基于ANSYS Workbench的焊接机器人的性能分析

对ABB公司2600ID焊接机器人进行研究,分析其结构性能以便为其之后的结构改进提供重要的数据依据。采用ANSYS对研究的焊接机器人简化模型进行结构静力学分析,得到机器人工作时的薄弱环节。然后针对薄弱环节进行结构动力学模态分析,得到其前6阶振型云图,分析它的固有频率和各阶的振动型态,确定其工作时产生的振动变形。基于此对薄弱环节进行谐响应分析,确定其在工作过程中具体的变形以及应力变化情况。利用ANSYS对机器人的分析结果可以很好的指导机器人的工作并减少对机器人产生的危害,同时为结构的改进提供重要的数据依据。     

新型爬壁机器人越障机理及能力研究

爬壁清洗机器人是在危险的高层建筑环境下替代人进行清洗工作的机械,其可靠性和稳定性尤为重要. 在分析传统爬壁清洗机器人弊端的基础上,针对玻璃存在的窗框障碍物,设计一种四旋翼摆臂式爬壁清洗机器人.机器人基于履带式底盘结构,通过旋翼旋转产生推力提供壁面行走所需的吸附力,并设计相应的机器人摆臂变形机构,增加机器人的壁面越障能力. 从运动学角度分析机器人越障时的运动机理,建立机器人壁面攀爬的运动学模型. 在RecurDyn的Track LM模块环境下,对机器人越障过程进行运动学仿真,得到驱动轮的驱动转矩、旋翼推力随时间变化曲线;对Y轴重心位置和加速度变化曲线分析,机器人在越障过程中能够保持良好的平稳性,论证了四旋翼摆臂式爬壁清洗机器人的越障能力和越障过程中的平稳性.     

爬壁机器人磁吸附组件优化设计与试验研究

针对工业生产需求,以安全吸附和灵活行走为设计目标,提出可吸附在钢制结构物壁面作业的爬壁机器人.阐述爬壁机器人机械结构及相关的工作原理,分别论述磁吸附爬壁轮、清洗回收组件等子系统的结构原理;为了防止机器人发生滑移、倾覆,分析爬壁机器人不同的失稳形式,建立爬壁机器人的静力学模型,得到爬壁机器人抗失稳的磁吸附力;为了确保磁吸附组件的质量最小、磁吸附力最大,通过引入磁质比,分析结构参数对磁吸附组件性能的影响,得到最优的结构尺寸.通过实验获取磁吸附组件的吸力特性和爬壁机器人的负载、运动特性,验证磁吸附组件优化设计的可行性.     

模块化小型爬壁机器蠕虫

针对现有爬壁机器人吸附装置的体积和功耗大,难以适应爬壁机器人小型化等问题,提出一种蠕虫型爬壁机器人。对该机器人结构进行了模块化、小型化的设计,并进行了爬壁实验。     

论船体结构的焊接变形与控制方法

针对船体结构而言,变形是船体的一种质量问题。在船体发生形变后不及时处理将会对后期的焊接与装配产生严重的影响。船体结构焊接变形是精通造船的重要组成部分。本文就船体结构的焊接变形与控制进行简单的分析,以期能够对造船有所了解。     

小型负压式爬壁机器人压力配置的优化设计

从能耗的角度,研究了负压式爬壁机器人支撑轮和密封气囊压力分配的理论依据,提出了支撑轮压力系数的概念,从理论上分析了支撑轮压力系数与机器人功耗之间的关系,研究结果对负压式爬壁机器人的设计起到了理论指导作用。     

清污收集船船体结构的静力学分析与优化

基于有限元分析平台ANSYS Workbench对清污收集船船体结构进行静力学分析和优化,研究陆地和海面工况下载荷对船体的影响,得到船体的总变形、等效应力云图、等效应变云图和安全系数仿真结果,并对连接桥结构进行优化。研究结果表明:陆地工况下,船体受力变形沿着船体中线对称阶梯分布,最大总变形在连接桥的中间。在海面工况下,横浪对连接桥结构的应力和变形影响较大,最大应力出现在连接桥与片体的连接处。优化完成后,船体结构的质量和最小安全系数均有改善,船体的最大变形值减小22%,提高了结构的可靠性。论文对船体结构的静力学分析和优化,为清污收集船的设计提供了思路和参考。     

GJR-G2型工业机器人动态特性的研究

应用实验模态分析法对国产关节型工业机器人GJR-G2进行了实验测试。并利用时域最小二乘法和复模圆法对实验数据进行了三维的模态参数和振型分析。为该型号机器人结构的改进方向提出了有益的建议,并为机器人机械参数的优化及CAD的采用提供了可靠的依据。     

基于ABAQUS的桁架机器人模态分析

为了确保桁架机器人在设计阶段满足模态性能要求,在设计前期需要对桁架机器人进行模态分析研究。本文首先根据物流工厂中的实际需求,确定桁架机器人的整体结构,并建立三维模型;然后基于ABAQUS有限元仿真平台提取桁架机器人的前十阶固有频率以及振型;最后通过模态试验方法对桁架机器人的实体缩小模型进行分析。结果表明：模态试验结果中存在四种振型与ABAQUS分析结果中的四种振型吻合程度较高,验证了仿真实验的可靠性。所做分析为避免发生共振及后续改进等研究提供理论支持。     

一种工业机器人模态分析仿真与试验研究

以某工业机器人为研究对象,基于模态理论,通过仿真和试验方法开展机器人的模态分析.首先建立典型姿态下机器人的三维模型,利用ANSYS Workbench软件与ADAMS软件分析机器人的理论模态,得到固有频率和模态振型等动态特性,并确定了振动薄弱部位.其次使用力锤法开展机器人试验模态分析,并对机器人进行振动试验验证仿真结果的正确性.最后针对振动表现剧烈部位提出优化方案.分析结果表明：该机器人关节2、关节3易引起低频振动,且机器人小臂相对其他部件刚性较弱.研究结果可对机器人优化设计与工作性能改进提供理论和试验参考.     

基于模态参数验证的机床结构件优化设计

基于有限元分析和试验测试相结合的方法,研究机床结构件优化设计.以某型号拉床结构3大件之一的床台为例,建立床台实际几何形状的有限元模型,分析床台在实际工况下的变形情况和模态参数.利用LMS SCADAS Ⅲ-305振动测试设备和PolyMAX方法,得到床台在0~512 Hz频率下的自然频率、阻尼比和振型等实验模态参数.获得实验模态与分析模态振型向量的置信准则矩阵,表明有限元分析和实验结果具有较好的相关性.利用经过验证的有限元模型开展拓扑优化,根据优化结果进行床台结构的二次设计.结果表明,通过二次设计得到轻量化的床台结构,切削点处变形更小,第一阶固有频率更大,实现了更好的动态性能.     

基于模态分析优化大型复杂焊接构件振动时效参数的研究

以大尺寸、高刚度、高性能的压力室为对象,研究了振动时效消除复杂焊接构件残余应力的激振参数优化问题。采用模态分析方法对压力室进行振型测试,并依据压力室固有频率、振型和焊接应力分布,优化了压力室振动时效参数。采用X射线法测定压力室各测点振动时效前后的宏观残余应力。经过两次振动时效,压力室残余应力最大值较振动时效前降低了27.24%,残余应力平均值降低了21.24%,压力室的承载能力和结构稳定性得到了提高。研究表明,基于模态分析优化激振参数的振动时效技术,对降低大型复杂构件焊接残余应力具有良好的效果。     

天龙商用车驾驶室模态分析

基于有限元法和模态理论,通过导入驾驶室三维模型,建立了驾驶室的有限元模型,完成了总成的焊接．对东风天龙商用车驾驶室进行了模态分析,得到了驾驶室的固有频率和振型．根据分析结果对驾驶室结构振动特性进行评价．     

双足爬壁机器人三维壁面环境全局路径规划

为求解双足爬壁机器人在三维壁面环境中的全局路径,提出了一种结合壁面可过渡性分析、全局壁面序列搜索和壁面过渡落足点优化的规划方法. 首先,为得到双足爬壁机器人在壁面间过渡的可行性,通过机器人可达工作空间与壁面简化处理将其转化成几何图形相交测试问题. 然后,用图搜索方法找出全局壁面序列, 再以路径最短为目标建立数学模型优化求解壁面序列中相邻壁面间最优过渡落足点,最终得到最优全局路径. 以双足爬壁机器人W-Climbot为对象做仿真验证,仿真结果表明该方法在5至20个壁面构成的三维环境中,机器人在不同壁面间的可过渡性分析与全局壁面序列搜索过程平均耗时只需2 ms,求解得到优化全局路径的比例为95%,平均耗时均在4 s以内. 该方法可以为双足爬壁机器人提供优化的全局路径并为其下一步的运动规划奠定基础.     

管道内壁四足爬壁机器人的运动学与步态规划

研究用于检测气体绝缘金属封闭开关（GIS）内部的负压吸附管道内壁四足爬壁机器人. 分别对机器人的腿部和机身进行运动学分析,采用改进的牛顿迭代法解决机身正运动学求解困难的问题. 对机器人沿管道轴向和圆周方向的爬壁运动进行步态规划,提出运动过程零冲击的轨迹规划方法. 使用Adams进行运动仿真,并在四足爬壁机器人样机上进行水平和垂直管道的全方位爬壁实验. 结果表明：机器人的运动轨迹与所规划的步态一致,运动过程中速度与加速度无突变,运动平稳,无明显冲击,运动学模型的正确性和所规划步态的合理性得到验证. 在GIS管道的实际检测应用中,实现机器人在不同工况下的平稳爬壁运动与检测.     

某直角坐标载运机器人振动特性有限元分析

为了减小某直角坐标载运机器人工作时的振动,运用ANSYS有限元软件对机器人进行了模态分析,求出了表征机器人振动特性的6阶振型、固有振动频率和相应的应变云图,分析了各阶振型的特点及其对机器人结构的影响。根据计算结果,总结了机器人在运行过程中应该注意的问题,并提出了相应的结构改进方案。     

基于ANSYS的汽车仪表板横梁焊接支架模态分析

采用有限元分析软件ANSYS对汽车仪表板横梁焊接支架进行模态分析,得到支架的前6阶固有频率和振型。结果表明,横梁支架低阶固有频率远离汽车发动机的怠速激振频率,不会出现整体共振现象;横梁支架结构优化时,要重点考虑驾驶舱面板左右安装支架、中部左右连接支架以及离合器踏板支架等构件。     

风力发电机组风轮的动态特性分析

通过有限元方法对风力发电机的风轮进行动力学建模及模态分析，得到的固有频率与实测值较为一致，因而验证了有限元计算模型的合理性．通过对风轮及单叶片的模态计算、强度计算分析，得到其振型、变形及应力分布，找出结构的薄弱环节，为结构的动力优化设计提供了可靠依据．     

装配式凸轮轴悬臂式数控装配机的机架模态分析

利用有限元模态分析方法对装配式凸轮轴悬臂式数控装配机机架的模态特性进行了分析,得到了机架的前十阶固有频率和相应的振型,并对各阶振型进行了分析评价。根据分析结果,对机架的工作台及立柱提出了提高刚度和减轻重量的结构改进设计方案,并对改进后的机架进行了模态分析。结果表明:优化后的机架设计方案减轻了机架的重量并改善了结构的振动特性,提高了设计质量。     

汽车后扭力梁结构的模态分析

为揭示某汽车后扭力梁在实际道路激励工况下容易出现振动疲劳的机制,需要对结构固有振动特性进行分析。为了得到后扭力梁结构更为准确的固有振动特性,对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的布置方式进行重点分析,并结合结构的实际情况进行优化。采用优化后的最佳模态试验法识别后扭力梁结构在自由-自由工况下的模态参数,得到结构固有频率和振型特征。通过对比可知：后扭力梁结构前10阶自由模态频率吻合很好,误差控制在6%内。这表明采用优化后的模态试验方案能够更为准确地识别结构的模态频率,得到结构固有振动特性。