机器人工装系统设计 机器人工装系统设计 项目六 工装结构的力学强度软件计算1.pptx

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机器人工装系统设计Robottoolingsystemdesign主讲教师：

龚俭龙项项目目六六工装工装结结构的力学构的力学强强度度软软件件计计算算2仿真技仿真技术术在行在行业应业应用背用背景景03压力锅40内锅仿真技仿真技术术在行在行业应业应用背用背景景5汽车碰撞仿真自动化产线仿真手机跌落仿真卡扣设计仿真0仿真技仿真技术术在行在行业应业应用背用背景景6电磁仿真流体仿真模流分析（压力、温度、短射）热仿真0仿真技仿真技术术在行在行业应业应用背用背景景目录7SolidWorks仿真分析就是运用SolidWorksSimulation插件进行分析。

SolidWorksSimulation是一个与SolidWorks完全集成的设计分析系统。

SolidWorksSimulation提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析。

SolidWorksSimulation凭借着快速解算器的强有力支持，使得我们能够使用计算机快速解决大型问题。

SolidWorks仿真仿真软软件件简简介介181、在我、在我们们完成了完成了产产品（工装品（工装夹夹具）具）的建模工的建模工作之后，需要确保模型能作之后，需要确保模型能够够在在现场现场有效地有效地发挥发挥作用作用。

如果缺乏分析工具，。

如果缺乏分析工具，则则只能通只能通过过昂昂贵贵且耗且耗时时的的产产品（工装品（工装夹夹具）开具）开发发周期来完成周期来完成这这一任一任务务。

为为什么要什么要进进行仿真分行仿真分析析292、一般、一般产产品（工装品（工装夹夹具）开具）开发发周期通常包括以下步周期通常包括以下步骤骤：

建造产品模型生成设计的原型评估现场测试的结果现场测试原型根据现场测试结果修改设计这这一一过过程将一直程将一直继续继续、反复，直到、反复，直到获获得得满满意意的解决方案的解决方案为为止止。

为为什么要什么要进进行仿真分行仿真分析析2103、分析可以帮助我、分析可以帮助我们们完成以下任完成以下任务务：

1）在计算机上模拟模型的测试过程来代替昂贵的现场测试，从而降低费用;2）通过减少产品开发周期次数来缩短产品上市时间；为为什么要什么要进进行仿真分行仿真分析析2113、分析可以帮助我、分析可以帮助我们们完成以下任完成以下任务务：

3）快速测试许多概念和情形，然后做出最终决定。

4）根据得出的安全系数与实际情况，可调整材料牌号或减少零件材料，以达到降低成本。

这样，我们就有更多的时间考虑新的设计，从而快速改进产品，减少研发费用，降低产品成本。

为为什么要什么要进进行仿真分行仿真分析析212SolidWorks仿真仿真软软件窗件窗口口1第一步第二步第三步新算例13SolidWorksSimulation界面分析树CommandManager页面算例页面ToolbarSimulation算例顾问分析库SolidWorks仿真仿真软软件件简简介介11415仿真计算SolidWorks仿真仿真软软件件简简介介1平行机械手夹具支撑板的结构强度是否满足要求？

仿真结果SolidWorks仿真仿真软软件件简简介介1vonMisesStress（Mesh3study）vonMisesStressanddisplacements应力位移应变16SolidWorks工程实例分析-轴的受力分析工程仿真工程仿真实实例分例分析析317轴轴的受力分的受力分析析有有一一根根轴轴，直直径径D=50mm,支支撑撑跨跨距距L=1500mm,受受力力3000N如如下下图图，材材料料为为45钢钢，弹弹性性模模量量E=206GPa，屈服点屈服点s=355MPa，泊松比，泊松比0.27，密度，密度7890Kg/m3。

求最大求最大挠挠度、危度、危险险截面截面应应力并力并计计算安全系数？

算安全系数？

工程仿真工程仿真实实例分例分析析318手工计算支反力：

FN1=1000N，FN2=2000N最大弯矩：

Mmax=aFN1=10001000=1000000Nmm最大挠度位置：

惯性矩:

扰度：

工程仿真工程仿真实实例分例分析析31920抗弯截面系数：

最大应力（A点处）为：

=Mmax/W=1000000/12271.8=81.49MPa。

A点处为单向应力状态：

1=81.49MPa，2=0，3=0等效应力：

安全系数：

S=s/=355/81.49=4.36手工计算所需时间：

约15分钟工程仿真工程仿真实实例分例分析析3Simulation软件仿真计算按实体单元计算1、建立模型2、创建算例算例类型为【静态】3、应用材料定义为45钢注意：

必须的材料属性包括（弹性模量，泊松比，密度，屈服强度）。

工程仿真工程仿真实实例分例分析析3214添加约束、轴的左端用一个刚性轴承支撑，限制径向和轴向自由度。

右击【夹具】选择【轴承夹具】，指定轴左端的圆柱面，在刚度选项下选择【刚性】，并选择【稳定轴旋转】右端用一个柔性轴承支撑，只限制径向自由度，而不限制轴向自由度。

右击【夹具】并选择【轴承夹具】，选择轴的右端圆柱面，在刚度选项下选择【柔性】，径向刚度输入109N/m,轴向刚度输入0N/m，选中【稳定轴旋转】工程仿真工程仿真实实例分例分析析3225、施加载荷右击【外部载荷】并选择【力】，选择轴上分割的半圆柱面为受力面，点击【选定的方向】，然后展开FeatureManager设计树选择【上视基准面】，在力选项下单击【垂直于基准面】然后输入3000N，选中【反向】使力指向实体。

6、划分网格（已省略合并）一般情况下默认网格参数即可，网格尺寸越小结果越精确，但计算时间更长。

右击【网格】图标并选择【生成网格】，单击确定。

工程仿真工程仿真实实例分例分析析323最大挠度位置计算：

位移图解右键选择【图表选项】，选择【选择最大注解】，确定，即在轴上显示出最大挠度值。

在位移图解继续右键，选择【探测】，并在轴上选取最大值点。

即在左边设计树【探测结果】中显示有该点坐标，对应的沿轴向的坐标值即为该点与轴远端的距离，为834.5mm，相对误差为2.2%（结果中所显示坐标值的含义与所建模型的初始基准面有关）（3）右击【结果】文件夹选择【定义安全系数图解】，单击确定得到安全系数分布图，如图所示。

最小安全系数为4.27，计算值为4.36，相对2.06%。

Simulation方法一计算所需时间：

约4分钟工程仿真工程仿真实实例分例分析析324有一外伸梁受力如图所示，横截面为100150mm的矩形，作出其弯矩图和剪力图。

受力图练习练习425建立几何模建立几何模型型126进进入入SolidworksSimulation227新算新算例例328选择选择仿真分析仿真分析类类型型429进进入静入静应应力分析模力分析模块块530选择应选择应用材用材料料631边边界条件界条件约约束束732固定几何固定几何体体833施加施加载载荷荷934施加施加力力1035装配装配连连接关接关系系1136网格划网格划分分1237运行运行计计算算1338仿真仿真结结果果1439