压电尺蠖直线电机驱动器中柔性臂的ANSYS分析案例
目录
压电尺蠖直线电机驱动器中柔性臂的ANSYS分析案例 1
1.1有限元分析 1
1.2前置处理零件 3
1.3求解 4
1.4进行后处理 4
1.5结果分析 4
1.6疲劳分析 5
1.1有限元分析
ANSYS优化分析有很多优点，不仅能够进行结构静力的分析，还能进行动态模态的分析，最重要的是它能帮助用户快速的寻找到最佳的设计方案，为用户节省了时间且方便择优选用，为设计任务的完成提供了很大的便利，得到用户的广泛使用。因为柔性臂与中间杆相接触的原因，我们可以根据摩擦系数来确定夹持力的大小，再对它们之间的接触进行分析。而在ANSYS的接触分析中我们会用到罚函数法，就
是在它的接触表面再重新定义刚度，这样做就相当于在接触面上增加了一个弹簧，我们将弹簧刚度称为惩罚参数K。弹簧只在面开始穿透时起作用，在面分开时不起作用，接触时的力F和偏移量成正比例关系：
F=K×△(1.1)
因为ANSYS接触分析是一种高度的非线性求解，所以它会消耗很大的计算内存，那么建立合理的接触模型就显得尤为重要了。我们首先要做的就是确定中间杆和夹持臂的接触类型，可以把其分别看作是刚性的和柔性的，那么它的接触类型就变成了刚体一柔体的接触。
本文设计的零件使用合金钢的加工材料来进行加工，在solidworks的软件系统可以进行选择，选择加载合金钢的材料，寻找它自动的相关各个属性的参数数据，然后对零件进行网格化划分，代入进去零件的合金钢材料的相应各个属性的参数数据，由solidworks软件系统取进行研究分析计算，经过计算得到的数据，该零件零
工
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件的在此环境下的受力情况，在solidworks软件系统内，屏幕上显示出的是该零件零件的受力云图的展示图，用这种方法来进行校核检验，发现零件零件的性能质量问题，再进行判断是否满足工作过程的实际使用需求。
图1.1零件载展示图
图1.2零件划分展示图
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模型名称来持臂
其例各称静应力分析1默认解类型静态位移位移1
图1.3零件位移数据展示图
6STR
6STR
1.766-04
1.620e-04
1.475e-04
1.329·04
1.184-04
1.009e·04
8.931e-05
7477e-5
6.023-05
4568-05
3.1142-05
1.660e-05
20530-05
图1.4零件的应变量展示图
1.2前置处理零件
(1)从前面已知设计的零件的材料属性。是由合金钢材料进行一系列的加工和制造得到此零件，合金钢材料的相应性能的参数可以直接在零件系统中直接进行调用来使用。
运用零件的模型类别：使用的线性同向
运行分割零件的失败形式标准：vonMises应力达到最大
所分析屈服强度620.422N/mm^2
所分析张力强度723.826N/mm^2
(2)零件的网格划分
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所设计网格类型
选择实体网络
零件的网格器
采用标准网络
是否进行自动过度
关闭不进行
是否零件的网络自动环
不包括
采用的雅克比点个数
4点
所划分的单元大小
11.34mm
所采用的公差
0.7459mm
所划分零件网格品质
比较高
1.3求解
当出现MenuSolutionsolveCurrentLs,会显示此过程
Solutionisdone,分析的零件的过程结束。
1.4进行后处理
模型名称夹持臂
算例名称静应力分析1默认
图解类型：静应力分析节应力应力1
van
vanMises(N/m*2)
5.164e+07
4.7398+D7
4.315e+07
3.90e+07
3.466e+07
3.041e+07
2617e+07
2.193e+07
1.768e+Q7
1.344e+07
9.194e+D6
4.950e+06
7.063e+05
→屈服力：2413e+08
图4.5所设计的零件所受的应力的分布云图
1.5结果分析
经过上面的研究分析可判断，通过分析该的零件再工作时候的应力云图，通过分析应力应变和位移图，然后可知本文设计制造的零件零件的强度满足实际使用需
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求，满足设计强度要求，在的实际使用过程中相对来说较为安全。
1.6疲劳分析
在我们的日常生活中，金属疲劳大多数都是因为“循环应力”而引起的，当交
变载荷作用于金属结构时会发生损伤，这种损伤虽然会很小，但是会慢慢积累，一直到越来越大最终使得金属中的晶体发生错位，并且一直循环往复直到金属出现了裂纹