bolt fatigue strength analysisAbstract: In stress fatigue strength theory，bolt，design calculation theory foundation to fatigue strength calculation for the three methods adopted according to the cylinder lid，fasten bolt connection as the object of research，this topic research. Assuming the cylinder pressure of work is 0 ~ 1N/mm2 changes，cylinder diameters between = = 400mm，bolting materials D2 for ms5.6 35 steel，bolt number for 14，in F "= 1.5 F below 15 ℃，the temperature calculation and analysis of concrete examples. Using ProE establish bolt connection three-dimensional models and screw，nut，cylinder under cover，cover model. Starts with theoretical knowledge calculate，analysis，and then during analysis，ANSYS finite element analysis software by this paper analyzes forces bolt connection，to verify the rationality of the design of and reliability. After nearly decades of development，the theory of finite element method is more perfect，more extensive application，has become an indispensable design，analysis the emollient tool. Then in its analysis and calculation for bolt connection，based on the type of connection to the fatigue strength design of the general formula classification，further on top of this summary. Keywords: bolt fatigue strength，calculation and analysis，strength theory，ANSYS finite elements analysis.目录1绪论 (5)1．1绪论 (5)1.2 疲劳强度的概念及常见的疲劳损伤类型 (5)1.3影响疲劳强度的因素 (5)1.4前景展望 (6)1.5研究的目的意义 (6)2相关背景知识 (7)2.1背景知识 (7)2.1.1强度理论及疲劳强度的计算主要有三种方法： (7)2.4螺栓连接的结构设计的原则 (13)3 Pro/E三维造型 (14)3.1 ProE简介 (14)3.2螺栓连接零件图 (14)4实例分析 (18)4.1理论分析 (18)4.1.1计算各力的大小 (18)4.2理论分析总结 (20)5 ANSYS有限元分析 (21)5.1ANSYS有限元分析 (21)5.1.1分析软件及工作原理介绍 (21)5.1.2 ANSYS分析求解步骤 (22)5.2 ANSYS分析 (22)5.3ANSYS分析总结 (26)总结 (27)[参考文献] (28)致谢 (30)1绪论本章主要介绍疲劳强度的基本概念及疲劳损伤的类型，影响疲劳强度的因素，以及作此设计的前景、目的和意义。
proe机构运动仿真教程（下）
proe机构运动仿真教程（下）1.4.5定义驱动定义完连接后就需要加饲服电机才能驱使机构运动，单击“机构”→“伺服电动机”或直接单击⼯具栏图标。
弹出“伺服电动机”对话框如图１-44所⽰。
在对话框右边有新建，编辑，复制，删除四个按钮，左边的列表框显⽰定义的饲服电动机名称和状态，在Pro/E中这样的对话框很多，可以⽅便的进⾏管理。
单击“新建”按钮弹出饲服电动机定义对话框。
图1-44 伺服电动机对话框1．“新建”按钮：可以创建伺服电动机。
2.“编辑”按钮：重新编辑选定的伺服电动机。
3．“复制”按钮：在原有的基础上重新创建同样的电动机。
4．“删除”按钮：删除选定的电动机。
单击“新建”弹出“伺服电动机定义”对话框。
1．“名称”⽂本框：系统⾃动建⽴缺省名称ServerMotor1，⽤户可以更改之。
2“类型”选项卡：指定伺服电动机的类型和⽅向等如图1-45所⽰。
（1）“从动图元”下拉列表框。
选择伺服电动机要驱动从动图元类型为连接轴型，点型和⾯型中的⼀种。
·连接轴：使某个接头作指定运动。
·点：使模型中的某个点作指定运动。
·平⾯：使模型中的某个平⾯作指定运动（2）单击可以在窗⼝中直接选定连接轴（3）“反向”按钮：改变伺服电动机的运动⽅向，单击反向按钮则机构中伺服电机黄⾊箭头指向相反的⽅向。
(4)“运动类型”：可以指定伺服电机的运动⽅式。
如果从动图元选择为连接轴，变为灰⾊不可选状态，同时系统⾃动选择为选转。
图1-45 伺服电动机定义对话框图1-46 轮廓选项卡3“轮廓”选项卡：可以指定伺服电机的速度，加速度位置等如图1-46所⽰。
(1)“规范”组合框：可以调出连接轴设置对话框，旁边的下拉框可以选择速度，加速度，位置三种类型。
对于不同的选项，相应会有不同的对话框出现。
位置：单击直接调⽤连接轴设置对话框设置连接轴。
选定的连接轴将以洋红⾊箭头标⽰，同时⾼亮显⽰绿⾊和橙⾊主体。
如图1-47所⽰图 1-47位置对话框类型速度：出现初始位置标签，选择当前。
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PROE受力分析
PROE（Pro/ENGINEER）是一种机械设计软件，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。
PROE受力分析是指使用PROE软件对机械零件或结构进行力学分析、强度分析和刚度分析的技术。
本文将从PROE受力分析的基本原理、流程和应用实例三个方面进行详细阐述，力求全面介绍PROE受力分析的相关知识。
一、PROE受力分析的基本原理
PROE受力分析是基于有限元方法进行的。
有限元方法是一种将一个复杂的连续体分割成许多更小的、简单的单元，通过有限元模型来近似原模型的力学性能的方法。
在PROE中，利用有限元方法对机械零部件进行受力分析时，首先需要对零件进行建模和网格划分，然后根据受力情况设定边界条件，以及加载和约束条件。
接下来，在PROE软件中进行有限元分析，计算零件各个单元的应力、应变、位移等力学参数。
最后根据计算结果，评估零件的强度、刚度和稳定性等性能。
二、PROE受力分析的流程
1.建立零件模型：在PROE中，可以通过多种方式建立零件的几何模型，如绘图、实体建模、曲线建模等。
建立模型时，需要考虑零件的几何形状和尺寸。
2.网格划分：在零件建模完成后，需要将其划分成有限元模型。
PROE 提供了多种划分方式，如自动生成网格、手动划分网格等。
合理的网格划分对分析结果的准确性和计算效率有重要影响。
3.设定边界条件：根据受力情况设置边界条件，包括加载条件和约束
条件。
加载条件可以是外力、扭矩、压力等，约束条件可以是固定点或边
界的位移约束、禁止转动等。
这些条件会直接影响到分析结果。
4.进行有限元分析：在PROE中，选择适当的有限元分析方法和求解
器进行分析计算。
PROE提供了多种分析工具和求解器，如静力学分析、
模态分析、热分析等。
用户可以根据实际需求选择合适的分析方法进行计算。
5.评估分析结果：根据有限元分析的结果，评估零件的强度、刚度和
稳定性等性能。
通过对分析结果的查看和分析，可以判断零件是否满足设
计要求，从而进行修正和优化。
三、PROE受力分析的应用实例
1.轴承支座受力分析：在轴承支座的设计中，需要对其受力情况进行
分析，以确定支座的强度和刚度。
在PROE中，可以对轴承支座进行建模
和网格划分，然后设置加载条件和约束条件，进行有限元分析。
通过分析
结果，可以评估轴承支座的应力分布和变形情况，从而判断其受力性能。
2.汽车车架受力分析：汽车车架是汽车的重要组成部分，承受着各种
复杂的受力情况。
在PROE中，可以对汽车车架进行建模和网格划分，然
后设置加载条件和约束条件，进行有限元分析。
通过分析结果，可以评估
车架的强度和刚度，判断车架是否满足安全性和稳定性要求。
3.飞机机翼受力分析：飞机机翼是飞机的重要组成部分，受到各种风
载荷和重载荷的作用。
在PROE中，可以对飞机机翼进行建模和网格划分，然后设置加载条件和约束条件，进行有限元分析。
通过分析结果，可以评
估机翼的强度和刚度，判断机翼是否满足设计要求，从而进行优化设计。
综上所述，PROE受力分析是一种基于有限元方法的机械受力分析技术。
通过对机械零件或结构的建模、网格划分和有限元分析，可以评估零件的强度、刚度和稳定性等性能，实现机械设计的优化和验证。
PROE受力分析技术在机械制造和工程设计领域具有广泛的应用前景。