【文章內(nèi)容簡介】 本文以某設(shè)備床身為載體，2建模及求解Inventor的功能較為強大，由曲面造型，實體造型，三維機構(gòu)的分析和仿真等眾多模塊組成。本文Autodesk Inventor174。Simulation 軟件提供了一組行業(yè)專用工具，用以擴展Autodesk Inventor174。的功能，從而完成復(fù)雜的機械設(shè)計和其他產(chǎn)品設(shè)計。Autodesk Inventor Simulation 中的應(yīng)力分析是Autodesk Inventor 部件、零件和鈑金環(huán)境中的附加模塊。靜態(tài)分析提供了仿真應(yīng)力、張力和變形的方法。模型分析提供了查找振動的自然頻率和機械設(shè)計的振型的方法。您可以直觀化三維體積曲線圖中的影響，創(chuàng)建任意結(jié)果的報告，然后執(zhí)行參數(shù)化調(diào)查以優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計階段對機械零件或部件進行分析可以幫助您在更短的時間內(nèi)將更好的產(chǎn)品投放到市場。Autodesk Inventor Simulation 應(yīng)力分析可以幫助您：■ 確定零件或部件的強度是否可以承受預(yù)期的載荷或振動，而不會出現(xiàn)不適當?shù)臄嗔鸦蜃冃??！?在早期階段獲得全面的分析結(jié)果是很有價值的，因為在早期階段進行重新設(shè)計的成本較低。■ 確定能否以更節(jié)約成本而且仍能達到讓人滿意的使用效果的方式對零件進行重新設(shè)計。這里介紹的應(yīng)力分析工具可以幫助您了解設(shè)計在特定條件下的性能。即使是非常有經(jīng)驗的專家，也可能需要花費大量時間進行所謂的詳細分析，才能獲得考慮實際情況后得出的精確答案。從基礎(chǔ)分析中獲得的趨勢和特性信息通常有助于預(yù)測和改進設(shè)計。在設(shè)計階段及早執(zhí)行此基礎(chǔ)分析可以顯著改善整體的工程流程無論是詳細分析還是基礎(chǔ)分析，請務(wù)必記住得到的只是近似值，然后再去研究結(jié)果并測試最終設(shè)計。恰當?shù)厥褂煤脩?yīng)力分析可以極大地減少所需試驗測試的次數(shù)。您可以對大量的設(shè)計選項進行試驗，并改進最終產(chǎn)品。通過inventor應(yīng)力分析的功能向驅(qū)動臂加載力和轉(zhuǎn)矩 表34材料特性名稱鋼常規(guī)質(zhì)量密度 g/cm^3屈服強度207 MPa極限拉伸強度345 MPa應(yīng)力楊氏模量210 GPa泊松比 ul切變模量 GPa應(yīng)力熱膨脹膨脹系數(shù) ul/c熱傳導(dǎo)率56 W/( m K )比熱460 J/( kg c )零件名稱 表35結(jié)果概要名稱最小值最大值體積4162210 mm^3質(zhì)量 kgVon Mises 應(yīng)力 MPa MPa第一個主應(yīng)力 MPa MPa第三個主應(yīng)力 MPa MPa位移0 mm mm安全系數(shù)15 ul15 ul應(yīng)力 XX MPa MPa應(yīng)力 XY MPa MPa應(yīng)力 XZ MPa MPa應(yīng)力 YY MPa MPa應(yīng)力 YZ MPa MPa應(yīng)力 ZZ MPa MPaX 位移 mm mmY 位移 mm mmZ 位移 mm mm等效應(yīng)變 ul ul第一主應(yīng)變 ul ul第三主應(yīng)變 ul ul應(yīng)變 XX ul ul應(yīng)變 XY ul ul應(yīng)變 XZ ul ul應(yīng)變 YY ul ul應(yīng)變 YZ ul ul應(yīng)變 ZZ ul ul 圖32第一主應(yīng)力大小分布圖 圖33驅(qū)動臂變形情況分布圖 圖34各部位安全系數(shù)情況 由以上各圖可以看出該零件滿足要求。 第四章 運動學(xué)分析167。 求運動學(xué)正解多自由度機器人是具有多個關(guān)節(jié)的空間機構(gòu)，為了描述末端執(zhí)行器在空間的位置和姿態(tài)，可以在每個關(guān)節(jié)上建立一個坐標系，利用坐標系之間的關(guān)系來描述末端執(zhí)行器的位姿[17]。建立坐標系的方法有多種。常用的有 D H 法（四參數(shù)法）和五參數(shù)法及矩陣變換法等。D H 法（四參數(shù)法）是 1955 年由 Denavit 和 Hartenberg 提出的一種建立相對位姿的矩陣方法。它用齊次變換描述各個連桿相對于固定參考系的空間幾何關(guān)系，用一個 4X 4 180。 的齊次變換矩陣描述相臨兩連桿的空間關(guān)系，從而推導(dǎo)出“末端執(zhí)行器坐標系”相對于“基坐標系”的等價齊次坐標變換矩陣，建立操作臂的運動方程。本文中使用 D H 法來建立坐標系并推導(dǎo)該機器人的運動方程。各桿件和關(guān)節(jié)的示意圖如圖 3 1 （a） 。連接桿 1 與桿 2 的關(guān)節(jié)為關(guān)節(jié)2，記做 J2 ，O0 ，O 1 的原點在關(guān)節(jié) 2 轉(zhuǎn)軸上，連接桿 2 與桿 3 的關(guān)節(jié)為關(guān)節(jié) 3，記做 J3 ，O3 的原點在關(guān)節(jié) 3 轉(zhuǎn)軸上，依次類推。最終建立機器人坐標系如圖 3 1（b）。其中表明坐標間關(guān)系的四個參數(shù)為：圖4２ 機器人坐標系建立桿件坐標系建立原則：坐標系一般設(shè)在桿件始端關(guān)節(jié)，z軸與關(guān)節(jié)軸線重合、是旋轉(zhuǎn)軸，x軸與桿件軸線重合、方向指向下一個桿件。以下是作者根據(jù)以上原則建立的坐標系 圖4２ 機器人坐標系建立表41各連桿參數(shù)及關(guān)節(jié)變量關(guān)節(jié)ia（i1）α（i1）d（i）Θ（i）1000t12090176。d2=95t23a2=40000t34090176。d4=375t45090176。0t56090176。0t6在直角坐標系中，可以用齊次矩陣表示繞 x 、y 、z 軸的轉(zhuǎn)動和沿 x 、y、z 軸的平移。任何坐標系都可以看做是一個坐標系先平移，然后在繞某一坐標軸旋轉(zhuǎn)得到的 圖42直角坐標系變換的基本原理假如我們規(guī)定T01為從第1個坐標系向第0個的坐標轉(zhuǎn)換，同理T12即為第二個坐標系向第一個轉(zhuǎn)換以此類推至T56，則最終機器人手腕的絕對坐標可轉(zhuǎn)化為 T06= T01*T12*T23*T34*T45*T56。 同時我們也可以驗證計算結(jié)果是否正確，即使用初值 t1=0，t2=pi/2, t3=pi/2。 t4=0。 t5=0。 t6=0。 為了簡寫，使結(jié)果簡單在以下程序中我們約定s1=sint1，c1=cost1；則s2，c2，s3，c3，可同上推理得到兩個相鄰坐標系轉(zhuǎn)換的通式為： Matlab用法中矩陣簡介Matlab是“MatrixLaboratory”的縮寫，意為“矩陣實驗室”，是當今美國很流行的科學(xué)計算軟件．信息技術(shù)、計算機技術(shù)發(fā)展到今天，科學(xué)計算在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用．在許多諸如控制論、時間序列分析、系統(tǒng)仿真、圖像信號處理等方面產(chǎn)生了大量的矩陣及其相應(yīng)的計算問題．自己去編寫大量的繁復(fù)的計算程序，不僅會消耗大量的時間和精力，減緩工作進程，而且往往質(zhì)量不高．美國Mathwork軟件公司推出的Matlab軟件就是為了給人們提供一個方便的數(shù)值計算平臺而設(shè)計的．Matlab是一個交互式的系統(tǒng)，它的基本運算單元是不需指定維數(shù)的矩陣，按照IEEE的數(shù)值計算標準（能正確處理無窮數(shù)Inf(Infinity)、無定義數(shù)NaN(notanumber)及其運算）進行計算．系統(tǒng)提供了大量的矩陣及其它運算函數(shù)，可以方便地進行一些很復(fù)雜的計算，而且運算效率極高．Matlab命令和數(shù)學(xué)中的符號、公式非常接近，可讀性強，容易掌握，還可利用它所提供的編程語言進行編程完成特定的工作．除基本部分外，Matlab還根據(jù)各專門領(lǐng)域中的特殊需要提供了許多可選的工具箱，如應(yīng)用于自動控制領(lǐng)域的ControlSystem工具箱和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中NeuralNetwork工具箱等．MATLAB簡介MALAB譯于矩陣實驗室MATrixLABoratory是用來提供通往LINPACK和EISPACK矩陣軟件包