MBDforANSYS新功能搶先看

2016-10-22 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

近來(lái)有不少使用者咨詢MBD for ANSYS是否可以使用Workbench的Parametrization功能,在此告訴大家從MBD for ANSYS17.0版本開(kāi)始是可以的。接下來(lái)我們就通過(guò)一個(gè)實(shí)例——手動(dòng)壓力機(jī)來(lái)看看該功能:

手動(dòng)壓力機(jī)數(shù)字樣機(jī)模型

在手動(dòng)壓力機(jī)數(shù)字樣機(jī)模型中,壓桿與齒輪軸固定在一起,壓桿壓動(dòng)時(shí)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng),齒輪帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng),彈簧一端安裝在機(jī)架上,另一端安裝在齒輪偏心凸桿上,齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)彈簧伸縮平衡壓桿并歸位。壓桿的作用力與齒輪的轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng),動(dòng)力學(xué)分析模型中壓桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)在齒輪轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副上添加角位移驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

手動(dòng)壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)

優(yōu)化目標(biāo)及設(shè)計(jì)變量

手動(dòng)壓力機(jī)中彈簧安裝位置的不同,或者彈簧初始變形的不同,都會(huì)影響壓桿作用力的大小。本例的優(yōu)化目標(biāo)是最小的壓桿作用力峰谷值,設(shè)計(jì)變量是彈簧安裝位置的坐標(biāo)和彈簧初始變形,通過(guò)設(shè)計(jì)變量在一定空間內(nèi)變化形成設(shè)計(jì)空間,針對(duì)設(shè)計(jì)空間逐個(gè)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析會(huì)得到不同的壓桿作用力峰谷值,從中找到壓桿作用力峰谷值絕對(duì)值最小的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)變量的取值范圍如下:

	設(shè)計(jì)變量	最小值	最大值
1	X position	22 mm	40 mm
2	Y position	98 mm	120 mm
3	Initial deformation	-5 mm	5 mm

如下圖所示的9個(gè)點(diǎn)是彈簧可以安裝的位置,彈簧的初始變形可取-5mm、0mm、+5mm,那么就有27(=9x3)種可選方案。

變量參數(shù)化

設(shè)計(jì)變量參數(shù)化

在彈簧的Detail頁(yè)面,點(diǎn)擊Origin X和Origin Y行左側(cè)的check box以及Free Length行左側(cè)的check box,check box中顯示 P,該變量就被設(shè)置成了參數(shù)化變量。

目標(biāo)結(jié)果參數(shù)化

前提條件:事先需要完成一個(gè)分析,并將需要作為性能目標(biāo)的量提取出來(lái)。

在該例子中,將齒輪轉(zhuǎn)軸處的轉(zhuǎn)動(dòng)副Revolute1關(guān)于z軸的扭矩在整個(gè)時(shí)間歷程的最大幅值最為性能目標(biāo),從基本后處理選擇Resultfor Joint,對(duì)Solution的Result for Joint1選擇Joint_1的TZ Reaction Moment作為性能指標(biāo)量,在Detail頁(yè)面中,再點(diǎn)擊Max over Time及Min over Time行左側(cè)的check box,check box中顯示 P,該變量即被設(shè)置成了參數(shù)化性能指標(biāo)。

設(shè)置好參數(shù)化量之后,在ANSYS Workbench的Project Schematic 中將顯示ParameterSet,進(jìn)入Parameter Set頁(yè)面,可以查看所有的參數(shù)化變量。

在Table of Design Points 中輸入設(shè)計(jì)變量的組合構(gòu)成的設(shè)計(jì)空間。

更新設(shè)計(jì)仿真

點(diǎn)擊Parameter Set頁(yè)面的Update All Design Points,自動(dòng)進(jìn)行所有已定義設(shè)計(jì)方案相應(yīng)模型的仿真。

設(shè)計(jì)研究

結(jié)果篩選

仿真完成之后,在Table of Design Points 中將顯示各個(gè)設(shè)計(jì)方案對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)。從中找到最小的扭矩對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)應(yīng)的是壓桿力最小的最佳設(shè)計(jì)方案。