一种开环链传动机构研究与仿真的分析

刘海民

【摘要】采用集中质量简化模型,对开环链条进行模型简化,从链轮与链节单系统模型开始研究,通过拉格朗日第二类方程推导了其微分方程,并给出了建立一般开环链模型系统微分方程的方法.在ADAMS环境中搭建开环链的仿真模型,在对导轨进行参数化设计基础之上对系统进行仿真研究.仿真结果表明,在链条进入导轨的过程中存在一定的不稳定性,但是当单一链节完全啮合进入导轨之后,其相对平稳的压靠在导轨的一侧,连续多个链节呈现出左右对称分部状态.通过设定链条与导轨之间不同的装配间隙,研究链轮输出扭矩的变化规律,得到了间隙与扭矩的关联函数,为深入进行开环链传动研究提供了依据.

【期刊名称】《机电产品开发与创新》

【年(卷),期】2015(028)004

【总页数】4页(P80-82,79)

【关键词】开环链;动力学特性;仿真

【作者】刘海民

【作者单位】中船重工集团第713研究所,河南郑州450015

【正文语种】中文

【中图分类】TP391.9

开环链机构与其它常见的传动机构相比，具有以下优点：结构简单、运行可靠、维护方便等。另外，由于采用“U”型导轨，当链条收回时可以完全停留在导轨内，

使设备自身高度较一般链传动机构降低，即在空间有限的条件下可获得较大的工作行程。

开环链式传动机构由链轮、开环链条及导轨组成（图1），与传统链条传动机构不同，该机构中链条需要导轨进行导向约束，利用链轮与链条之间的啮合力使链条推动负载沿导轨方向运动。一般对链条进行动力学研究主要是围绕噪声和振动两个方面，而噪声问题实质上是振动的外在表现[1]。在链传动动力学建模研究中，现有的资料多是将链轮等效为集中质量，没有考虑链轮对整个链系统的影响。相对于传统链条，开环链条的动力学研究，特别是振动方程的研究甚少。本文研究中，同样基于动力学基础对系统进行相应的简化，建立数学模型，以便于深入研究。1.1 简化模型的动力学微分方程

由于开环链的运动不同于普通闭环链条，其随着链条在导轨的上升运动，处在导轨中的链节数量逐渐增加。即所要研究的一个变化的系统，我们从图 2所示的链节模型开始研究。系统各广义坐标及参数意义如下：m1：链轮等效质量；m2：链节等效质量；m3：负载及链节的集中等效质量；k2、k3：链节的等效刚度；k1：链轮支撑的等效刚度。x1，x2，x3：等效质量的位移。应用拉格朗日第二类方程来推导系统的微分方程。

（1）能量计算：

（2）广义坐标：

取初始平衡位置为系统零势能点，则有：

将以上三式带入得到下列微分方程组：

1.2 一般模型的动力学微分方程

依同样方法研究一般开环链微分方程组，结果如下：

其动力学方程同样可以表示为：

M为质量矩阵，K为刚度矩阵，X为广义坐标，F为广义力。

应用动力学软件ADAMS，对开环链传动系统进行动力学仿真分析。在Pro/E软

件中建立装配模型，利用Pro/E与ADAMS的接口软件或格式转换将开环链传动

系统的模型导入到ADAMS中，并添加相应的约束及驱动，利用强大的动力学分

析功能对传动系统进行仿真分析[2]。

2.1 开环链模型建立

首先在Pro/E中对每个零件进行建模，由于ADAMS中接触力学求解过程比较复杂，容易出现计算发散等问题，这里只考虑工作段导轨中动力学特性，故导轨为其中负载作用的直线段。然后根据实际尺寸进行装配将已经建立好的模型通过数据转换将其导入动力学分析软件ADAMS中。

由于需要研究链条与导轨之间的装配间隙对系统运行性能的影响，在ADAMS中

对导轨进行参数化设计，以方便改变导轨参数对系统进行动力学仿真。并设置链轮、导轨、链条之间的约束副，以确定零件间的相对运动关系,添加约束后模型如图3

所示。

2.2 开环链在导轨中的运行状态分析

由于链条的柔性结构和它与导轨之间的装配间隙，链条在运行的过程中将会与导轨之间产生碰撞，这样在链条运行方向上就产生了垂向和横向的非线性碰撞振动。一方面，它不仅导致与链条相连的负载承受连续不规则的冲击，严重影响着负载运动的平稳性；另一方面，滚子与导轨之间长时间的水平碰撞极易导致导轨和滚子的疲劳受损。

仿真初始条件设置中，给链轮施加2.86rad/s驱动速度来进行仿真分析。图4、图5是运动过程中链条上滚子在导轨中水平位移变化的动态过程。由图中曲线分析可知：在进入啮合之前，链节上的滚子在导轨中有较大冲击，如图4所示，随着链

轮与链节的啮合进程，某滚子1在负载的作用下靠近导轨右侧，随着链条的提升

滚子一直靠在导轨的右侧并向上运动。从图5可以看出：当链轮与相邻的某滚子2

进入啮合后，滚子2在负载的作用下向导轨左侧靠近，直至与导轨左侧接触，并沿着导轨左侧向上运动。由图中可以看出，在滚子进入稳定的运动状态之前，会分别靠近导轨的两侧，甚至在两侧各有一段时间内都的稳定的状态，这是由于开环链与普通滚子链条之间的结构差别，由于运动的不平稳性等因素，四个滚子相互会有一定的翘曲，而这也正是上述现象的主要原因。

2.3 导轨与链条的装配间隙变化对系统性能的影响

开环链系统中链条与导轨之间的装配间隙是系统结构的一个主要参数，其装配间隙的大小直接影响链轮输出扭矩的变化，如果间隙过大，链条在导轨中的冲击、振动都将加剧，易导致链条与导轨的疲劳受损和塑性变形，还将影响到负载的运行平稳性，且当间隙过大，链条与导轨接触力的水平分力也就变大，从而摩擦力也越大，使得系统效率降低，由此可见，合理的选择链条与导轨的装配间隙对系统性能有重要意义。本小节将研究开环链传动系统在负载500kg时，不同装配间隙情况下系统性能的响应。

分别仿真对应于不同装配间隙情况下链轮输出扭矩与提升高度的变化关系。间隙为0.4mm时，链轮的输出转矩基本呈现稳定的振动。从仿真结果中可以看出当间隙由0.4mm增大到1.2mm、2.0mm时，随着提升高度的增加链轮的输出转矩也开始呈现非线性的增长。为了更加直观的分析不同间隙情况下链轮输出扭矩随提升高度变化的关系，下面采用最小二乘法分别对间隙为0.4mm、1.2mm、2.0mm的仿真曲线进行数值分析，得到提升高度与动力输出扭矩拟合方程（详见表1）。如上图所示，图中从下至上的间隙分别为0.4mm、1.2mm、2mm时所对应的提升高度与链轮输出扭矩方程曲线。从图中可以明确看出，随着间隙的增大，链轮所要输出的扭矩也增大。而对于相同运动条件，不同装配间隙情况下，提升相同负载所需的有效力矩是固定不变的，即图中所示的增大趋势主要是被摩擦力等无用功所消耗。

根据以上分析结果，在实际设计应用中，应该在满足前提的要求下，尽量选用比较小的间隙，以减少传动过程中的摩擦等损耗。

本文对开环链式传动进行了理论研究，建立了开环链的动力学简化模型，并以链节与链轮组成的模型为基础，应用拉格朗日第二类方程推导了其微分方程，并给出了建立一般开环链模型系统微分方程的方法。利用多刚体动力学软件ADAMS对系统进行动力学仿真分析，得到了链条在导轨中的分布形态，与之相对应的分析了滚子在导轨中的动力学特性。得到了链轮的输出扭矩曲线、负载速度曲线、链节与链轮之间的接触力等，通过改变导轨与开环链的装配间隙，研究装配间隙驱动扭矩之间的匹配关系，并对其结果数据进行了曲线拟合，得出其关联方程，该规律对开环链的后续工程使用具有较大的实用价值。

【相关文献】

[1]郑文纬，吴克坚.机械原理[M].高等教育出版社，1997.

[2]李军，刑俊文，覃文洁.ADAMS实例教程[M].北京：北京理工大学出版社，2002.

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三、机构强度仿真分析结果 1. 材料特性对机构强度的影响：梁、柱、板等机构元素的材料特性对机构的强度具有重要影响。不同材料的强度和刚度差异会直接影响到机构的承重能力和稳定性。 2. 内部结构对机构强度的影响：机构内部结构的连接方式、梁柱布置、节点形式等因素对机构强度产生显著影响。具有合理的内部结构和布局方式可以提高机构的稳定性和抗变形能力。 3. 外部力对机构强度的影响：外部载荷、温度变化、震动等因素对机构的强度产生直接影响。在仿真分析过程中，通过对不同外力因素的考虑，可以评估和优化机构的抗力性能。四、机构强度仿真分析应用实例通过对某桥梁结构进行仿真分析，评估其抗风稳定性和承载能力。通过输入桥梁的材料特性、外部风速参数和受力条件，利用计算机仿真技术模拟桥梁在不同风速和负荷条件下的受力情况。仿真结果显示，结构某处产生了较大的位移和应力集中，建议在该区域增加加固措施。五、结论通过机构强度的仿真分析，可以科学合理地评估机构的稳定性和抗力能力。通过优化内部结构和材料特性，可以提高机构的强度和承载能力。在实际工程设计中，仿真分析是一种有效的预测和优化手段，为机构的设计和改进提供了科学依据。六、展望随着计算机技术和仿真软件的不断发展，机构强度仿真分析将更加精确和高效。同时，需要进一步研究和完善材料特性模型以及外力条件的模拟方法。通过将机构强度仿真分析与实际工程应用相结合，不断提升机构的稳定性和安全性

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开环直流调速系统的动态建模与仿真

电控学院运动控制系统仿真课程设计院（系）：电气与控制工程学院专业班级：姓名：学号：

开环直流调速系统的动态建模与仿真摘要： MATLAB仿真在科学研究中的地位越来越高，如何利用MATLAB仿真出理想的结果，关键在于如何准确的选择MATLAB的仿真。本文就简单的开环直流调速系统的MATLAB仿真这个例子，通过对MATLAB的仿真，得到不同的仿真结果。通过仿真结果的对比，对MATLAB的仿真进行研究。从而总结出如何在仿真过程中对MATLAB的仿真做到最优选择。详细介绍了用MATLAB语言对《电机与拖动》中直流电动机调速仿真实验的仿真方法和模型建立。其仿真结果与理论分析一致，表明仿真是可信的，可以替代部分实物实验。首先在分析直流调速系统原理的基础上, 介绍了基于数学模型的仿真, 在仿真中可灵活调节相关参数, 优化参数设计。其次完成了基于系统框图, 并分析了调速系统的抗干扰能力。采用工程设计方法对开环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB 仿真模型。分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使开环直流调速系统趋于合理与完善。

1.1课题背景直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。由于对模型建立和仿真实验研究较少，因此建模通常需要很长时间，同时仿真结果的分析也必须依赖有关专家，而对决策者缺乏直接的指导，这样就大大阻碍了仿真技术的推广应用。 MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。它有效的解决了以上仿真技术中的问题。在Simulink 中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。 Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型，如现实世界中的摩擦、空气阻力、齿轮啮合等自然现象；它可以仿真到宏观的星体，至微观的分子原子，它可以建模和仿真的对象的类型广泛，可以是机械的、电子的等现实存在的实体，也可以是理想的系统，可仿真动态系统的复杂性可大可小，可以是连续的、离散的或混合型的。Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了

机械结构强度分析与仿真技术的研究

机械结构强度分析与仿真技术的研究在现代工程设计中，机械结构的强度分析与仿真技术扮演着极为关键的角色。机械结构的强度分析是指通过对结构的力学行为进行分析，评估结构设计的合理性和安全性。而仿真技术则是通过数值模拟和计算力学方法，对机械结构的行为进行模拟和预测。机械结构的强度分析涉及到材料力学、结构力学和疲劳寿命等多个方面的知识。其核心目标是确定结构在各种载荷条件下的应力和变形情况，以及判断结构是否会发生破坏。强度分析过程中需要考虑的因素包括结构的静态强度、动态强度、疲劳强度、稳定性等，同时还需要考虑温度、湿度等环境因素对结构强度的影响。在强度分析中，仿真技术起着重要的作用。通过建立结构的数值模型，采用有限元方法等计算力学技术，可以对结构在各种工况下的力学行为进行模拟和预测。仿真技术可以更为直观地展示结构的应力和变形分布情况，帮助工程师理解结构的力学性能，指导结构设计和材料选择。而且，仿真技术可以减少试验成本，提高设计效率，因此在现代工程设计中得到了广泛应用。与传统力学计算方法相比，仿真技术具有更高的精度和更广的适用范围。传统的手算方法或基于经验公式的计算方法往往需要做大量的假设和简化，不能考虑结构的复杂几何形状和非线性变形行为，无法准确模拟实际工况下的结构力学行为。而仿真技术可以考虑结构的几何非线性、材料非线性、接触和摩擦等复杂因素，能够更真实地反映结构的力学行为。同时，仿真技术还可以进行参数化分析和优化设计，帮助工程师选取最佳的结构方案。机械结构的强度分析与仿真技术的研究也涉及到计算机科学、数学和工程技术等多个学科的交叉。计算机科学为强度分析提供了高效的数值计算和数据处理工具，为仿真技术的实现提供了计算平台和算法支持。数学为强度分析提供了理论基础，如力学方程的推导和分析方法的建立。而工程技术则从实际应用出发，将理论与实际工程问题相结合，推动强度分析与仿真技术的发展。

运动机构动力学建模与仿真分析

运动机构动力学建模与仿真分析运动机构动力学建模与仿真分析随着科技的不断发展，机械运动控制系统已经成为了许多领域中必不可少的一部分。在这些系统中，运动机构是最基本的部件之一。运动机构的运动特性对于整个系统的性能和稳定性有着至关重要的影响。因此，对于运动机构的动力学建模和仿真分析已经成为了一个非常重要的研究方向。运动机构的动力学建模是指将机构的运动特性转化为数学模型，并通过模型来描述机构在运动过程中所受到的各种力学作用。这些力学作用包括惯性力、重力、弹性力、摩擦力等等。通过建立数学模型，可以更加深入地研究机构在运动过程中的各种特性，比如速度、加速度、力矩等等。同时，对于机构的控制和优化也有着重要的意义。在动力学建模的过程中，最常用的方法是拉格朗日方程。拉格朗日方程是一种基于能量守恒原理的数学方法，它可以将机构的动力学特性转化为一组微分方程。通过求解这组微分方程，可以得到机构在运动过程中各个时刻的状态和特性。除了动力学建模之外，仿真分析也是非常重要的一个环节。仿真分析是指通过计算机模拟机构在运动过程中的各种特性，比

如速度、加速度、力矩等等。通过仿真分析可以更加直观地展示机构的运动特性，并且可以对机构进行各种优化和改进。在进行仿真分析时，最常用的方法是多体动力学仿真。多体动力学仿真是一种基于牛顿定律的数值计算方法，它可以对机构在运动过程中所受到的各种力学作用进行仿真计算。通过仿真分析，可以得到机构在不同工况下的运动特性，并且可以对机构进行各种优化和改进。总之，运动机构的动力学建模和仿真分析是非常重要的研究方向。通过建立数学模型和进行仿真分析，可以更加深入地研究机构的运动特性，并且可以对机构进行各种优化和改进。这对于提高机械控制系统的性能和稳定性具有非常重要的意义。

基于SolidWorks的机构运动仿真研究

基于SolidWorks的机构运动仿真研究基于SolidWorks的机构运动仿真研究摘要：本文以SolidWorks为工具，通过对机构运动仿真的研究，深入探讨了机构运动学的基本理论和仿真方法。首先介绍了SolidWorks的基本功能和使用方法，然后结合实际案例，详细分析了机构运动仿真的关键问题和解决方法。最后，通过运动仿真实验，验证了所提出的方法的可行性和准确性。 1. 引言机构运动学是机械设计领域的重要基础理论，通过对机构的运动学性能进行分析和优化，可以提高机器人和机械装置的运动精度和效率。而SolidWorks作为一种广泛应用的CAD软件，具有强大的建模和仿真功能，对机构运动建模和仿真提供了有效的工具和方法。 2. SolidWorks的基本功能和使用方法 SolidWorks是一种基于约束关系进行设计和建模的三维CAD 软件，具有强大的建模、装配和仿真功能。在SolidWorks中，用户可以通过绘图、装配、运动和分析等功能，对机构进行全面的建模和仿真。同时，SolidWorks还可以对机构进行各种参数化设计和优化，提高设计的灵活性和效率。 3. 机构运动仿真的关键问题和解决方法机构运动仿真是机构运动学研究的重要内容，主要包括机构的运动规律、速度、加速度和位置分析等。在SolidWorks中，可以通过约束关系、关键点和运动学驱动等功能来模拟机构的运动行为。同时，还可以通过添加传感器和测量工具等功能，对机构的运动参数进行实时监测和分析，从而得到准确的运动学性能指标。

4. 案例分析通过一个简单的四杆机构来说明在SolidWorks中实现机构运动仿真的过程。首先，利用绘图功能绘制四杆机构的草图，并添加约束关系使其正确组装。然后，通过运动功能设置机构的运动规律和速度，同时观察机构的关键点和路线等参数。最后，对机构的运动进行分析和优化，通过添加驱动装置和调整驱动参数，使机构的运动更加平稳和高效。 5. 实验验证通过将仿真模型导出到SolidWorks Motion中，可以进行机构运动的实时仿真和性能分析。通过设置传感器并对其进行监测，可以得到机构的运动参数，如速度、加速度和位置等。通过与理论计算结果进行比较，可以验证所提出的机构运动仿真方法在SolidWorks中的准确性和可行性。 6. 结论通过SolidWorks的运动仿真功能，可以对机构的运动学性能进行准确和可靠的分析。通过进一步研究和优化，可以提高机构的运动精度和效率，为机器人和机械装置的设计和优化提供有效的工具和方法。 7. 通过SolidWorks的运动仿真功能，可以对机构的运动学性能进行准确和可靠的分析。通过添加传感器和测量工具，可以实时监测和分析机构的运动参数，从而得到准确的运动学性能指标。通过案例分析和实验验证，可以验证所提出的机构运动仿真方法在SolidWorks中的准确性和可行性。通过进一步研究和优化，可以提高机构的运动精度和效率，为机器人和机械装置的设计和优化提供有效的工具和方法。 SolidWorks的

机械系统动力学分析与仿真的发展方向及前沿

机械系统动力学分析与仿真的发展方向及前沿楼主发表于 2006-8-15 09:41 | 只看该作者 | 倒序看帖 | 打印机械系统动力学分析与仿真的发展方向及前沿（摘自陈立平主编《机械系统动力学分析及adams应用教程》）基于多体系统动力学的机械系统动力学分析与仿真技术，从二十世纪七十年代开始吸引了众多研究者，已解决了自动化建模和求解问题的基础理论问题，并于八十年代形成了一系列商业化软件，到了九十年代，机械系统动力学分析与仿真技术更已能成熟应用于工业界。目前的研究重点表现在以下几个方面：（1）柔性多体系统动力学的建模理论多刚体系统的建模理论已经成熟，目前柔性多体系统的建模成了一个研究热点，柔性多体系统动力学由于本身既存在大范围的刚体运动又存在弹性变形运动，因而其与有限元分析方法及多刚体力学分析方法有密切关系。事实上，绝对的刚体运动不存在，绝对的弹性动力学问题在工程实际中也少见，实际工程问题严格说都是柔性多体动力学问题，只不过为了问题的简化容易求解，不得不化简为多刚体动力学问题、结构动力学问题来处理。然而这给使用者带来了不便，同一个问题必须利用两种分析方法处理。大多商用软件系统采用的浮动标架法对处理小变形部件的柔性系统较为有效，对包含大变形部件的柔体多体系统会产生较大仿真分析误差甚至完全错误的仿真结论。最近提出的绝对节点坐标方法，是对有限元技术的拓展和较大创新，在常规有限元中梁单元、板壳单元采用节点微小转动作为节点坐标，因而不能精确描述刚体运动。绝对节点坐标法则采用节点位移和节点斜率作为节点坐标，其形函数可以描述任意刚体位移。利用这种方法梁和板壳可以看作是等参单元，系统的质量阵为一常数阵，然而其刚度阵为强非线性阵，这与浮动标架法有截然不同的区别。这种方法已成功应用于手术线的大变形仿真中。寻求有限元分析与多刚体力学的统一近年来成为多体动力学分析的一个研究热点，绝对节点坐标法在这方面有极大的潜力，可以说绝对节点坐标法是柔性多体力学发展的一个重要进展。另外，各种柔性多体的分析方法之间是否存在某种互推关系也引起了人们的注意，如两个主要分析方法：浮动标架法、绝对节点坐标法之间是否可以互推？这些都具有重大理论意义。另外柔性多体系统动力学中由于大范围的刚体运动与弹性变形运动相互耦合，采用浮动标架法时，即便是小变形问题，由于处于高速旋转仍会产生动力刚化现象。如果仅仅采用小变形理论，将产生错误的结论，必须计及动力刚化效应。动力刚化现象已成为柔性多体动力学的一个重要研究方面。如何利用简单的补偿方法来考虑动力刚化是问题的关键。柔性多体系统动力学中关于柔性体的离散化表达存在三种形式：基于有限元分析的模态表达，基于试验模态分析的模态表达和基于有限元节点坐标的有限元列式。有限元列式由于大大地增加了系统的求解规模使其应用受到限制，因而一般采用模态分析方法，对模态进行模态截断、模态综合，从而缩减系统的求解规模。为了保证求解精度，同时又能提高求解速度如何进行模态截断、模态综合就成了一个关键问题。再者如何充分利用试验模态分析的结果也是一个关键性研究课题，这一方面的

基于有限元分析的机械结构强度分析与仿真研究

基于有限元分析的机械结构强度分析与仿真研究机械结构是现代制造业中不可或缺的重要组成部分，它承载着各种各样的载荷和应力。其中，强度分析是机械结构设计中不可或缺的一环。在过去，人们常常通过实验的方式来评估机械结构的强度。然而，这种方式的缺点在于需要大量的时间和资源，并且往往不能得到完整和准确的结果。随着有限元分析技术的发展，强度分析可以更加准确地进行，并且实现具有高效的计算方式。一、有限元分析技术的基本概念有限元分析技术是指通过对连续介质应力、应变和位移等物理量进行强度、刚度、热稳定性等不同类型的分析，在受力工况下计算出各点的应变和应力等有限数值，并通过数值计算机程序对分析数据进行处理和求解。有限元分析的研究对象通常是连续质量材料系统，可以是固体、液体或者气体。有限元法的基本思想是将整个结构（实体或板、壳、梁、柱等）分成许多有限个单元连续介质，每个单元内物理量的变化都用多项式近似来表示，单元的物理量与和其相邻单元之间的物理量用某种方式联系起来，从而形成整个结构的有限元模型，进而通过数值计算机程序对分析数据进行处理和求解。二、强度分析的基本流程在强度分析中，基于有限元分析的方法通常被用来计算结构内应力等参数，以评估结构强度。其基本流程如下： 1. 根据设计要求和结构特点确定模型框架、结构类型、设计参数等。 2. 将结构模型转换为有限元模型，并选择适当的单元类型和单元数目，考虑到结构的复杂性和准确度的需求。

3. 指定结构的边界条件和荷载，包括载荷的大小、方向、作用点等参数。 4. 解算结构模型，通过测量各点的位移、应变、应力等物理量，确定结构强度和稳定性等指标，并进行分析和修正。 5. 对模型中出现的问题进行修正和优化，然后重新解算，监测结果和评估强度。三、有限元分析方法的优点有限元分析技术有很多优势，其中一些显著的特点包括： 1. 能准确地预测结构的受力性能，不需要进行试验。 2. 在处理大规模的问题、具有复杂载荷的实际应用过程中具有高效的计算能力。 3. 可以通过调整有限元模型中的参数，进行模型的优化和改进，并通过反复模拟对模型进行验证和评估。 4. 可以简化对材料特性和构造优化的需求，降低研制成本。四、强度分析应用的实例有限元分析方法已经被广泛应用于机械结构强度分析和仿真研究。其中一个实际应用是对汽车发动机的强度模拟。在发动机设计过程中，许多复杂和非均匀的载荷会受到发动机的各个部件，包括曲轴、连杆、活塞、缸体等等。在过去，为了评估发动机的强度，经常需要进行大量的实验和测试。然而，这种方式需要花费大量的时间和资源，并且很少能够检测到关键的设计缺陷。现在，有限元分析技术使得发动机的强度分析变得更加简单和有效。通过制作三维的有限元模型，可以模拟发动机在运行时所受的不同荷载并计算出应力和位移等物理量。将模拟的结果与实际测量结果进行比较，可以确定模型的准确性和真实性。

使用Adams实现开环链传动的仿真

1.简述 MSC Adams软件在2012年推出了Machinery机械仿真工具包，后续的Adams版本不断地对该工具包的功能进行了增加、升级，目前已经包含的模块有齿轮、带传动、链传动、轴承、绳索、电机、凸轮共7个模块，已基本能满足常用机械部件的建模和仿真需求。之前版本的链传动模块只能进行闭环链条系统的仿真，不支持开环链条的建模和仿真，这样使链传动模块的实际应用有了一定的限制，例如，叉车起升机构使用的是开环链条传动，使用之前的链传动模块无法对其建模。为了解决这一问题，Adams 2015版新增加了开环链条传动的建模功能，能快速建立开环链条的仿真模型，得到准确的仿真结果。 2.开环链条建模过程（1）运行Adams 2015软件，并建立如下图所示的模型，小球的质量修改为400Kg，圆柱体与ground之间施加移动副。

图1 建立初始模型（2）在Machinery选项卡下选择Chain模块中新添加的“创建开环链轮”按钮，按照步骤顺序设置参数，进行开环链轮的创建。图2点击创建开环链轮按钮（3）在Method页面中选择方法为“2D Links”，在下一步的“Location-Anchor”页面下设置链条的起点锚点和终点锚点参数。

图3 设置链条的起点和终点参数（4）在创建链轮几何页面中，设置链轮位置在圆柱体Part_2的上顶端，其他参数设置如图4所示。

图4 设置链轮几何参数（5）设置链轮与圆柱体Part_2之间施加旋转约束。后续步骤都设置为默认。图5 设置链轮约束完成后，生成Adams模型为图6所示。图6 建完链轮后的Adams模型（6）在Machinery选项卡下选择Chain模块中“创建链”按钮，并在弹出的对话框中选择输入之前建立的链轮模型，并点击下一步按钮参数设置为默认。