【文章內容簡介】 本文以某設備床身為載體，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，從而完成復雜的機械設計和其他產品設計。Autodesk Inventor Simulation 中的應力分析是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)建任意結果的報告，然后執(zhí)行參數化調查以優(yōu)化設計。設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將更好的產品投放到市場。Autodesk Inventor Simulation 應力分析可以幫助您：■ 確定零件或部件的強度是否可以承受預期的載荷或振動，而不會出現不適當的斷裂或變形?！?在早期階段獲得全面的分析結果是很有價值的，因為在早期階段進行重新設計的成本較低?！?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計。這里介紹的應力分析工具可以幫助您了解設計在特定條件下的性能。即使是非常有經驗的專家，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。從基礎分析中獲得的趨勢和特性信息通常有助于預測和改進設計。在設計階段及早執(zhí)行此基礎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分析，請務必記住得到的只是近似值，然后再去研究結果并測試最終設計。恰當地使用好應力分析可以極大地減少所需試驗測試的次數。您可以對大量的設計選項進行試驗，并改進最終產品。通過inventor應力分析的功能向驅動臂加載力和轉矩 表34材料特性名稱鋼常規(guī)質量密度 g/cm^3屈服強度207 MPa極限拉伸強度345 MPa應力楊氏模量210 GPa泊松比 ul切變模量 GPa應力熱膨脹膨脹系數 ul/c熱傳導率56 W/( m K )比熱460 J/( kg c )零件名稱 表35結果概要名稱最小值最大值體積4162210 mm^3質量 kgVon Mises 應力 MPa MPa第一個主應力 MPa MPa第三個主應力 MPa MPa位移0 mm mm安全系數15 ul15 ul應力 XX MPa MPa應力 XY MPa MPa應力 XZ MPa MPa應力 YY MPa MPa應力 YZ MPa MPa應力 ZZ MPa MPaX 位移 mm mmY 位移 mm mmZ 位移 mm mm等效應變 ul ul第一主應變 ul ul第三主應變 ul ul應變 XX ul ul應變 XY ul ul應變 XZ ul ul應變 YY ul ul應變 YZ ul ul應變 ZZ ul ul 圖32第一主應力大小分布圖 圖33驅動臂變形情況分布圖 圖34各部位安全系數情況 由以上各圖可以看出該零件滿足要求。 第四章 運動學分析167。 求運動學正解多自由度機器人是具有多個關節(jié)的空間機構，為了描述末端執(zhí)行器在空間的位置和姿態(tài)，可以在每個關節(jié)上建立一個坐標系，利用坐標系之間的關系來描述末端執(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（四參數法）和五參數法及矩陣變換法等。D H 法（四參數法）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系，從而推導出“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該機器人的運動方程。各桿件和關節(jié)的示意圖如圖 3 1 （a） 。連接桿 1 與桿 2 的關節(jié)為關節(jié)2，記做 J2 ，O0 ，O 1 的原點在關節(jié) 2 轉軸上，連接桿 2 與桿 3 的關節(jié)為關節(jié) 3，記做 J3 ，O3 的原點在關節(jié) 3 轉軸上，依次類推。最終建立機器人坐標系如圖 3 1（b）。其中表明坐標間關系的四個參數為：圖4２ 機器人坐標系建立桿件坐標系建立原則：坐標系一般設在桿件始端關節(jié)，z軸與關節(jié)軸線重合、是旋轉軸，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各連桿參數及關節(jié)變量關節(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個的坐標轉換，同理T12即為第二個坐標系向第一個轉換以此類推至T56，則最終機器人手腕的絕對坐標可轉化為 T06= T01*T12*T23*T34*T45*T56。 同時我們也可以驗證計算結果是否正確，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計算軟件．信息技術、計算機技術發(fā)展到今天，科學計算在各個領域得到了廣泛的應用．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生了大量的矩陣及其相應的計算問題．自己去編寫大量的繁復的計算程序，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值計算平臺而設計的．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的矩陣，按照IEEE的數值計算標準（能正確處理無窮數Inf(Infinity)、無定義數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，可以方便地進行一些很復雜的計算，而且運算效率極高．Matlab命令和數學中的符號、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還根據各專門領域中的特殊需要提供了許多可選的工具箱，如應用于自動控制領域的ControlSystem工具箱和神經網絡中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