-.z.課程名稱：機電產品現(xiàn)代設計方法上課時間：2021年春季機電產品現(xiàn)代設計方法實驗報告**：**：班級：所在學院：機電工程學院任課教師：旭堂實驗名稱機電產品現(xiàn)代設計方法文奇**1120810610班級1208106實驗地點實驗日期2021-06-11評分指導教師旭堂同組成員其他如昊一、實驗工程與實驗目的實驗工程:典型機電產品多學科協(xié)同優(yōu)化設計。試驗目的：(1)掌握典型機電產品多學科協(xié)同優(yōu)化設計軟件環(huán)境組成，包括建模軟件、分析軟件、協(xié)同平臺。(2〕自主設計產品模型、分析過程、優(yōu)化目標。(3)對得到的優(yōu)化結果進展定性分析，解釋結果的合理性，編寫上機實驗報告。二、實驗環(huán)境網絡協(xié)同設計環(huán)境，如下列圖所示：包括產品CAD建模、有限元分析FEM、動力學仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。計算機網絡硬件環(huán)境和相應軟件環(huán)境。圖形工作站和路由器，安裝協(xié)同設計仿真軟件。協(xié)同設計仿真平臺組成三、實驗原理典型機電產品協(xié)同設計仿真工作流程如下列圖所示。利用CAD建模工具，建立產品模型；利用ADAMS建立產品運動學模型；根據(jù)CAD和ADAMS傳過來的構造模型和邊界條件分析零件應力場和應變場；用ADAMS分析得到的運動參數(shù)〔位移、速度〕。協(xié)同設計仿真平臺組成四、實驗容與步驟〔1〕總體方案設計SysML語言是UML語言(UnifiedModelingLanguage，統(tǒng)模語言，一種面向對象的標準建模語言，用于軟件系統(tǒng)的可視化建模)在系統(tǒng)工程應用領域的延續(xù)和擴展，是近年提出的用于系統(tǒng)體系構造設計的多用途建模語言，用于對由軟硬件、數(shù)據(jù)和人綜合而成的復雜系統(tǒng)的集成體系構造進展可視化的說明、分析、設計及校驗。在這里我們繪制參數(shù)圖如下。在下面的參數(shù)圖中，我們確定了系統(tǒng)中各部件的相互約束情況。產品初步構造與ＳｙｓＭＬ圖〔2〕底座轉臺關鍵件〔圓盤〕的有限元分析1.首先在ansys環(huán)境下繪制圓盤模型運行Preprocessor->Modeling->Volumns->Cylinder->SolideCylinder，彈出如下對話框，在對話框中輸入相應數(shù)值，點OK生成零件模型。2.選擇單元類型運行Preprocessor->ElementType->Add/Edit/Delete，選擇Structural中的Solid，由于10個結點的單元計算精度要比8個結點的計算精度高，應選擇“Tet10node92〞單元。3.材料屬性設置運行Preprocessor->MaterialProps>MaterialModels，彈出如下所示對話框，依次雙擊Structural，Linear，Elastic，Isotropic，彈出圖所示對話框。本例中選擇材料為鑄鋼。附：常用材料的彈性模量和泊松比4.網格劃分運行Preprocessor->Meshing->Sizetrl->ManualSize->Global->Size設置劃分網格的大小。運行Mesh->MeshTool，彈出如下圖對話框，在Shape選項欄后面，選擇Tri和Free，單擊Mesh彈出選擇實體對話框，選擇一個實體進展網格劃分。劃分后模型結果如下列圖5.施加約束選擇菜單Solution->DefineLoads->Apply->Structure->Displacement->OnNodes，選擇假設干節(jié)點，彈出圖所示對話框，選擇AllDOF，單擊OK。在圓盤中心適當大小的圓周圍施加固定約束。6.施加載荷選擇菜單Solution->DefineLoads->Apply->Structure->Pressure->OnAreas，彈出如下圖對話框。拾取一個或多個面，單擊OK按鈕。彈出如下圖對話框。在VALUE選項欄中填寫受力。如下列圖：以上操作完成后，根本參數(shù)的值如下列圖所示7.求解運行Solution->Solve->CurrentLS，彈出如下圖對話框。8.結果顯示運行GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，彈出如下圖對話框，運DOFSolution>Displacementvectorsum和Stress>vonMisesstress，分別顯示分析結果的位移云圖和應力云圖。圖13〔3〕基于ADAMS的運動學仿真1.構造ADAMS樣機機械模型依據(jù)實驗題目給定的數(shù)據(jù)來繪制挖掘機的幾何模型。具體參數(shù)及繪圖結果如下列圖。2.設定運動副約束分別在基座和座架、座架與軸肩、鏟斗與懸臂之間添加轉動副約束；在懸臂與軸肩之間添加平動副約束。添加運動副的結果最終如下列圖所示。3.設定運動分別在基座與座架之間，座架與軸肩之間以及懸臂與鏟斗之間設定旋轉運動，并設定相應的運動函數(shù)；在懸臂與軸肩之間設定平行運動。添加運動后效果如下列圖。4.運動仿真按照設定的運動進展仿真，可以實現(xiàn)預先設定的運動。5.測量和后處理利用ADAMS自帶的測量功能，測量懸臂左端點到軸肩右端點間的距離。并且繪制如下曲線圖：五、實驗總結傳統(tǒng)設計方法以經歷總結為根底，利用經歷、公式、圖表、設計手冊等作為設計依據(jù)，是一種以靜態(tài)分析、近似計算為特征的設計方法，在設計速度、設計精度等方面存在缺乏?，F(xiàn)代設計方法是隨計算機技術的廣泛應用而在設計領域開展起來的一門新興的多元穿插學科。在產品設計中，實現(xiàn)建模和分析方的數(shù)字化、多學科最優(yōu)化、智能化、網絡化和可靠化。通過本門課程以及實驗，使我們加深并且深入理解了現(xiàn)代設計方法的優(yōu)勢，了解現(xiàn)代設計與傳統(tǒng)設計的區(qū)別和聯(lián)系，利用現(xiàn)代設計方法解決機電產品設計中的問題以及解決思路。在本次實驗中，我們也掌握了新的軟件，對于