Pro/E、Patran与ADAMS在虚拟设计中的联合应用

虚拟设计中需要采用Pro/E(三维建模)、Patran(力学分析)与ADAMS(动力学仿真分析)三软件进行联合仿真设计。本文提出构建三者联合仿真分析平台的方法,介绍了不同软件间数据传输的相关技术,并以四连杆机构为例,在对Pro/E、Patran和ADAMS二次开发的基础上,验证了该联合仿真分析平台的可应用性。     

基于Pro/E和ADAMS的三轴联动平台设计与运动学仿真

Pro/E和ADAMS是当前国内外使用最广泛的CAD/CAE软件。利用三维设计软件Pro/E对所设计的三轴联动平台机构建立实体模型,进行运动学分析,建立运动学数学模型,并将Pro/E下的模型导入到ADAMS中进行运动学仿真。结果表明,使用Pro/E和ADAMS进行联合仿真,操作过程简单明了,求解方便,获得的有关运动学曲线,为实际样机的制造、调试和控制提供了必要的理论依据。     

基于Pro/E和ADAMS联合仿真的夹钳机构设计与优化

在Pro/E环境下对初步设计的夹钳机构进行建模、装配及运动学仿真分析,发现模型运动学特性较差.为改善夹钳机构的运动学特性,将模型通过Mechanism/Pro接口程序导入ADAMS中进行优化设计,并在ADAMS中得到了改进机构模型的方法.在Pro/E下改进机构模型并再次进行运动学仿真,验证了改进结果的合理性.仿真结果表明,利用Pro/E和ADAMS联合仿真的方法可以为机械结构的优化设计提供一条有效路径.     

Pro/E、ADAMS和ANSYS之间数据交换方法

论述三维设计软件Pro/E、机械系统动力学仿真软件ADAMS、通用有限元分析软件ANSYS各自的特点,提出在机械系统设计中联合应用三者优点的方法,阐述三者之间具体的数据交换方法与步骤。并通过曲柄摇杆机构,证明三者之间的联合应用是可行的。     

机械臂自适应神经网络控制虚拟实现

针对机械臂自适应神经网络控制效果不能直观显示的问题,在深入研究各种虚拟仿真,可视化仿真方法的基础上提出了一种基于ADAMS和MATLAB的虚拟样机联合仿真方法.采用该方法对三自由度机械臂进行动态仿真,首先在ADAMS中建立机械臂模型,然后在MATLAB中实现自适应神经网络控制器和机械臂终端轨迹的设计,最后进行联合仿真.仿真结果非常直观地显示了机械臂的动态控制过程和控制器各参数的实时变化情况,验证了该方法的有效性,为机械臂的复杂控制算法的仿真研究提供了新的有效方法.     

超高压微流量泵的刚柔耦合动力学分析

柱塞杆与偏心轮是超高压微流量泵的主要受力零件,成为主要研究设计对象。利用Pro/E建立三维实体模型,通过ANSYS获得关键零件的模态中性文件(MNF)。ADAMS与ANSYS联合仿真实现了主要零件的应力、应变分析,缩短了产品的研发周期及降低了研发成本。     

基于ADAMS的机械手臂运动仿真分析

利用Pro/E软件建立了机械手臂的三维模型,并通过插件MECHANISM/Pro对模型进行刚体定义,把模型导入ADAMS进行后续的约束和驱动添加,从而获得机械手臂的虚拟样机.然后对机械手臂的虚拟样机的工作域进行求解分析,并通过运动仿真模拟了机械手臂关节在实际作业过程中的驱动情况,得出其运动曲线,并分析和验证了所建立的机械手臂的运动方程的正确性.     

基于ADAMS和ANSYS工业机器人运动仿真与有限元分析

以一种六自由度工业机器人为研究对象,对其在真实抓取过程中的运动进行有限元分析。采用Pro/E对六自由度工业机器人进行三维建模,将模型导入ANSYS Workbench中,对工业机器人极限位置处的大臂进行有限元静态分析。在ADAMS中工业机器人模拟抓取过程,将结果导入Workbench进行瞬态动力学分析。ADAMS和ANSYS相结合模拟真实运动情况的方法,使校核结果更加的真实、可靠,同时有效验证了设计的合理性。     

基于Pro/E和ANSYS Workbench的滚珠丝杠副造型与有限元分析

基于Pro/E与ANSYS Workbench进行协同仿真及优化的思路,详细阐述了滚珠丝杠副三维模型的参数化和族表建模过程,提出了一种简单有效的滚珠装配方法,为实现结构分析与全面仿真奠定基础。总结Pro/E与ANSYS接口技术,将滚珠丝杠副简化处理后导入ANSYS Workbench软件,建立其非线性接触模型,在对模型合理施加载荷和设置边界条件后,采用Static Structural模块对滚珠丝杠副进行仿真分析,计算出滚珠、丝杠、螺母三个主要组成部分在工作过程中的应变、应力及安全系数等。分析表明,有限元计算结果与实际情况相近,为滚珠丝杠副的设计、优化和失效分析提供了参考依据和方法。     

名优茶并联采摘机器人逆向运动学分析

结合并联机构的特点及茶叶采摘技术,创新性地开展了名优茶并联采摘机器人的研究。建立了机器人逆向运动学模型,利用齐次坐标变换计算出机器人运动学逆解;并在给定运动激励下,在MATLAB中绘制出动平台驱动臂的转角曲线。运用Pro/E绘制机器人三维图并导入ADAMS,建立了机器人虚拟样机模型,通过仿真获得驱动臂的转角曲线。上述两种方法的比较结果验证了机器人逆向运动学问题计算的正确性,同时表明了ADAMS仿真结果具有较好的精确性,并在此基础上制作了机器人原理样机。     

基于ADAMS的锥齿轮传动系统动态特性仿真和可靠性疲劳分析

利用Pro/E软件对齿轮进行参数化三维实体造型,并运用Parasolid把其导入ADAMS中,建立齿轮传动系统动力学仿真模型,进行运动分析、动态干涉情况分析以及利用动态指数进行可靠性疲劳分析,验证齿轮三维参数化造型过程及传动系统建模过程的合理性.     

绳驱超冗余机械臂结构设计与力学分析

为解决传统机械臂难以在非结构化的狭窄空间中进行探测、维修、清理等作业的问题,设计一款绳驱超冗余机械臂并进行力学分析。该机械臂整体由驱动部分与机械臂组成,在机械臂根部加装一段可伸缩杆,使它可在水平方向移动;并在每个连杆内部都加装滑轮,减少绳索与连杆的摩擦。通过ADAMS分析关节与绳索的瞬态受力情况,通过力矩平衡方法对绳索进行静力学理论分析,计算出各个关节在任意角度时绳索受力情况,验证仿真结果。利用ANSYS Workbench对受力最大的关节进行强度校核,验证其应力符合材料强度要求。     

基于ADAMS的搅拌摩擦点焊机器人动力学仿真分析

ADAMS软件在分析机构的运动学和动力学方面有着强大的功能;针对搅拌摩擦点焊机器人的设计问题,首先建立其动力学模型,然后利用Pro/E软件建立了机器人的三维实体模型,将其导入到ADAMS中进行动力学分析,给各个关节运动副加上相应的轨迹曲线方程,使其按照指定的运动方式运动。通过仿真得到并分析了机器人各关节在运动过程中各阶段的动力学特性,为电机系统的精确选型及控制系统的设计等进一步研发搅拌摩擦点焊机器人设备提供了可靠有力的依据,对于保证其机械系统的性能以及提高其可靠性等具有十分重要的意义。     

基于ANSYS Workbench的八连杆压力机刚柔耦合模型动力学分析

为考虑压力机柔性体部件对机械运动的影响,以八连杆压力机的传动机构为研究对象,使用Pro/E软件对八连杆传动机构进行参数化实体建模,分别应用ANSYS Workbench软件中的Rigid Dynamic模块及Transient Structural模块,在对八连杆压力机的传动机构做刚体运动学仿真的基础上,进行该传动机构的刚柔耦合动力学分析,得到压力机传动机构的运动特性曲线和等效应力曲线及分布图。结果显示,主拉杆最大等效应力高于材料许用应力,将下轴孔尺寸优化为69 mm后,最大等效应力大大降低,符合主拉杆强度要求。这种方法实现了在同一软件平台中进行刚体运动学和刚柔耦合动力学仿真分析,通过两者比较可得出,刚柔耦合模型更能反映出机构的真实运动情况。     

对装配线线体Pro/E参数化设计及ANSYS有限元分析

论述了应用Pro/E软件进行汽车装配线线体的三维建模及参数化设计方法。实现了机械零件装配图的快速造型和重构。利用Pro/E与ANSYS接口技术和ANSYS软件,对Pro/E中设计的具体装配线线体在一定载荷作用下的应力状态进行了有限元仿真分析。研究结果对装配线线体的开发、改进和优化装配线线体的设计具有一定的参考价值。     

考虑关节摩擦的刚柔耦合机械臂末端抖动模拟与分析

为了解关节摩擦对刚柔耦合机械臂末端抖动的影响,解决机械臂的优化设计问题,利用ANSYS、ADAMS软件建立机械臂刚柔耦合模型,并在ADAMS中进行动力学仿真。通过进一步创建考虑关节摩擦的机械臂虚拟样机模型,对机器人末端振动特性进行动态模拟与分析。仿真结果表明：在机器人实际工作过程中,关节2和关节3存在摩擦对机器人末端抖动的影响最显著;在考虑多关节摩擦时,关节2和关节3共同存在摩擦时可使得机器人末端非周期性抖动幅值减弱,且当关节2摩擦因数取0.1时机器人末端抖动表现最弱,但关节3摩擦因数的改变几乎不会引起机器人末端抖动情况的变化。