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关于平面四连杆机构优化设计中的问题

由于初学ANSYS，本人在进行平面两杆机构优化设计中碰到如下问题，

不知该如何解决，盼各位朋友给予指点，不胜感激.

该机构是一个平面四连杆机构。在加载完毕进行求解时，提示说机构并

未固定而产生错误。但我想作为一个连杆机构，其连杆的两端点无约束自

由度，应是不需要固定。而其它两点本人已限制了其X和Y向自由度。因

而想不明白该如何解决。企盼各位指教！！！1

我的邮箱：[e-mail]

是一个曲柄摇杆机构

图暂时没抓下来。

曲柄：100mm，连杆：300mm，摇杆：：250mm，机架：200mm。

因为初学，我不懂你的意思。我这样说吧：

我需要对该机构作应力作用下的最小重量的优化。设计变量是三杆的面

积A1、A2、A3均为（1，1000）之间；状态变量是三杆的应力SIG1、SIG2、

SIG3均应小于400psi；目标函数为重量WT。杆间铰链重力2.7；节点1

的角速度为－10.47；

各节点的坐标我是这样设定的：1（0，0），2（－48.83，86.92），3（198.15，

249.8），4（200，0）。

如果只固定1和4的话，在求解模型时会提示机构不稳定，这是不是意味

着还需要固定2和3，但是固定了2和3的话，整个机构的受力情况将发

生变化，使得结果不理想。

你能帮我解决这个问题吗，请多多指教，谢了！

回复：【求助】关于平面四连杆机构优化设计中的问题

你这个结构本身不是一个稳定结构，ansys无法进行分析。

要分析杆的强度是否安全，需要再固定一个节点。

很明显最危险的情况是在上面两个节点的重力与杆平行时，受力最大，最

少需考虑两种情况。

ANSYS主要进行钢结构的受力分析，似乎对两个以上的未定义自由度就会

出现问题。进行四连杆优化设计还是采用其他软件。如Matlab等。

从你的说明来看，你好像用的是结构静力分析。这样，结构自然不是一个

稳定系统。你不妨试试瞬态动力分析：main

menu>>solution>>analysistype>>transient,选full。加

载时要加上初速度，稍有点麻烦。可去参阅有关动力分析的书籍。

你好，我想请问一个问题。

通过平面四连杆机构能不能实现垂直往复运动？如果能，该如何实现。

这问题可能跟ansys没什么关系，但我知道你也一定是学机械的，所以我

想在此请教你。

如果采用曲柄滑块机构的话可以实现直线运动当然也能实现垂直运动了

感谢以上各位朋友的指点我分析的时候确实是用静力学方面考虑的。我想

我该根据你们提供的方式去尝试。

有问题我还会向大家请教。

furious_bull：请问如何加载一个垂直于杆件方向的速度和载荷

对于载荷，加入pressure就可以满足你的要求了。不过，因为是动载荷，
必须得输入时间步长。在transientanalysis中只能加入线性和阶越载荷两

种。如果是较复杂的函数，只能通过细化时间步长来实现了。

选择transientanalysis,进入mainmenu>>solution>>-load

stepopt-time/frequenc>>time/timestep,输入你的数据。[time]是你

这一时间步结束时的时间；[deltim]是这一时间步中每计算一次所需时间

增量，它越小，结果越精确，当然所需时间越长。[KBC]表示线性或阶越

变化。[autots]选on。最大最小subtimestep取【deltim]即可。确认。进

入main

menu>>solution>>-loads-apply>>-structural-pressure,

选择你希望加载的方式，然后选择加载的位置，注意最后输入的数据为这

一时间步终了时的荷载值。进入mainmenu>>solution>>write

lsfile存入文件中，文件名从1开始。

重复上述步骤，保持文件名每次增1。进入main

menu>>solution>>-analysistype-sol'n

control>>basic>>frequency选writeeverynthsubstep,在

writeitemstoresultfiles选allsolutionitems.

最后进入mainmenu>>solution>>-solve-fromlsfiles,分别输

入1和你的总时间步数。然后OK,等