壓電尺蠖直線電機驅動器中柔性臂的ANSYS分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15144壓電尺蠖直線電機驅動器中柔性臂的ANSYS分析案例 1275351.1有限元分析 1234771.2前置處理零件 3224381.3求解 4197981.4進行后處理 49401.5結果分析 4242391.6疲勞分析 51.1有限元分析ANSYS優化分析有很多優點，不僅能夠進行結構靜力的分析，還能進行動態模態的分析，最重要的是它能幫助用戶快速的尋找到最佳的設計方案，為用戶節省了時間且方便擇優選用，為設計任務的完成提供了很大的便利，得到用戶的廣泛使用。因為柔性臂與中間桿相接觸的原因，我們可以根據摩擦系數來確定夾持力的大小，再對它們之間的接觸進行分析。而在ANSYS的接觸分析中我們會用到罰函數法，就是在它的接觸表面再重新定義剛度，這樣做就相當于在接觸面上增加了一個彈簧，我們將彈簧剛度稱為懲罰參數K。彈簧只在面開始穿透時起作用，在面分開時不起作用，接觸時的力F和偏移量?成正比例關系：F=因為ANSYS接觸分析是一種高度的非線性求解，所以它會消耗很大的計算內存，那么建立合理的接觸模型就顯得尤為重要了。我們首先要做的就是確定中間桿和夾持臂的接觸類型，可以把其分別看作是剛性的和柔性的，那么它的接觸類型就變成了剛體—柔體的接觸。本文設計的零件使用合金鋼的加工材料來進行加工，在solidworks的軟件系統可以進行選擇，選擇加載合金鋼的材料，尋找它自動的相關各個屬性的參數數據，然后對零件進行網格化劃分，代入進去零件的合金鋼材料的相應各個屬性的參數數據，由solidworks軟件系統取進行研究分析計算，經過計算得到的數據，該零件零件的在此環境下的受力情況，在solidworks軟件系統內，屏幕上顯示出的是該零件零件的受力云圖的展示圖，用這種方法來進行校核檢驗，發現零件零件的性能質量問題，再進行判斷是否滿足工作過程的實際使用需求。圖1.1零件載展示圖圖1.2零件劃分展示圖圖1.3零件位移數據展示圖圖1.4零件的應變量展示圖1.2前置處理零件（1）從前面已知設計的零件的材料屬性。是由合金鋼材料進行一系列的加工和制造得到此零件，合金鋼材料的相應性能的參數可以直接在零件系統中直接進行調用來使用。運用零件的模型類別：使用的線性同向運行分割零件的失敗形式標準：vonMises應力達到最大所分析屈服強度620.422N/mm^2所分析張力強度723.826N/mm^2（2）零件的網格劃分所設計網格類型選擇實體網絡零件的網格器采用標準網絡是否進行自動過度關閉不進行是否零件的網絡自動環不包括采用的雅克比點個數4點所劃分的單元大小11.34㎜所采用的公差0.7459㎜所劃分零件網格品質比較高1.3求解當出現Menu>Solution>solve>CurrentLs，會顯示此過程Solutionisdone，分析的零件的過程結束。1.4進行后處理圖4.5所設計的零件所受的應力的分布云圖1.5結果分析經過上面的研究分析可判斷，通過分析該的零件再工作時候的應力云圖，通過分析應力應變和位移圖，然后可知本文設計制造的零件零件的強度滿足實際使用需求，滿足設計強度要求，在的實際使用過程中相對來說較為安全。1.6疲勞分析在我們的日常生活中，金屬疲勞大多數都是因為“循環應力”而引起的，當交變載荷作用于金屬結構時會發生損傷，這種損傷雖然會很小，但是會慢慢積累，一直到越來越大最終使得金屬中的晶體發生錯位，并且一直循環往復直到金屬出現了裂紋從而失效。本次設計的驅動器是根據壓電堆的壓電-位移特性來設計的，我們先假設它的步進位移為5μm,如果要求它的位移行程為200mm，那么驅動器就需要往復循環200mm/5μ在結構分析中我們可以看到當柔性臂夾緊中間桿時最大應力為516MPa，如圖1.5所示，而最小應力出現在壓電堆的推力與預緊彈簧的彈力抵消時，為0MPa。根據高疲勞狀態下的壽命分析方法我們可以得到柔性臂的疲勞分析，其分析如下：σmax=σmin=σm=σ根據古