【MBS技术专题】模型分享：机械臂多体动力学仿真分析
本文摘要（由AI生成）：
本文对机械臂的工作过程进行了多体动力学仿真分析，包括建模、求解和结果读取等方面。通过使用非线性柔性体（NLFE）创建线缆和液压模型，预测线缆和液压系统的载荷和应力，以及预测机械臂的液压钳的应力水平。同时，与 Activate 建立联合仿真，实现精确控制。通过对结果的读取和分析，为电动机功率的选择和机械本体结构提供设计依据。
综 述
综 述
机械臂被广泛应用于工业制造。工作时机械臂要重复移动位置并精确控制，通过控制参数定义自由度，从而保证机械臂移动的精确性。液压及线缆系统应该具有一定的灵活性，保证机械臂工作过程中不会折断。机械臂通过 MotionView 建模，用 MotionSolve 求解、分析。
学习目标
学习目标
如何使用非线性柔性体（NLFE）创建线缆和液压模型。
通过建立3D接触，可以预测线缆和液压系统的载荷和应力。
通过柔性体建模可以预测机械臂的液压钳的应力水平。
与 Activate 建立联合仿真，实现精确控制。
多体动力学模型
多体动力学模型
步骤1：导入CAD数据，添加铰链和衬套连接；
步骤2：增加液压钳、轴、支撑架之间的接触；
步骤3：增加机械臂移动位置的驱动设置；
步骤4：运行这个简单模型；
参考模型：Robot_Arm_01.mdl
在以上模型的基础上增加非线性体的线缆
步骤5：取消当前显示的驱动设置以及接触设置；
步骤6：创建没有载荷的非线性线缆模型；
步骤7：通过坐标到线缆位置定义驱动；
步骤8：通过命令 command 文件定义线缆的预载；
步骤9：运行模型及其Python脚本；
…\Altair\\utility\mbd\nlfe\NLFE_generate_
loaded_csv.py to extract the loaded state of the NLFE cables and save it into a CSV file
参考模型:
Robot_Arm_02_Cable0_positioning.mdl
Robot_Arm_02_Cable1_positioning.mdl
步骤10：激活和轴的接触，失效线缆的驱动；
步骤11：导入带有线缆预载点的CSV文件；
步骤12：用柔性体代替液压夹；
步骤13：在线缆连接点上增加球面单元，并且在球面和上上臂之间建立带有摩擦的接触；
步骤14：用力的方式创建驱动，创建与Activate 联合仿真的输入和输出；
Activate 设置
步骤15：导入机械臂；
步骤16：增加控制器；
步骤17：运行模型。
参考模型：
Robot_Arm_03_Complete.mdl
_03_Control\Robot_Arm_Controls.scm
机械臂运动学仿真，模拟机械臂将轴从右支撑架挪到右支撑架；
模拟缆绳的定位，提取其预载状态；
与 Activate 联合仿真，模拟机械臂的扭矩，将轴移动。
结果读取
结果读取
点击图片可查看大图
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总 结
总 结
本文对机械臂的工作过程进行多体动力学仿真分析，关键部位柔性体建模，并输出其工作过程的接触力、应力、转矩、转角等结果；通过这些结果的输出，为电动机功率的选择、机械本体结构提供设计依据。
