大学计算机辅助机械设计课程设计机构运动分析班级：10机41学号：10294046指导教师：专业名称：机制（S）ANSYS 机构运动分析一．问题分析求解1、图15-2所示为一曲柄滑块机构，曲柄长度AB=120mm 、连杆长度BC=300 mm 、偏距e=50 mm ，曲柄为原动件，转速为w=100 r/min ，E=2E11,,P=0.3求滑块3的位移s 3、速度v 3、加速度a 3随时间变化情况。

二．操作过程2.1 定义参量拾取菜单Utility Menu →Parameters →Scalar Parameters 。

在“Selection ” 文本框中输入PI=3.1415926， 单击“Accept ” 按钮；再在“Selection ” 文本框中输入R=0.12、L=0.3、E=0.05、OMGA1=100、T=60/OMGA1、FI0=ASIN(E/(R+L))、AX=0、AY=0、BX=R*COS(FI0)、BY=-R*SIN(FI0) 、CX=(R+L)*COS(FI0)、CY=-E ，单击“Accept ”；最后，对话框的“Close ”按钮。

2.2创建单元类型Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 。

单击“Add ”按钮；选“Combination ”，选“Revolute joint 7”， 单击“Apply ” 按钮；选“Structural Beam ”，选“3D elastic 4”, 单击“Ok ” 按钮；单击对话框的“Close ”按钮。

2.3定义材料特定义材料特性性拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Material Props →Material Models 。

在右侧列表中依次双击“Structural ”、“Linear ”、“Elastic ”、“Isotropic ”，所示的对话框，在“EX ”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY ” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok ” 按钮；再双击右侧列表中“Structural ”下“Density ”，弹出图对话框，在“DENS”图 15-2 曲柄滑块机构文本框中入1e-14（密度。

近似为0，即不考虑各杆的惯性力），单击“Ok”按钮。

2.4定义实常数Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete。

弹出的对话框，单击“Add”按钮，选择“Type 1 COMBIN7”，单击“Ok”按钮，弹出的对话框，在“K1”、“K2”、“K3”、“K4”文本框中分别输入1E9、1E3、1E3、0，单击“Ok”按钮；返回到所示的对话框，再次单击“Add”按钮，弹出图2-7所示的对话框，选择“Type 2 BEAM4”，单击“Ok”按钮，弹出所示的对话框，在“AREA”、“IZZ”、“IYY”、“TKZ”、“TKY”文本框中分别输入4E-4、1.3333E-8、1.3333E-8、0.02、0.02，单击“Ok”按钮；返回到所示的对话框，单击“Close”按钮。

2.5创建节点Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→In Active CS。

弹出所示的对话框，在“NODE”文本框中输入1，在“X,Y,Z”中分别输入AX,AY,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入2，在“X,Y,Z”中分别输入BX,BY,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入3，在“X,Y,Z”中分别输入BX,BY,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入4，在“X,Y,Z”中分别输入CX,CY,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入5，在“X,Y,Z”中分别输入BX,BY,-1，单击“Ok”按钮。

2.6 指定单元属性Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes。

弹出图所示的对话框，选择“TYPE”为“1 COMBIN7”，选择“MAT”为“1”，选择“REAL”为“1”，单击“Ok”。

2.7创建铰链单元拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes。

弹出拾取窗口，在拾取窗口的文本框中输入2,3,5，单击“Ok”按钮，于是在节点2和3处（即B点）创建了一个铰链单元。

2.8指定单元属性拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes。

弹出所示的对话框，选择下拉列表框“TYPE”为“2 BEAM 4”，选择下拉列表框“MAT”为“1”，选择下拉列表框“REAL”为“2”，单击“Ok”按钮。

2.9创建梁单元用来模拟各个杆，拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes。

弹出拾取窗口，在拾取窗口的文本框中输入1,2，单击“Apply”按钮；再在拾取窗口的文本框中输入3,4，单击“Ok”按钮。

于是创建了2个梁单元，2个梁单元由B点处铰链单元连接。

2.10 指定分析类型拾取菜单Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis 。

在弹出的“New analysis”对话框中，选择“Type of Analysis”为“Transient”，单击“Ok”按钮，在随后弹出的“Transient Analysis”对话框中，单击“Ok”按钮。

2.11打开大变形选项拾取菜单Main Menu→Solution→Analysis Type→Analysis Options。

弹出所示的对话框，将“NLGEOM”打开，单击“Ok”按钮。

2.12确定载荷步时间和时间步长拾取菜单Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time - Time Step。

弹出图1所示的对话框，在“TIME”文本框中输入T，在“DELTIM Time Step size”文本框中输入T/70，选择“KBC”为“Ramped”，单击“Ok”按钮。

2.13 确定数据库和结果文件中包含的内容拾取菜单Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File。

弹出所示的对话框，选择下拉列表框“Item”为“All Items”，选中“Every substep”, 单击“Ok”按钮。

2.14设定非线性分析的收敛值拾取菜单Main Menu→Solution→Load Step Opts→Nonlinear→Convergence Crit。

弹出所示的对话框，单击“Replace”按钮，弹出所示的对话框，在“Lab”右侧两个列表中分别选择“Structural”和“Force F”，在“VALUE”文本框中输入1，在“TOLER”文本框中输入0.1，单击“Ok”按钮。

返回所示的对话框，单击“Add”按钮，再次弹出的对话框，在“Lab”右侧两个列表中分别选择“Structural”和“MomentM”，在“VALUE”文本框中输入1，在“TOLER”文本框中输入0.1，单击“Ok”按钮。

最后单击所示的对话框的“Close”按钮。

2.15 施加约束拾取菜单Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Nodes。

弹出拾取窗口，单击“Pick All”按钮，弹出图所示的对话框，在“Lab2”列表中选择“UZ”、“ROTX”、“ROTY”，单击“Apply”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取节点1，单击“Ok”按钮，再次弹出图所示的对话框，在“Lab2”列表中选择“ROTZ”，在“VALUE”文本框中输入2*PI，单击“Apply”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取节点1，单击“Ok”按钮，再次弹出所示的对话框，在“Lab2”列表中选择“UX”、“UY”，在“VALUE”文本框中输入0，单击“Apply”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取节点4，单击“Ok”按钮，再次弹出图所示的对话框，在“Lab2”列表中选择“UY”，在“VALUE”文本框中输入0，单击“Ok”按钮。

2.16求解拾取菜单Main Menu→Solution→Solve→Current LS。

单击“Solve Current Load Step”对话框的“Ok”按钮。

出现“Solution is done!”提示时，求解结束，从下一步开始，进行结果的查看。

L O A D S T E P O P T I O N SLOAD STEP NUMBER. . . . . . . . . . . . . . . . 2TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . . 1.6000 TIME STEP SIZE. . . . . . . . . . . . . . . . . 0.85714E-02 MAXIMUM NUMBER OF EQUILIBRIUM ITERATIONS. . . . 15STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . . NOTRANSIENT (INERTIA) EFFECTSTRANSIENT INTEGRATION PARAMETERSALPHA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.25251 DELTA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.50500 TERMINATE ANALYSIS IF NOT CONVERGED . . . . . .YES (EXIT) CONVERGENCE CONTROLSLABEL REFERENCE TOLERANCE NORM MINREFF 1.000 0.1000 2 -1.000M 1.000 0.1000 2 -1.000PRINT OUTPUT CONTROLS . . . . . . . . . . . . .NO PRINTOUTDATABASE OUTPUT CONTROLSITEM FREQUENCY COMPONENTALL ALL2.17 定义变量拾取菜单Main Menu→TimeHist Postpro→Define Variables。