ANSYS刚体运动学分析详解

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Analysis System>Rigid Dynamics（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Engineering Data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Properties of Outline Row 2: Structure Steel表中可以修改材料的特性。

3)关闭A2:Engineering Data，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上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>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。

2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的所有Solid，在Details of “Solid”中确保所有的Solid对象的Stiffness Behavior（刚度特性）均为Rigid（刚性），如图所示。

5.设置连接

1)查看是否生成了Contact接触，如存在，则全部删除，如图所示。

2)选择Mechanical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。

3)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。

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。

5)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。

6) 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。

6.设置初始条件

1)选择Mechanical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>Joint Load，此时在树结构图中会出现Joint Load对象。

3)设置Joint Load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。

二、求解

在Outline树结构图中的Rigid Dynamics（A5）选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Solve，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Solution Information查看求解过程信息。

三、后处理

1.查看整体响应

1)选择Mechanical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Total Deformation 选项。

3)选择视图区域的零件，然后单击Details of “Total Deformation”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Total Deformation上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图形如图所示。

5)选择Solution工具栏中的Deformation>Total Velocity，设置得到对象Total Velocity（总的速度）。

6)选择视图区域的零件，然后单击Details of “Total Velocity”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体速度图。

7)在Outline树结构图中的Total Velocity上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图像如图所示。

2.查看变形时间历程结果

1)选择Solution工具栏中的Deformation>Total，此时在树结构图中会出现Total Deformation 2选项。

2)选择视图区域的零件，然后单击Details of “Total Deformation 2”细节窗口中Geometry选

3)按以上步骤，继续添加Total Deformation 3-5，并设置细节窗口中内容如表所示。

4)在Outline树结构图中的Total Deformation 2上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图形如图所示。