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

1、机器人工装系统设计Robot tooling system design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

2、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

3、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

4、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13SolidWorks Simulation界面分析树Command Manager 页面算例页面ToolbarSimulation 算例顾问分析库

5、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1von Mises Stress(Mesh 3 study)von Mises Stress and displacements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

6、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=81.49 MPa。A点处为单向应力状态：1=81.49 MPa，2=0，3=0等效应力：安全

7、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4 5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

8、刚度选项下选择【柔性】，径向刚度输入109N/m,轴向刚度输入0 N/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3 0 0 0 N，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

9、【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1 0 01 5 0 m m 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Solidworks Simulation227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