工业机器人ANSYS软件的常用方式 ①第一步对要分析的物体建立起有限元模型; ②第二步就是进行网格划分; ③加载，添加位移约束和载荷; ④选用合适的求解模式和类型; ⑤查看结果 计算机辅助分析方法(CAE)的优点在于它可以大幅简化或者避免复杂的物理测试功能。作为它的核心部分，有限元分析技术可以用计算机来模拟最恶劣工况，并能准确计算出应变应力，使产品在设计阶段就可对它的数学模型进行各项性能评估，尽早发现设计上的漏洞，从而将研发周期缩至最短。尤其是采用了有限元分析技术及优化技术，可以优化结构设计参数，这样就可以得到最合理的结构。对于新产品的开发和老产品的改造方面，它都能提供出强度、应力分布状况的分析，采用优化设计方法为其进行形状和结构优化设计提供了技术上的支持和理论上的指导。 ANSYS的核心算法 有限元法(finite element method)在以拉普拉斯方程和泊松方程描述的各类物理场中得到了非常广泛地应用，它的本质是把复杂的连续体离散成为一定数量的单元并且限制每个单元的自由度，如此就把原有的偏微分方程变成了由有限个参数组成的代数方程组进而进行求解。 ANSYS的分析流程 ANSYS的分析流程如图4.1所示: ANSYS软件包括三个主要部分:前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 (1)前处理模块 在前处理模块中，用户可以方便地使用实体建模和网格划分这两样工具来构造有限元模型。 ANSYS程序更为用户提供了两种传统的实体建模方法。其一是自底向上建模，它按照创建关键点，相关的线、面和体等高级图元的顺序进行;另外就是自顶向下建模，它先定义好模型的最高级图元，然后系统程序就会自动定义相关的面、线及关键点。对比这两种建模方法，本文选择了更为专业，操作更方便快捷的UG来建立实体模型。 ANSYS程序的另一优势在于其自身拥有功能强大的自由网格划分器。它避免了用户在对复杂模型各部分进行划分，然后再进行组装时网格不匹配所带来的麻烦。 对于软件提供的100多种单元类型，我们一定要根据工程的不同结构和材料来确定好采用哪种单元类型进行网格划分。 (2)分析计算模块 在前处理阶段用户完成模型建立后，接下来需要定义分析的类型、分析选项、载荷大小及分析步数等参数，最后通过求解器对建好的码垛机器人模型进行分析求解。 (3)后处理模块 ANSYS中包含有只能观察到某一时刻整个模型结果的通用后处理器(POST1)和能观察到不同时间段或者子步历程上模型结果的时间历程后处理器(POST2)两个处理器。 模型的简化 模型简化的原则. ①相似性:我们首先要确保前大臂的主要结构的完整性，即使简化以后也不能影响前大臂的强度。 ②可验证性:模型不论进行怎样的简化，在不影响网格划分的质量和结果的前提下都要能顺利地进行有限元分析。 ③可恢复性:在我们需要还原显示实体模型时，我们可以通过已有的装配路径来找到原实体。 在针对前大臂的结构简化中，遵循以上三点原则，首先去掉了不影响结构和强度的倒角及小孔等一些辅助特征，去掉了左右侧板等诸多细节零件，主要的零、部件尺寸没有发生改变。 模型的导入 在本文采用的是将UG中建立好的三维模型通过接口直接导入ANSYS，这样可以避免不必要的数据丢失。 ①加载模型数据文件 启动ANSYS，打开文件。 ②更换工作文件名 1)选取菜单Utility Menu>File>Change Jobname; 2)在弹出的对话框中输入便于我们理解的此次工作的文件名，点击OK按钮确定。 ③定义标题 1)选取菜单Utility Menu>File>Change Title; 2)在弹出的对话框中定义此次计算为弯曲工况。 ④设置分析类型 表4.1列举出了ANSYS常用的七种分析类型。在进行分析求解之前，必须定义好求解类型，具体步骤为: 1)选取Main Menu> Solution>Analysis Type>New Analysis命令; 2)选取静态分析Static，点击OK按钮确定。 ⑤设置分析类型的选项 在这一步我们主要根据不同的分析类型设置不同的分析选项，其中包括求解器、通用几何非线性等设置选项以及静力学、动力学分析类型的一些专用选项。在我们对结构的静力及模态进行分析时，只需要采用默认设置就可以完美地求解问题。 ⑥求解 在完成上述操作后，就可以进行真正的求解步骤: 1)首先选取Main Menu> Solution>Solve>Current LS; 2)然后点击确定按钮，等待计算机完成求解。 ⑦对结果进行后处理 在机械结构完成有限元计算后，我们可以通过ANSYS提供的通用后处理模块方便而直观地观测到有限元分析的结果。 进行下述操作，可以得到应力分布图和变形图: 1)首先选则Main Menu>Genneral Postproc > AnalysisType > New Analysis命令，此时弹出对话框; 2)然后选择应力Stress > von Mises选项，点击确定按钮完成。

• 上一篇：码垛机器人不同载荷下各关节动力学仿真结果对比
• 下一篇：机器人初创企业成功秘诀：禁止“恋爱”