机电产品现代设计方法实验报告.docx

机电产品现代设计方法实验报告.docx

《机电产品现代设计方法实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电产品现代设计方法实验报告.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机电产品现代设计方法实验报告

课程名称：

机电产品现代设计方法

上课时间：

2014年春季

机电产品现代设计方法实验报告

姓名：

学号：

班级：

所在学院：

机电工程学院

任课教师：

金天国张旭堂

实验名称

机电产品现代设计方法

姓名

学号

班级

实验地点

实验日期

评分

指导教师

张旭堂

同组成员其他

1静态存储器扩展实验

1.1实验目的

（1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台；

（2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标；

（3）对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。

1.2实验内容

（1）轴的有限元分析

（2）基于Adams的运动学分析与仿真

1.3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）

1.3.1使用软件

本实验使用软件为Adams及abaqus，利用Adams进行运动学仿真分析，利用abaqus进行有限元分析。

1.3.2实验设备

计算机。

1.4实验结果

1.4.1基于ADAMS的运动学仿真

（1）构造ADAMS样机机械模型

根据指导书建立铲车的三维模型。

三维模型可以通过专门三维建模软件进行建模，然后导入ADAMS，也可以直接用ADAMS建模。

利用ADAMS建模过程在《adams运动仿真例子》中有详述，直接给出建模后的模型，如图1所示：

图1铲车模型

（2）构建约束

根据要求构造四个约束：

基座和座架之间的创建转动副，轴肩与座架间构建转动副，铲斗与悬臂间构建转动副，悬臂与轴肩之间构建平动副。

构建后的模型如图2所示：

图2添加约束铲车模型

（3）添加运动

根据题意分别对四个运动副添加运动函数：

（a）基座和座架之间的创建转动副：

360d*time；

（b）轴肩与座架间构建转动副：

-STEP（time,0,0,0.10,30d）；

（c）铲斗与悬臂间构建转动副：

45d*（1-cos（360d*time））；

（d）悬臂与轴肩之间构建平动副：

STEP（time，0.8，0，1，5）；

选择主工具箱中的仿真按钮，设置仿真参数ENDTime：

1；Steps：

100，进行仿真。

（4）输出结果

根据实验分析要求分析：

（a）测量铲斗Y向位移随时间变化情况，得到输出结果如图3所示：

图3铲斗Y向位移随时间变化

（b）测量悬臂左端点与轴肩右端点间的距离随时间变化情况，得到输出结果如图4所示：

图4悬臂左端点与轴肩右端点间的距离随时间变化

1.4.2基于abaqus有限元分析

（1）构造abaqus机械模型并导入部件

根据指导书建立轴的三维模型。

三维模型可以通过专门三维建模软件进行建模，然后保存.igs格式导入ADAMS；也可以直接用abaqus建模。

建立好模型后，点击File->import->part，选择导入igs格式的部件后，弹出下面对话框，设置部件名字，点ok。

如图5所示：

图5轴

（2）定义材料属性

选择property模块，点

creatematerial，选择

Mechancial->Elasticity->elastic，定义材料杨氏模量和泊松比。

如图6所示：

图6定义杨氏模量和泊松比

点

createsection，创建截面。

点

assignsection，定义部件截面。

选择部件，点击Done，弹出如下对话框如下图。

材料属性定义成功后的部件为绿色。

如图7：

图7材料定义

（3）创建装配体

选择assembly模块，点

instancepart，选择Independent，如图8。

图8创建装配体

（4）创建分析步和参考点

选择step模块，点

creatstep，建立分析步step-1。

点击continue，进入editstep，设置增量步，如图9。

图9

点击菜单栏Tools->referencepoint，创建参考点，在下方输入点的坐标或者选择部件上的点，最好选择轴线上部外面的中心点。

如图10：

图10

（5）创建参考点和部件上部端面的约束

选择interaction模块，点

createconstraint，建立约束constraint-1。

选择couping，然后分别选择参考点和对应的轴端面，进入editconstraint对话框，设置如图11：

图11

（6）定义转矩和边界条件

选择Load模块，点

createload，建立载荷load-1。

选择moment，选择参考点，进入editload对话框，设置如图12。

图12

点

createboundarycondition，建立边界设定BC-1，setp设为Initial。

选择symmetry/antisymmetry，选择轴的另一端面，进入editboundarycondition对话框，选择ENCASTRE，设置如图13：

图13

（7）网格划分，生成数值模型

选择Mesh模块，点

assignmeshcontrols，设置单元形状和划分方式，置网格大小。

划分网格。

如图14。

图14划分网格

（8）创建作业，分析计算，结果后处理

选择Job模块，点

createjob，建立Job-1，进入editjob设置。

点

jobmanager，点击submit，提交作业。

当status状态栏为completed时，分析完成。

点击result进入Visualization结果模块，得到图15。

图15分析结果

2与传统设计过程的对比分析

现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。

随着设计实践经验的积累，设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。

为区别过去常用的传统设计理论与方法，人们把这些新兴理论与方法称为现代设计。

“现代设计技术”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。

3心得体会

通过此次实验，我对Adams及abaqus的使用有了初步的了解和认识。

学会了利用Adams进行建模及运动学仿真分析，利用abaqus进行有限元分析。

这两个软件的应用将使得机电产品的设计更加方便与科学。

同时我对现代设计方法也有了一定的认识，在之后的设计中，我们会更倾向于使用现代设计方法这种新思想进行分析设计。