哈工大机电产品现代设计方法实验报告.doc

实验名称 机电产品现代设计方法 姓名 学号 班级 实验地点 机电控制及自动化实验室 实验日期 评分 指导教师 张旭堂 同组成员其他 金铭 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。 2 实验内容 (1) 轴或负载台的有限元分析 (2) 基于Adams的运动学分析与仿真 3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况） 网络协同设计环境，如图1所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。计算机网络硬件环境和相应软件环境。图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。 图1 协同设计仿真平台组成 典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图2所示。 利用CAD建模工具，建立产品模型； 利用ADAMS建立产品运动学模型； 根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场； 用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。 图2 协同设计仿真平台组成 SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。 在这里我绘制参数如下。的参数图，我们中部件的约束情况 图４产品初步结构与ＳｙｓＭＬ图 4实验结果（含操作过程说明、结果记录及分析和实验总结等，可附页） （一）底座转台关键件有限元分析： 1，在CAD中打开零件的三维模型图，导出为IGES格式模型文件（*.igs）,在Ansys中运行file-import-IGSE...导入该模型; 或者按照以下步骤创建零件模型。运行Preprocessor-Modeling-Volumns-Cylinder-Solide Cylinder，弹出如下对话框，在对话框中输入相应数值，。 2，选择单元类型；运行Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete，选择Structural中的Solid，由于10个结点的单元计算精度要比8个结点的计算精度高，故选择“Tet 10node 92”单元。 3，材料属性设置；运行Preprocessor-Material PropsMaterial Models，弹出如下所示对话框，依次双击Structural，Linear，Elastic，Isotropic，弹出图所示对话框。 4，网格划分；运行Preprocessor-Meshing-Size Cntrl-Manual Size-Global-Size设置划分网格的大小。 5，运行Mesh-Mesh Tool，弹出如图所示对话框，在Shape选项栏后面，选择Tri和Free，单击Mesh弹出选择实体对话框，选择一个实体进行网格划分。 6，施加约束；选择菜单Solution-Define Loads-Apply-Structure- Displacement-On Nodes，选择若干节点，弹出图所示对话框，选择All DOF，单击OK。 7，施加载荷； 选择菜单Solution-Define Loads-Apply-Structure -Pressure-On Areas，弹出如图所示对话框。拾取一个或多个面，单击OK按钮。弹出如图所示对话框。在VALUE选项栏中填写受力。 8，求解；运行Solution-Solve-Current LS，弹出如图所示对话框。 9 结果显示；运行 General PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu，弹出如图所示对话框，运DOFSolutionDisplacement vector sum和Stressvon Misesstress，分别显示分析结果的位移云图和应力云图。 （二）基于ADAMS 的运动学仿真 １．构造ADAMS/View样机机械模型；在ADAMS/View中建好的样机机械模型如图6所示。该模型主要由马达、减速齿轮、转盘、支撑杆、仰角轴承及其天线组成，它们之间通过一定的约束关系连接在了一起。 图6 雷达天线样机机械模型 1.构造ADAMS样机——起重机的建模和仿真 根据实验指导书，建立铲车的三维模型。当然，三维模型也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。 设定运动副约束；在转盘和支撑杆之间设定回