ANSYS刚体运动学分析详解

1、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AnalysisSystem>RigidDynamics（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EngineeringData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PropertiesofOutlineRow2:StructureSteel表中可以修改材料的特性。3）关闭A2:EngineeringData,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

2、标右键，在弹出的快捷菜单中选择ImportGeometry>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。5CO.OCl5XiCO2）选择Mechanical界面左侧Out

3、line树结构图中Geometry选项下白所有Solid,在DetailsofSolid”中确保所有的Solid对象的StiffnessBehavior（刚度特性）均为Rigid（刚性），如图所示。Detailsof'Solid"+GraphicsPropertiesSuppressedmoStiffnessBehaviorRigidReferenceTernperature0yEnvironmentMaterialAssigrimentStructural型eelDefinition3+外邮山整片沙+Propfrrtws+1Statistics5 .设置连接1）查看是否生成

4、了Contact接触，如存在，则全部删除，如图所示。回,“.他Corrections自“、南ConUcteContactRegion.ContactRegion22）选才MMechanical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。E置ConnectjartsContactsJoints由，Revolute*GroundToSolid3）设置Revolute对象的细节窗口如图所示，然后单击选择左边实体底部的孔，并在细节窗口中的Scope中单击Apply按钮。Defir

5、iitioriConinectionTypeBoidy-GrouridJyueRevoluteTorsionalStiffness0.Nmm/0TorsionalDamping0,NmmVSuppressedNoReferenceCoordinateSystemReferenceCoordinateSystemMobileScopingMethodGeometrySelectionAppliedByRemoteAttachmerrtScope1FaceBodyInitialPositionUnchangedStop方Detailsof'Revolute-GroundToSolid*斗-

6、二+4）按照上面的方法，继续添加Revolute对象。设置Revolute对象的细节窗口如图所示。然后单击选择右边实体底部的孔，并在细节窗口中的Scope中单击Apply按钮。DetailsofHRevolute-GroundToSolid"qROefrnitHQnConnertioriTyqseBodv-GraundTypeRtvolutflTonionalStiffness0N-mnVToriioralCampmg0.M-mrri$/*SuppressedNo-ReferenfieCaordinstcSystenrRefecenceCoordinate-MobikScopingM

7、ethodGeometryS«l#rtionAppliedByR？mctfAttachnentScope1FaceBodySolid1rlit向1PositionUhcharged千5t4P55）按照上面的方法，继续添加Revolute对象。设置Revolute对象的细节窗口如图所示，然后单击选择左边实体上部的孔，并在细节窗口中的Reference>Scope中单击Apply按钮。然后单击连杆对应的孔，并在细节窗口中的Reference>Scope中单击Apply按钮。Detailof"Rewolute=SolidToSolid114DedHnitficnCon

8、nectionTypeaody-fiodyTypeR.evo1u.teTar&iionalSliffness0.hl-mmrii/"TorsionalDampno0-Nlmm-sSuppressecMdReferenceSccpirgMethodGearrir&trySelectionAopHiedBy艮片mol-Aflachrn>ent1f-acaBadyCoordmateSysteinReferenceCoordinirteSystemM»blk丸。口;口口MrlhodGromH'tySelectionAdpliedByftemoteArt

9、achment女dx1FaceBodyinitialPotiton3gp6）按照上面的方法，继续添加Revolute对象。设置Revolute对象的细节窗口如图所示，然后单击选择右边实体上部的孔，并在细节窗口中的Reference>Scope中单击Apply按钮。然后单击连杆对应的孔，并在细节窗口中的Reference>Scope中单击Apply按钮。Detailsof'Revolute-邑nlidTo0DefiriitianCcnnertonTypesody-BodyType.ewolliJteTorsnonalStiffness。.Nrnm/*1orsionalDarr

10、iipingdNmmis/"SupprentedJljbrCDpiiigMethodGeomittiryelectionAppliedayremoteAttachmentScope1Foc.'eBodyn"Coordin3it$sytcemreferencec&oirdinaTeSystern.Mobl1人5cophg。MethodGeometrySelectionAppliedByAttachmGntScop41BodyEEI1InitialPositionjH<clBiiOHg'CdSt9pft6.设置初始条件1）选才MMechanical

11、界面左侧Outline树结构图中的Transient（瞬态）（A5）选项，此时会出现Environment工具栏。2）选择Environment工具栏中的Loads>JointLoad,此时在树结构图中会出现JointLoad对象。IranInsert由AccderationSljStandardEarthGravityIsof"TransientyskiTyiwzjClearGeneratedData81tlRerame(F211OpenSolverFilesDirectoryStrurtur-alRemoteForceJointLo-ad以RemoteDisplacemen

12、l以ConstraintEquation邑Ccminands3）设置JointLoad对象细节窗口，选择的连接为短臂对应的对地连接，设置结果如图所示。官-:吗TranMent（A5）AnalysisSettings£t-epControlsNumberOfZCurrentStepNumber1StepEndlime4.£AutoTimeSteppingOnCarryOverTimeStepOff|InitialTimeStepl.e-002EMinimunftTimeStepl.e-0075MaxirnumTimetep5e00E5SelverCentr»KTim

13、eIntegrationTypeRunge-Kutta4UseStabilizationOffLKePositionCorrectionY«UseVelocityCorrection¥«DropoffTcleran«Le-006NonlinearControlsOutputCortrekAnalysisDataMnagmentSolverFile5DireetaryC:U5trsA.dminirtratorAppDataLa.Seratch5©府曾FilyDirettaryVisibilityHankient:AS)Analysis5ettir

14、ig5JointRfYolute-GroundToSolidDefinitionDOFRotationZTypeRoUtionalVelocityMagnitudeTabularDataSuppressedNoTableFittingFittingMethodProgramControlledDetailsof"Joint-RotationalVelocity'T«,cil*rIDa'fiTh*%：*.】.i”；D.J&iit-RotatarwIv'elQaty二、求解在Outline树结构图中的RigidDynamics(A5)选项单击鼠标

15、右键，在弹出的快捷菜单中选才iSoke,此时会弹出进度显示条，表示正在求解，当求解完成后进度条自动消失。求解完成后可以通过SolutionInformation查看求解过程信息。三、后处理1 .查看整体响应1)选才MMechanical界面左侧树结构图中的Solution(A6)选项，此时会出现Solution工具栏。2)选择Solution工具栏中的Deformation>Total,此时在树结构图中会出现TotalDeformation选项。臼剑Solution(AS)SoLbonInformatanTotalDeformation：3)选择视图区域的零件，然后单击Detailsof

16、"TotaDeformation”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体变形图。4)在Outline树结构图中的TotalDeformation上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择EvaluateAllResults,此时进行求解，求解后得到的图形如图所示。酬匕布川E»11彳2tacLAji,£*次eh口十|rm|*.nr-rI*岭MMaw管“6141小飞N网迷塞9葡孑H41驯上好14411U2剧却14514413俸LS71717743蚓34W21B.47144JLV97I1m«TflbU心rU巾I""!

17、1;自下事曲;KKTMaEhLSb77X76沁MB1X93副3M47<.lb3MZrBMMW.SMkl5）选择Solution工具栏中的Deformation>TotalVelocity,设置得到对象TotalVelocity（总的速度）。6）选择视图区域的零件，然后单击DetailsofTotalVelocity”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体速度图。S-".匈Solution（A6）SolutionInformationTotaJDeformationTotalVdodty7）在Outline树结构图中的TotalVelocity上单击

18、右键，在弹出的快捷菜单中选择EvaluateAllResults,此时进行求解，求解后得到的图像如图所示。*2%.如W2D17/5/21星期ETiF22=00f4NA11L111QICFfMiH1!«D1日y1M刈.导141157U.3B15.3Mi却如15mM3ismHIFJ144157H35541W-15JT.“皿7X）g?itl5Jt然打W15m浮空修1坨-3.8BM15ML15M加.1EnwfcjljP|尸Itojrwft2393.1Max2cQ1.722i&22116.32C27.91935.01E4441752.91E6K51570Min2 .查看变形时间历程结果

19、1）选择Solution工具栏中的Deformation>Total,此时在树结构图中会出现TotalDeformation2选项。京一国Solutwn（山6）JfSolutonIrifocmatifiriiTcitalDefarmatiDrYTotalVelocityTotalDeforrnation2J同2）选择视图区域的零件，然后单击DetailsofTotalDeformation2”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体变形图。设置细节窗口中内容如表所示。TotalDeformation2TotalDeformation3TotalDeformation4TotalDeformation5ScopingMechodGeometrySelectionGeometrySelectionGeometrySelectionGeometrySelectionGeometryAllBodiesAllBodiesAllBodiesAllBodiesTypeTotalDeformationTotalDeform