среда, 8 января 2014 г.

Облегчение руки робота (часть 1)

В этом семестре задание было основано на конкурсе от Autodesk, проводимом на портале grabcad.com О том, что из этого вышло читайте в этой и последующих статьях.

original
В качестве основных целей выступают:
1) Исследование конструкции захвата руки робота;
2) Написание макроса для программного продукта Femap;
3) Создание облегченной конструкции захвата.
Суть конкурса заключалась в том, чтобы используя CAE решения компании Autodesk провести оптимизацию конструкции захвата руки манипулятора по критерию минимизации массы. Условия конкурса:
- исходный вес - 130 кг;
- материал - сталь с пределом текучести 250 Мпа;
- максимально допустимые перемещения - 8 мм;
- коэффициент запаса - 3
- ПО - Autodesk Sim 360.

clip_image002
Исходная геометрия и условия закрепления

Красным на изображении отмечены конструктивные габариты, которые изменять было нельзя. Пунктиром нанесены части, которые могут быть подвержены изменению формы.
Так как данная работа выполнялась вне конкурса, то в качестве CAE комплекса был выбран Siemens Femap with NX Nastran (далее Femap). Причиной этому послужила возможность написания макроса для автоматизации изменения геометрии.
 
Построение геометрии.
За основу была взята геометрия в нейтральном формате *.stp, прилагаемая к заданию конкурса.

clip_image002
Исходная геометрия

С неё были взяты все размеры и перенесены в новую деталь, для создания поверхности.

clip_image004
Построенная поверхность

Тестовый расчет показал, что имеется место концентратора напряжений и существуют практические не рабочие обрасти.

clip_image006
Тестовый расчет

Поэтому сразу же были внесены изменения: добавлены скругления.

clip_image008
Измененная геометрия

Поверхности создавались для того, чтобы в дальнейшем, в Femap, разбить их на мелкую треугольную КЭ сетку. Затем, используя Extrude, вытянуть полученную плоскую сетку вдоль нужного направления.

clip_image010
Пример построенной КЭ модели

Такой подход использовался для того, чтобы в дальнейшем была возможность свободно манипулировать толщиной, изменяя одну координату каждого узла на верхней плоскости руки робота.

Комментариев нет:

Отправить комментарий