肇庆升降车出租,   肇庆升降安装车出租,   肇庆升降维修车出租     工程机械多自由机械臂的有限元分析         多自由度机械臂有较多个构件组成，建模比较容易，但是划分网格时，机械臂构件网格的类型得需要很多种才能完成划分，并且存在着各种接触面的问题；如果采用整体进行有限元分析的话，划分网格会出现各种问题，并且迭代次数会很多，不仅分析的时间会很长，而且其结果可能不能达到理想的要求，因此本文采用对各个构件单独进行分析，对于它们之间的接触和受力问题，采用等效的原则，能够达到原分析模型的分析效果。

       1有限元分析准备ANSYS能够建立实体模型，但建立较大的实体模型效率还是较低的，并且ANSYS的修改也不太方便，因此本文采用三维实体建模软件UG建模，然后导入到ANSYS中，然后在该环境中，对模型进行适当的处理，如在不影响分析结果的情况下，对模型适当的简化，可以提高分析的准确性，效率也可以提高。定义单元类型，规定材料的属性，根据材料的特性参数，可以查出部件的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3。划分网格是非常重要的一步，网格划分的精度直接决定了有限元计算的优良。通常，网格划分越细，分析的结果也就较为准确，但是消耗的时间和计算机资源也就越多。因此，对各个单元进行有区别的划分，在划分网格的精度和消耗的时间中，找到合适的点，才能得到较好的分析结果。

          2部件的应力应变图考虑到通用化和安全，工程上大量使用高强度钢HG60作为机械臂材料，此材料σb=600MPa，σs=450MPa，考虑到安全规范，可选用安全系数1.5，即许用应力为300MPa,各个构件的校核可以根据此数据进行核对。伸缩臂的第一节臂为关键部位，它决定着整个机械臂的稳定性，其应变分析，机械臂在最恶劣工况下是机械臂最水平状态下，载荷达到最大载荷，外载荷F=2940N。分析后的结果，根据校核数据，得出最大的应变和应力符合要求。第一节臂应力主要集中靠近工作平台的端部，主要因为除了受工作载荷外，还有自身重力，虽然有应力集中，但是其强度符合要求，参照安全系数的选用规范，安全系数为1.5，即许用应力300MPa，符合要求。力臂的最大变形发生在力臂的端部位置，其最大变形位移1.08mm，与国内产品现有水平相当，因此符合要求。

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         3模态分析在实际应用中，除机械臂自身重量和一些永久性载荷外，还有动载荷，动态分析属于动力学问题的范畴，模态分析是动力学仿真的基础，本文对关键部位进行模态分析。选用兰索斯蓝法（Lanczons）求解，提取了第一节臂的前六阶固有模态，说明由共振引起变形较大的区域主要分布在伸缩臂第一节臂靠近末端执行装置这一侧的端部，其中包括弯曲振动、扭转振动以及弯扭组合振动等，第三、五阶振型是弯扭振动，其余为弯曲振动，可能会影响机械臂整体性能；对于以上部位，应采取适当调整局部刚度，如调整臂的厚度，增加加强筋数目等，以此达到减小振幅，降低结构振动，减小噪声等目的，使机械臂的结构更加合理，使用较少的材料满足对强度、刚度等设计要求，从而能更好地满足实际应用的振动要求。

          主要对多自由度机械臂进行动力学分析，本文采用的是牛顿-欧拉方法来研究动力学问题。首先，对升降臂的第一、二、三节臂进行动力学分析，通过关节变量和所建立的坐标系，对每个关节的速度、加速度、角速度、角加速度进行推导，最终得出该值；对于伸缩臂的动力学分析与升降臂的分析相同，最终也得出了相应的值；对于机械臂的有限元分析，本文采用有限分析软件ANSYS，对该机械臂的关键部位进行了有限元分析，并且得出了该部位的应变、应力云图，最后对该机械臂进行了模态分析，验证其强度和刚度是否符合要求。

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