Pro-E的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析(二)

2013-07-13 by:ProE/Croe培訓(xùn)中心來源:仿真在線

2 proe結(jié)構(gòu)分析實(shí)例

2.1 模型的建立

(1)運(yùn)用proe軟件建立四桿機(jī)構(gòu)各部分的實(shí)體模型,曲柄尺寸(mm)為90×10×10,連桿尺寸為260×10×10,搖桿尺寸為150×10×10,機(jī)架尺寸為210×10×10。

(2)曲柄、連桿、搖桿、機(jī)架被添加為steel材料。

(3)把建好的四桿機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行裝配,建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)連接。機(jī)架被定義為地,各桿件連接均定義為銷釘連接,裝配好的四桿機(jī)構(gòu)。

2.2 動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果及分析

(1)設(shè)置運(yùn)行環(huán)境。模型裝配好后進(jìn)入機(jī)構(gòu)模塊,定義伺服電機(jī)設(shè)定曲柄的驅(qū)動(dòng)速度為600 r/min,在搖桿上施加3000 N·mm的阻力矩,設(shè)置曲柄連接軸的初始角速度為600 r/min。新建一個(gè)分析,分析類型為“動(dòng)態(tài)”分析,忽略重力的影響,模型運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)為0·1S,曲柄剛好運(yùn)行一圈,幀頻設(shè)為3600。

(2)分析、獲取結(jié)果。運(yùn)行分析,點(diǎn)擊進(jìn)入生成分析的測量結(jié)果對(duì)話框,創(chuàng)建新測量,分別定義連桿兩端的連接反作用力,顯示結(jié)果。

(3)將載荷轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)中。點(diǎn)擊“機(jī)構(gòu)”———“在結(jié)構(gòu)中使用”彈出“負(fù)荷輸出”對(duì)話框,“主體”和“分量”都選擇連桿,在“估算”下拉列表中選擇“時(shí)間”,具體時(shí)間可讀出,此時(shí)的載荷輸出為連桿兩端的作用力及慣性載荷。

(4)分析結(jié)果的驗(yàn)證四桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,各桿長度為li,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Ji,角速度為ωi,角加速度為αi,質(zhì)心加速度為ai,鉸鏈在X、Y方向的力分別為Rix、Riy;外部阻力矩和為M。

以連桿為例,不難求出質(zhì)心加速度a2x、a2y和角加速度α2,從而算得慣性力和慣性力矩,由平衡條件可以列出下列方程組:

同理,可以建立曲柄和搖桿的二組方程,一共得到三組共九個(gè)方程,從中可以解得鉸鏈處作用力的八個(gè)分力和電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩。代入初始條件,得到連桿兩端作用力。

從圖中可以看出仿真結(jié)果和傳統(tǒng)計(jì)算曲線在數(shù)值大小和變化趨勢上吻合的很好,峰值誤差在0·1%以內(nèi),說明proe的仿真結(jié)果是可信的。

2.3 Mechanica結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

(1)打開連桿零件,進(jìn)入Pro/Mechanica,指定分析類型為基本模式;

(2)定義零件材料。在材質(zhì)庫中選擇Steel并分配給連桿;

(3)設(shè)置負(fù)載。單擊“插入”———“機(jī)構(gòu)負(fù)荷”,將動(dòng)力學(xué)分析得到的連桿兩端載荷轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)中分析中,并將載荷作用在銷釘孔,同時(shí)施加慣性載荷;將連桿一端進(jìn)行固定約束;

(4)運(yùn)行分析。新建分析任務(wù),并運(yùn)行分析;

(5)查看分析結(jié)果。從應(yīng)力云圖中可以看出銷釘孔處應(yīng)力較大,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校核。

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