workbench刚柔耦合动力学分析教学文案
ansysworkbench结构热耦合教材
标题：深度解析ANSYS Workbench 结构热耦合教材在工程领域，ANSYS Workbench 结构热耦合是一个非常重要而复杂的主题。
它涉及到结构分析和热传导的耦合问题，在工程实践中有着广泛的应用。
本文将对ANSYS Workbench 结构热耦合教材进行全面评估，并共享个人观点和理解。
1. 教材概述ANSYS Workbench 结构热耦合教材是针对结构分析和热传导耦合问题而编写的教材，它包含了理论知识与实际应用相结合的内容。
教材以简洁清晰的语言，系统地介绍了ANSYS Workbench 中结构热耦合分析的基本原理、方法和操作步骤，并通过大量的例题进行了详细演示与讲解。
2. 主题深度探讨在教材中，对结构热耦合分析的基本原理和数学模型进行了深入讲解。
通过对热传导方程和结构强度理论的介绍，使学习者能够了解结构受热载荷作用下的变形和应力分布规律。
教材还涵盖了ANSYS Workbench 中热-结构耦合分析的建模和网格划分技术，使学习者能够掌握仿真分析的关键技术。
3. 教材回顾与总结ANSYS Workbench 结构热耦合教材通过丰富的案例分析和实例演示，帮助学习者深入理解了结构热耦合分析的实际应用。
从简单的热传导问题到复杂的结构热耦合分析，教材覆盖了多个领域和行业的案例，为学习者提供了丰富的学习资源。
通过总结与回顾，学习者可以全面、深刻地领会结构热耦合分析的理论与实践。
4. 个人观点与理解在学习和掌握ANSYS Workbench 结构热耦合教材的过程中，我对结构热耦合分析有了更深入的理解。
通过教材的系统学习，我认识到在工程实践中，结构热耦合分析能够为工程设计和优化提供重要依据，尤其在高温场、冷却系统、电子器件等领域有着广泛的应用。
我也意识到结构热耦合分析需要综合考虑材料性能、热载荷和结构强度等多个因素，需要综合运用结构分析、热传导分析与ANSYS仿真技术，具有一定的复杂性和挑战性。
总结而言，ANSYS Workbench 结构热耦合教材涵盖了结构热耦合分析的基本理论与实际应用，是学习者系统学习结构热耦合分析的重要参考资料。
workbench动力学分析实例PPT学习教案
– Minimum CFL Time Step = 1.0e-7 sec
7.b Set the Solve Units = mm, mg, ms Note:
The mm, mg, ms unit system is the most accurate in most simulations, so it is the only one currently available. Although more solver unit systems will be available in the future, any unit system in the drop-down list may be used to enter data and/or display the results.
3.c Enter material model name: “My_Aluminum”
SC
library.
3.b Select the last slot under Engineering Data to define a new material model.
第4页/共37页
Step 3 – Define
Step 2 – Specify the
Project U2n.aitSselect MKS for
the Project Units from the Units List provided
2.b RequestNtEohtneg:ainteering
Native
Applications Data is native in Workbench,
Engineering Data
Material ... 3.d Make sure the new material is active in order to define its properties SC
基于ANSYS的撬毛机器人臂架运动及刚柔耦合强度分析
基于ANSYS的撬毛机器人臂架运动及刚柔耦合强度分析撬毛机器人臂架是一种应用于工业领域的机械装置，主要用于抓取、移动、固定等操作。
在机器人运动学中，撬毛机器人臂架通常由多个关节组成，能够实现多自由度的运动，可以灵活地完成各种操作任务。
为了确保机器人的运动稳定性和强度，需要对其进行运动学分析和刚柔耦合强度分析。
在本文中，我们将以ANSYS为工具，对一种具体的撬毛机器人臂架进行运动学和刚柔耦合强度分析。
首先，我们将建立机器人臂架的三维建模，并进行动力学分析，确定机器人的动力学特性和关节运动范围。
然后，我们将进行刚柔耦合强度分析，评估机器人臂架在不同工作条件下的受力情况和结构强度。
在建立机器人臂架的三维模型时，我们将考虑机器人的结构特点和功能需求，包括各个关节的类型、轴线排布、连接方式等。
通过ANSYS中的CAD软件，我们可以方便地绘制出机器人臂架的三维模型，并设置关节运动范围、速度、加速度等参数。
接下来，我们将对机器人臂架进行运动学分析，主要包括逆运动学和正运动学两部分。
逆运动学分析旨在确定机器人每个关节的运动轨迹，以实现特定的工作任务。
正运动学则是通过已知的关节运动轨迹来计算机器人的末端执行器的位置和姿态。
通过这些分析，我们可以优化机器人的运动规划，提高其工作效率和精度。
在进行刚柔耦合强度分析时，我们将考虑机器人臂架在工作中所受的各种载荷，包括静载荷、动载荷、惯性载荷等。
通过ANSYS的有限元分析功能，我们可以对机器人臂架的各个部件进行受力分析，评估其受力情况和强度。
同时，我们还可以考虑机器人的柔性特性，分析机器人在运动过程中的挠曲、变形等情况，以确保其结构强度和稳定性。
综上所述，基于ANSYS的撬毛机器人臂架运动及刚柔耦合强度分析是一项复杂而重要的工作。
通过该分析，我们可以深入了解机器人的运动学特性和结构强度，优化其设计方案，确保机器人在工作中的稳定性和可靠性。
希望本文的内容能对相关领域的研究和应用提供一定的参考和指导。
基于ANSYS_Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究
基于ANSYS/Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究发布时间：2022-08-08T08:14:01.550Z 来源：《科技新时代》2022年8期作者：谢兵飞[导读] 在现代化、机械化社会的发展背景下，机械设备正朝着轻质化、精密化的方向发展，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的质量能够满足机械设备的应用要求，应用ANSYS/Workbench有限元分析软件，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合特性进行分析，明确其工作机理与优化方式，可以令曲柄摇杆机构更好地满足现代化机械设备的发展需要。
广东唯仁医疗科技有限公司 528051摘要：在对曲柄摇杆机构刚柔耦合性进行分析的过程中，本文先应用SolidWorks这一三维建模软件对曲柄摇杆机构进行了三维建模，然后将模型导入ANSYS/Workbench这一有限元分析软件中，对这一机构在实际工作过程中的变化情况进行了分析，然后建立了相应的有限元分析模型，从而得到了曲柄摇杆机构在某一时刻的变形与应力分布情况，以期能够给曲柄摇杆机构的后续优化带来启发。
关键词：ANSYS/Workbench；曲柄摇杆机构；刚柔耦合引言：在现代化、机械化社会的发展背景下，机械设备正朝着轻质化、精密化的方向发展，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的质量能够满足机械设备的应用要求，应用ANSYS/Workbench有限元分析软件，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合特性进行分析，明确其工作机理与优化方式，可以令曲柄摇杆机构更好地满足现代化机械设备的发展需要。
一、基于ANSYS/Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究意义曲柄摇杆机构作为用途极为广泛的一种平面连杆机构，主要由曲柄、摇杆相互铰链形成，在实际应用过程中能够实现连续回转与往复摆动两种动作间的相互转化，其中，曲柄为主动件，可以等速转动，摇杆为动作件，可以进行变速往返摆动，被广泛应用到了雷达天线俯仰机构、颚式破碎机构、牛头刨床进给机构等设备当中，并发挥了极为重要的作用，由于曲柄摇杆机构的运动精度会对机械设备性能产生直接影响，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的工作质量能够切实满足机械设备的实际需要，避免曲柄摇杆的刚柔耦合性质存在一定的问题，以ANSYS/Workbench为基础，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合性质进行研究，并采用合适的方式，对其进行优化，已经成为切实提升曲柄摇杆机构质量，提升机械设备的运动精度降低，避免机械设备在使用过程中发生剧烈震动，影响设备工作质量，降低机械设备的使用寿命等问题，推动当前机械设备高质量发展的重要举措[1]。
ANSYSWorkbench13.0耦合场分析基础教程1.4-e-works博客
Step16：分配材料属性。
在“Mechanical”窗口中，单击“Geometry”并展开几何，如图1-29所示。
选择“PRT0001”，在下面的“Detials of ‘PRT0001’”中选择“Assignment”后面的表格的右侧，如图会出现刚才定义的两种数据“huanyang”和“al”，里面的“Structural Steel”是软件默认的材料属性。
环氧材料属性的添加方式与螺线管相似，只是需要在“Geometry”中将所有环氧全部选择，然后赋予“huanyang”属性即可。
12里采用默认即可。
如图图1-30 接触设置Step18：网格剖分。
选择螺线管实体，单击右键选择“Method”命令，在右下角出现的“Detials of ‘Automatic Method’”中的“Method”下拉列表框中选择“Automatic”，同样的操作在环氧板上面。
如图1-30所示。
图1-30 螺线管网格剖分设置螺线管和环氧板网格设置完成后，开始设置网格大小，单击左侧的“Outline”中的“Mesh”，在下面出现的“Detials of ‘Mesh’”中，选择“Relevance Center”下拉列表框中的“Fine”，表示划分的网格比较密。
如图1-31所示。
图1-31 网格大小设置Step19：设置边界条件。
首先，将选择器有体改成面，然后单击“Outline”中的“Static Structural”，在右侧图像窗口中选择一个面（选中后面呈现出绿色）单击右键选择“Insert”，再选择“Fixed Support”，一次将64个外表面全部定义为固定边界条件，如图1-32所示。
12图1-32 设置边界条件Step20：设置激励载荷。
ANSYS Workbench 13.0与以前版本最大的不同，在做电磁结构耦合分析时，可以直接导入Ansoft Maxwell计算得到的体积（或面）力密度值，作为其外载荷施加到实体（或面）上，具体操作如图1-33所示。
ANSYSWorkbenchFluent流固耦合传热及热结构分析学习教案
会计学
1
第一页，共7页。
以前本人发了一个贴子，关于Fluent 计算的 温度如 何传递 到结构 网格上 ，该方 法已经 过时， 由于AN SYS Workbench功能的日益强大，建议 使用更 好、更 简便的 方法。 案例(àn lì)如下: 1 打开Workbench，tool box/component systems里选mesh,空白区出现如下图，然后双击Geometry，导入几何模型，这是一个外部固体包裹内部管流的简单(jiǎndān)模型，仅用于演示步骤。任选一个Part， 在Details of Body里有个选项Fluid/Solid，需要分别定义好流体和固体
第5页/共7页ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第六页，共7页。
6 添加约束，计算。 这仅是个简单演示，具体(jùtǐ)问题还 要涉及 到定义 材料塑 性应力 应变数 据，分 析的非 线性设 置，接 触的设 置等等 。
第6页/共7页
第七页，共7页。
Named selections命令分别创建 Inlet, outlet和wallout. Wallout用来定
义固体外表面与环境的对流换热边界条件
第2页/共7页
第三页，共7页。
3 关闭Meshing 窗口返回到project schematic界面，右击Mesh→Transfer Data To New → Fluent, 将建立Fluent的分析项目。 此时Mesh后面变为闪电(shǎndiàn)符号，需右击它再点菜单中update
双击Setup，打开Fluent窗口，设置材 料(cáili ào)、流 相固相 、激活 能量方 程、湍 流模型 、边界 条件等 。进口 流速1m/s, 600K, 出口0pa,wallout定义对流换热系 数5， 环境温 度300K。
ANSYS刚柔耦合分析
这个例子如下图所示，是一个曲柄摇杆机构。
左边是曲柄，右边是摇杆，中间是连杆，所有连接的地方都是转动副。
现在曲柄与地面的转动副上施加一个匀加速转动，而在摇杆与地面的转动副之间施加一个反向的力偶。
曲柄和摇杆都是刚体，而中间的连杆是柔性体。
现在想考察在机构转动1秒以后，连杆上的应力分布及位移。
由于连杆是柔性体，而曲柄和摇杆是刚体，所以这是一个刚柔耦合仿真问题。
要完成这个刚柔耦合仿真，需要经历如下步骤。
1.使用SOLIDWORKS创建四杆机构并装配使用SOLIDWORKS创建三根杆件，并在两端钻孔，然后使用轴对齐的方式进行装配。
为了简化起见，这里没有创建连接的销钉。
所以只有三根杆件。
装配完毕以后，导出为*.x_t格式。
2.在AWB中创建瞬态动力学分析刚柔耦合动力学仿真要在瞬态动力学分析中进行，如下图。
3.导入模型把前面的几何装配体导入到geometry单元格中，如下图。
4.设置杆件的属性曲柄和摇杆都设置为刚体。
连杆设置为柔性体。
5.设置运动副在曲柄-地面；摇杆-地面之间设置转动副。
使用如下工具栏。
在曲柄-连杆；连杆-摇杆之间设置转动副，使用如下工具栏。
6.划分网格7.设置分析选项这里仅仅是一个示意，最简单的设置。
仿真1秒，随便给一些时间步，打开大变形开关。
8.给原动件施加角加速度给曲柄-地面之间的转动副施加角加速度。
9.给从动件施加反向力偶给摇杆-地面之间的转动副施加反向力偶。
10.求解开始求解。
大概2分钟左右，计算结束。
11.查看连杆的应力12.查看总体位移动画13.结束。
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第五章显式动力学分析
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第五章显式动力学分析通过第4章动力学分析的学习，相信读者对ANSYS Workbench 中的隐式动力学已经有一定的了解了，本章主要讲解显式动力学，包括三个模块，ANSYS LS-DYNA，主要完成在Workbench下的前处理工作；ANSYS AUTODYN，其功能是提供一个全面的多解决方案；ANSYS Explicit，主要用于满足固体、流体、气体及它们之间相互作用的非线性动力学仿真。
同样，本章通过图例详解来讲解显式动力学的分析流程。
本章所要学习的内容包括：了解显式动力学分析基础熟悉显式动力学分析的操作流程掌握ANSYS Workbench显式动力学中命令选项的应用了解显式动力学分析的应用场合5.1 显式动力学分析基础显式动力学通常的应用领域主要有：汽车工业，如碰撞分析、气囊设计等；航天航空，如飞机结构冲击动力分析、碰撞和坠毁、火箭级间分离模拟分析、冲击爆炸及动态载荷和特种复合材料设计等；制造业，如冲压、锻造、铸造和切割等；建筑业，如爆破拆除、地震安全和混凝土结构等；国防工业，如穿甲弹与破甲弹设计、冲击波传播和空气，水与土壤中爆炸等；电子领域，如跌落分析、包装设计和电子封装等。
当数值仿真问题涉及瞬态、大应变、大变形、材料的破坏，材料完全失效或者伴随复杂接触的结构问题时，通过显式动力学求解可以解决这些问题。
拉格朗日法，其网格是在计算模型上，受力后网格随计算模型变化而变化。
应用拉格朗日法的单元类型有三种：实体单元、壳单元和梁单元。
拉式法主要用于计算结构响应。
不同于拉格朗日法，欧拉法的网格是固定于空间，在计算力学模型流动或变形时是经过空间固定的网格，从而在计算时通常可以避免问题的网格畸变。
欧拉法主要用于计算流该软件为功能成熟、输入要求复杂的程序，是一个单独的程序，提供方便、实用的接口技术来连接有多年应用实践的显式动力学求解器。
1996年一经推出，ANSYS LS-DYNA 就帮助众多行业的客户解决了诸多复杂的设计问题。
刚柔耦合动力学模型
刚柔耦合动力学模型刚柔耦合动力学模型是一种优秀的分析研究机械系统动态响应的方法。
它将刚体与柔体耦合在一起，综合考虑了它们各自的特性，可以更加真实地模拟实际的复杂机械系统。
刚柔耦合动力学模型着重考虑了两种物体的特性：刚体和柔体。
其中，刚体通常是指机械系统中的固定部分，它的运动状态可以由其欧拉角度量表示。
柔体则是指机械系统中的可以变形的部分，比如弹性杆、柔性连杆等，其变形可以通过弹性力表示。
通过将这两种物体结合起来，就可以建立一个更为真实的机械系统动力学模型。
在刚柔耦合动力学模型中，总的动力学方程可以分解为两个部分。
一部分是刚体的运动方程，它可以表示为：M*q''+C*q'+K*q=F(t)其中，q表示系统的状态向量，M、C、K分别是系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，F(t)是系统的外力，q'和q''分别表示状态向量q的一阶导数和二阶导数。
这个方程主要描述了刚体的运动规律。
另一部分则是柔体的运动方程，它可以表示为：D(x,t)x''+K(x)x=F(t)其中，x表示柔体的状态变量，D和K分别是柔体的阻尼系数和刚度系数，F(t)是系统的外力。
这个方程主要描述了柔体的运动规律。
通过将这两个方程组合在一起，就可以得到刚柔耦合动力学方程，即：[M 0 ;0 D(x,t)]*[q'';x'']+[C K(x);-K(x) 0]*[q';x']+[K(x) 0;00]*[q;x]=[F(t);0]其中，0代表零矩阵。
这个方程表示了整个机械系统的运动规律，可以通过求解状态向量q和柔体状态变量x的运动方程，来获得系统运动的轨迹和响应。
在实际应用中，一般采用有限元方法或类似方法来求解柔体的运动方程，求解刚体的运动方程则常采用欧拉积分或基于Runge-Kutta方法等数值方法。
除了上述的动力学方程以外，还需要考虑其他因素对机械系统的影响，比如摩擦力、已知外力等。
刚柔耦合动力学模型
刚柔耦合动力学模型刚柔耦合动力学模型是一种研究刚体与柔性物体相互作用的动力学模型。
刚体是指刚性物体，它们的形状不会被外力而改变，而柔性物体则是指能够被变形的物体，例如弹性绳、橡胶板等。
这种模型可以用于研究操纵机器人的运动过程，研究这些机器人如何与环境中的不同物体进行交互以及对物体的执行任务的影响等。
刚柔耦合动力学模型主要由两部分组成，一部分是刚体系统，另一部分是柔性物体系统。
在这种模型中，刚体与柔性物体之间的相互作用是通过接触力来传递的。
因此，一个合理的接触力模型是非常重要的。
接触力模型通常包括刚体表面的几何形状和载荷等参数，以及柔性物体的弹性和运动状态等参数。
其中，刚体表面的几何形状对接触力的大小和方向有着重要的影响。
而载荷参数则可以用来模拟外部施加在刚体上的力。
柔性物体的弹性参数可以用于计算物体在接触时的形变和应力等参数，而运动状态参数可以用于描述物体的形变和位置等变化。
为了能够建立一个准确的刚柔耦合动力学模型，需要采集大量的实验数据来估算模型的参数。
实验数据的采集与处理需要采用一系列的工具和技术，例如力传感器、电子显微镜、计算机视觉技术等。
通过使用这些工具和技术，可以获得物体的各种物理量，并根据这些物理量来建立相应的数学模型。
在实际应用中，刚柔耦合动力学模型可以用于研究机器人操作过程中的力学特性，以及机器人如何与各种材料和形状的物体交互。
例如，当机器人操作一个柔性物体时，由于物体的形状和弹性等特性，机器人需要以特定的方式施加力，并控制它的运动状态，以达到所需的效果。
总之，刚柔耦合动力学模型是研究刚体和柔性物体相互作用的重要工具，它可以用于研究机器人的操纵、环境中的交互和执行任务等。
其建立需要借助实验数据和数学模型来完成，因此需要采用一系列的工具和技术。
随着机器人技术的不断发展，刚柔耦合动力学模型也将得到更加广泛和深入地应用。
Ansys Workbench动力学分析 ppt课件
4.1: 动力学绪论
第一节 动力学分析目的及定义 为什么要对结构进行动力学分析？
土木建筑、地质工程领域
1940年11月7日倒塌—风载
1940年7月1日通车 美国塔科曼悬索大桥
交通运输、航空航天领域
机械、机电领域
什么是结构动力学？
定义：研究结构在动力荷载作用下的动力反应。
目的：动力荷载作用下结构的内力和变形；
m1x1 (k1 k2 )x1 k2 x2 0 m2x2 k2 x1 (k2 k3 )x2 0
方程组用矩阵表达为：
m1
0
0 m2
xx12
k1 k2
k2
k
k 2
2
k3
x1 x2
结构体系
输入
input
质量、刚度 阻尼、约束 频率、振型
动力响应
输出 Output
位移 内力 数值
应力
动位移 加速度 速度 动应力 动力系数
时间函数
第二节 结构动力学研究的内容
第一类问题：反应分析（结构动力计算）
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
输出 （动力反应）
第二类问题：参数（或称系统）识别
输入 （动力荷载）
上述方程可求得两个根 01 、02
对于 01 可求得
A11 A21
,
对于 02
可求得
A12 A22
3.多自由度无阻尼线性系统
系统运动方程： M x K x 0 x Rn
动荷载： 大小、方向或作用点随时间变化很快的荷载。
快慢标准： 是否会使结构产生显著的加速度。
ANSYS Workbench结构动力学工程实例专题培训
ANSYS Workbench结构动力学工程实例专题培训结构动力学专题培训QQ群：205298804 验证：wb动力学培训时间初步定于10月8日；培训费用为600.培训方式：网络培训，基于qq群视频在线平台。
课程优势：课程内容，都是全新，让你重新认识动力学，尤其是对模态计算的结果使用更是全新认识。
1.结构动力学综述1.1动力学分析的定义和目的1.2动力学分析的不同类型1.3通用结构动力学方程1.4 基本概念和术语1.5结构动力学不同分析类型的关系2.阻尼2.1阻尼的概念2.2阻尼的类型2.3结构通用动力学方程2.4单自由度系统的粘性阻尼2.5阻尼矩阵2.6数值阻尼2.7结构阻尼测试方法2.8工程实例-弹簧振子系统振动分析3.模态分析3.1 模态分析简介3.2 模态分析理论和术语3.3 特征值和振型3.4 参与系数，有效质量3.5 模态的提取方法3.6 模态计算中接触设置3.7 模态计算设置3.8 预应力模态分析3.9 非线性模态3.10工程实例1-考虑轴承支撑的电机主轴的模态计算2-超弹材料支撑结构的预应力非线性模态计算4.谐响应分析4.1 谐响应分析简介4.2 谐响应分析理论与术语4.3 谐响应分析中接触设置4.4 完全法谐响应分析4.5 完全法谐响应分析中的阻尼4.6 载荷和边界条件4.7 完全法的分析设置4.8 模态叠加法4.9 谐响应的后处理4.10工程实例1-预应力结构的谐响应计算2-发动机连杆的谐响应计算5瞬态动力学分析5.1瞬态动力学简介5.2瞬态动力学理论5.3积分时间步长选取准则5.4完全法的基本设置5.5完全法的初始条件5.6完全法的支持的载荷和支撑条件5.7模态叠加法（振型叠加法）5.8工程实例1-高速碰撞模型的瞬态动力学计算2-连杆机构的刚-柔耦合动力学计算3-薄壁支撑结构的瞬态动力学计算6响应谱分析6.1响应谱分析简介6.2生成响应谱的方法6.3响应谱分析的类型6.4单点响应谱分析6.5多点响应谱分析6.6响应谱计算的设置6.7工程实例1-传感器采集数据转换为响应谱的方法2-电路板支撑架的动强度计算7 随机振动分析7.1 随机振动分析简介7.2 功率谱密度（PSD）7.3 随机振动理论简介7.4 PSD曲线拟合7.5 PSD分析设置7.6 随机振动疲劳7.7工程实例1-PCB板的随机振动分析2-支架结构的随机振动疲劳计算8结构振动试验台有限元计算8.1工程背景8.2正弦扫频振动有限元计算8.3测试部件的响应转换8.4基于大质量法施加强迫振动的方法。
刚柔耦合动力学模型
刚柔耦合动力学模型刚柔耦合动力学模型是指力学系统中刚体部分和柔性部分之间耦合作用的一种动力学模型。
在这种模型中，刚体部分通常被看作质点，而柔性部分则是由弹簧、张力绳、橡胶等材料组成的弹性体。
刚柔耦合动力学模型被广泛应用于工程学、生物学、医学等领域中，可以用来研究各种系统的动态响应以及系统中各个组成成分之间的耦合作用。
在工程学中，刚柔耦合模型主要用于机械臂、舞台机器人等机器人系统的建模与仿真。
在生物医学领域中，刚柔耦合模型则被用来研究人体肢体的运动学和动力学行为。
在刚柔耦合模型的建模过程中，需要考虑以下几方面的因素：1. 刚体与柔性部分的耦合形式刚体与柔性部分之间的耦合作用可以通过几种形式来表达，其中常用的有弹簧、绳索、液压机构等。
在建立刚柔耦合模型时，需要根据实际系统的情况来选择合适的耦合形式。
例如，在机器人系统中，通常使用液压机构来实现刚体与柔性部分的耦合。
2. 刚体与柔性部分的几何关系刚体与柔性部分之间的几何关系对模型的建立和仿真分析具有重要影响。
通常情况下，刚体与柔性部分之间的几何关系可以分为接触、间接接触以及渗透等情况。
在建立模型时，需要对几何关系进行详细的分析和描述，以便于模拟系统的行为。
3. 刚体与柔性部分的运动学和动力学方程刚柔耦合模型的运动学和动力学方程是分析系统行为的重要工具。
运动学方程用于描述系统中各个物体之间的位置、速度和加速度等运动轨迹信息，而动力学方程则描述物体在运动过程中所受到的力和力矩等信息。
在建立刚柔耦合模型时，需要对系统的运动学和动力学进行建模，并通过数值计算方法求解方程。
4. 刚柔耦合模型的仿真和优化在建立刚柔耦合模型之后，可以通过计算机仿真来验证模型的准确性和可靠性。
仿真可以帮助研究人员更加深入地理解系统的行为，并对系统进行优化。
例如，可以通过仿真来优化机器人系统的控制算法，提高机器人的动态响应性能。
总体来讲，刚柔耦合动力学模型在工程学、生物学和医学等领域中具有广泛的应用前景。
基于ANSYS Workbench的固晶臂机构柔性动力学分析
根 据材 料力 学得 到变 形 ：
图 １ 固晶臂 原理 图及 三维 实体 图
来 自深圳某 自动化设备有 限公 司的固晶机构的 实体三维模型如图 １ｂ 所示 ， （） 其各 自的运动副与连杆
的 标 注 与 原 理 图 １ａ 相 同 ， Ｂ、 Ｄ为 相 应 的 旋 转 （） Ａ、 Ｃ、
Ｕ Ｅ ’’战＋ ： Ｊ ｔ ｛ ｌ
本 研 究 以采 用 曲柄 摇 杆 结 构传 动 的 固 晶臂 为 研
基金项 目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目（０ ９Ｂ ５ ） ２ ０ Ｊ Ｍ１２ 作者简介 ：全大鹏 （９ ６ ）男 ， １８ 一 ， 山东青岛人 ， 主要从事机 电装备仿真与控制方面 的研究． － ａ ： １ １ ８＠ ｊ ． ｕ ｎ Ｅ ｍ ｉ ｌ ２４ ４ ｂ ｕ ｄ ． ｌＯ ｔｅ ｃ
关键词 ：固晶机 ；四连杆机构 ；有 限元分析 ；柔性动力 学分析 ；Ａ Ｓ Ｓ Ｗｏｋ ｅｃ ；Ａ Ａ Ｎ Ｙ ｒｂ ｎｈ Ｄ ＭＳ
中 图分 类 号 ： Ｈ１２ Ｔ ２ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １４ ５ （０ ２ １— １６ ０ １０ — ５ １２ １）０ １４ — ４
Ｏ 引 言
中国半导体产业的飞速发展 为半导体设备业带 来广 阔的市场 ， 国内从事半导体设备开发与生产 的企 业正在迅 速增加 。固晶机作为半导体后续封装工序 的关键设备之一 ， 具有高速 、 高精度 、 高稳定性等特点 ， 且对其性能要求也越来越高。固晶机构作为固晶机的 主要 运动 机构 ， 固晶机 的性 能起着决 定性 的作用 。 对
摇 杆 ３ Ｃ和 ｃ之 间做 ０角摆 动 ， 在 相应 地 固 晶臂 的工 作杆 件 ４ Ｅ和 Ｅ之 间做 ０角摆动 。 在 ”
ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第14章 刚体动力学分析
14.1.1 拉格朗日法
• 拉格朗日法是一种相对坐标的方法，其动力学方程的形式 为拉格朗日坐标阵的二阶微分方程组，如式所示：
14.1.2 笛卡儿法
• 笛卡儿法是一种绝对坐标法，它以系统中的每个部件为单 元，建立固结在刚体上的坐标系，刚体位置相对于一个公 共参考系进行定义，通过欧拉角或者欧拉参数来描述相对 的位置坐标。
1421问题描述1422几何建模1423材料属性设置1424运动副设置1425载荷及驱动设置1426模型求解设置1427结果后处理143齿轮啮合分析齿轮啮合非常普遍本例主要利用刚体动力学仿真方法对齿轮的啮合过程进行详细介绍研究齿轮在啮合过程中的接触力以及转速关系为读者学习刚体动力学方法提供案例实践和使用指导
• 对于由N个刚体组成的系统，系统动力学模型一般表示为 式所示的形式：
14.2 刚体动力学实例——压力机分析
• 本例以压力机为研究对象，介绍刚体动力学的基本建模和 仿真方法，通过每一步的详细操作，为读者提供详细的学 习指导。
• 14.2.1 问题描述 • 14.2.2 几何建模 • 14.2.3 材料属性设置 • 14.2.4 运动副设置 • 14.2.5 载荷及驱动设置 • 14.2.6 模型求解设置 • 14.2.7 结果后处理
14.3 刚体动力学实例——齿轮啮合分析
• 齿轮啮合非常普遍，本例主要利用刚体动力学仿真方法对齿轮的啮合 过程进行详细介绍，研究齿轮在啮合过程中的接触力以及转速关系， 为读者学习刚体动力学方法提供案例实践和使用指导。
• 14.3.1 问题描述 • 14.3.2 几何建模 • 14.3.3 材料属性设置 • 14.3.4 运动副及接触创建 • 14.3.5 网格划分 • 14.3.6 载荷及驱动设置 • 14.3.7 模型求解设置 • 14.3.8 结果后处理
ANSYS刚柔混合多体动力学分析技术
Spherical
Planar
Universal
Slot
运动副—有间隙:
• 提供三种考虑间隙的运动副:
• In-plane radial gap • Spherical gap • Radial gap
Joints—Body Views
• 自动探测建立 joint • “Body Views”
• 辅助窗口显示运动副
• 多体运动学是研究多体系统 (一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成)运动规律的科学。
A. 多体动力学简介
• ‘刚体动力学’ 是ANSYS 动力学分析中的一个分支
ANSYS Dynamics
Nonlinear Transient Dynamics
Modal
Harmonic Response
Rigid Dynamics
Spherical joint Fx = 0.76 N My = 0 Nm
Slot joint Fx = 0.76 N My = 0 Nm
Joint Features—DOF Checker
• 接触的 Worksheet 可以显示 “Joint DOF Checker.” • 如果总自由度数小于1，则可能有过约束问题，表格会给出提示信息:
• 只包含刚性体 • 求解快 • 由于接触或者运动副产生运动 • 主要求解各个零部件的位移、速度、加速度和反作用力/力矩等历程曲线。 • 支持大变形大旋转效应 • 通过“Rigid Dynamics” 分析模块实现
ANSYS MECHANICAL: 1min RIGID DYNAMIC: 1s
A.多体动力学简介
Revolute joint
FX=1.51 N MY=6.05 x 10-2 N-m
ANSYS workbench 多体动力学分析功能说明
© 2008 PERA Global
ANSYS Workbench 刚柔混合－－多体 动力学分析
© 2008 PERA G刚柔混合－－多体 动力学分析
© 2008 PERA Global
ANSYS Workbench 刚柔混合－－多体 动力学分析
刚体动力学分析模块（ANSYS Rigid Dynamics）
ANSYS Rigid Dynamics是ANSYS 产品的一个附加模块，它集成于ANSYS Workbench环境下（继承了 Workbench与各种CAD软件之间的良好接口能力，如双向参数链接和互动等），在ANSYS 所具有的柔性 体动力学（瞬态动力学）分析功能的基础上，基于全新的模型处理方法和求解算法（显式积分技术），专 用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组件的动力学响应。其功能简述如下：
自动探测运动副 利用自动探测运动副功能来建立零件之间的连接关系。 根据自动探测的结果，可以快速修改运动副的连接关系。 完整的运动副类型和弹簧
利用完整的运动副类型（固定、转动、柱面滑动和转动、平动、滑槽、万向连接、球铰、平 面运动、自定义等） 和弹簧来建立零件之间的连接，提供精确的定位方法保证零件间的定位。 提供体对体(BTB)和体对地(BTG)等连接方法。 与Flexible Dynamics直接耦合 可以和ANSYS 模块的Flexible Dynamics功能在Workbench中实现无缝集成，一次求解同时 得到结构运动结果和强度/变形结果等，并支持柔性体的各种非线性特性（如接触、大变形、 材料非线性等）。 用户可自由定义零件为刚体或柔体，设置相关求解属性，直接计算刚体的位移、速度、加速 度和反作用力以及柔体的变形和应力。真正意义上实现了刚柔动力学分析的直接耦合。 Rigid Dynamics独特的前后处理 Windows操作风格 目录树管理模型数据库 支持两个零件连接面（运动关系）的清晰显示 快速高质量的动画显示效果 支持多窗口画面分割显示 自动生成计算报告
基于ANSYSWorkbench对凸轮结构动力学分析
的过程中将
图1凸轮机构三维示意图
凸轮内部的网格划分的较为粗略一点,而在
接触表面的网格划分的需要密集一些,这样研究方向为机器人领域。
动结构。
具体设置如图2、3所示。
图2杆的刚性设置
图3凸轮的柔性设置
此外,为了更好的探索到在固定转矩下的凸轮机
构的杆末端所输出的力的变化规律,在原来的模型中
又加入了弹簧,弹簧的一端连接杆的末端,另一端则
. All Rights Reserved.
与大地相连。
这样就可以在传动过程中,通过观察弹
簧的伸长量变化来获得杆末端的输出力的大小。
2结果分析。
图4凸轮应力分布图
图5凸轮传动过程曲线图(下转第68页)
图6杆末端力变化曲线图
3结论
本文首先通过对凸轮结构进行有限元模型的建立,对其在有限元软件中的边界条件进行了合理的设。
workbench刚柔耦合动力学分析教学文案
原创：一个急回机构的刚柔混合的瞬态动力学分析，正在研究这个新的功能。
给大伙介绍一下简单的操作过程和应该注意的事项。
大家一起进步，对于其中的不足大伙可以指出来，见笑了。
这是一个类似牛头刨床的急回机构，它的运行原理是这样的：划分网格:0』。
師J OD ma (mm)我选用的材料是钢铁，大家也可以试着选用其他材料。
第一个转动铰链，其实无所谓第几个，没有先后顺序。
只要最后全满足条件即可。
这里值得注意点是。
转动铰链对ROTZ没有约束，所以操作的时候一定要注意当前的坐标系Z轴的方向和实际情况相符，如果不一致要修改坐标系。
具体如下：Re'/obte - Part 1 To Part 3Revolute - Part ITo Part 2Revolbte - Part 3 To Part 5Revolute - Part 6 To Part 5疋夸 Resolute - Part 2 To Part 4Translational - Part 1 To Part 6'令Trandatiooal “ Pact 3 To Part 4 才風Joints 2〒点这个后，再点：RX就是绕着X轴旋转的意思。
类似经典界面的殳$今談鶴僉号〒专我们转动合理的角度后就完成了一个转动铰链。
其他的就不说了，下面说下平动铰链S•宙亩.B.E亩WPROTAT命令15.0045J5平动铰链不约束X方向的平动。
和上面类似，把X轴指向你要确定方向即可。
如图: TO Pari 460.00 (mm)ZI15.00另外那个槽铰链也是如此，最后别忘了让机架接地固结。
然后施加转速，我这里用的是一秒钟一转。
然后施加一个50N （不一定是这个数值）的力在滑块上，记住，滑块定义的是刚体，不能施加力载荷，这里用的是joint-load选项，这个我还没琢磨透。
DOF选择X方向type :详细栏里选择force0X0 50.00 100.词7mm)25,00 75,00剩下就是载荷步设置了:求解！！ ! !等效弹性应变滑块X轴的最大加速度等结果25.00 75.00)Ela^tjc0.0017,5035.0D 了DI D (mm)52,501D.D0D (mm)大家可以仔细观察：在转动的某个时刻，这几个地方的变形还是符合我们的尝试的。
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原创：一个急回机构的刚柔混合的瞬态动力学分析，正在研究这个新的功能。
给大伙介绍一
下简单的操作过程和应该注意的事项。
大家一起进步，对于其中的不足大伙可以指出来，见笑了。
这是一个类似牛头刨床的急回机构，它的运行原理是这样的：
划分网格:
0』。
師J OD ma (mm)我选用的材料是钢铁，大家也可以试着选用其他材料。
第一个转动铰链，其实无所谓第几个，没有先后顺序。
只要最后全满足条件即可。
这里值得注意点是。
转动铰链对ROTZ没有约束，所以操作的时候一定要注意当前的坐标系Z轴的方向和实际情况相符，如果不一致要修改坐标系。
具体如下：
Re'/obte - Part 1 To Part 3
Revolute - Part ITo Part 2
Revolbte - Part 3 To Part 5
Revolute - Part 6 To Part 5
疋夸 Resolute - Part 2 To Part 4
Translational - Part 1 To Part 6
'令Trandatiooal “ Pact 3 To Part 4 才風Joints 2〒
点这个后，再点：RX就是绕着X轴旋转的意思。
类似经典界面的
殳$今談鶴僉号〒专
我们转动合理的角度后就完成了一个转动铰链。
其他的就不说了，下面说下平动铰链
S
•
宙
亩
.
B.E
亩
WPROTAT命令
15.00
45J5
平动铰链不约束X方向的平动。
和上面类似，把X轴指向你要确定方向即可。
如图: TO Pari 4
60.00 (mm)
ZI
15.00
另外那个槽铰链也是如此，最后别忘了让机架接地固结。
然后施加转速，我这里用的是一秒钟一转。
然后施加一个50N （不一定是这个数值）的力在滑块上，记住，滑块定义的是刚体，不能施加力载荷，这里用的是joint-load选项，这个我还没琢磨透。
DOF选择X方向type :详细栏里选择force
0X0 50.00 100.词7mm)
25,00 75,00
剩下就是载荷步设置了:
求解！！ ! !
等效弹性应变
滑块X轴的最大加速度等结果25.00 75.00
)Ela^tjc
0.00
17,5035.0D 了DI D (mm)
52,50
1D.D0D (mm)
大家可以仔细观察：在转动的某个时刻，这几个地方的变形还是符合我们的尝试的。
好了,
就这样。
不足请指出。
谢谢大伙儿。