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基于CATIA与ANSYS的履带机器人摆臂支撑板有限元分析
作者：赫修智
来源：《中国新技术新产品》2014年第02期
摘 要：本研究以有限元分析方法为基础，对比分析CATIA实体建模与ANSYS实体建模，运用CATIA 三维软件建立摆臂支撑板实体模型，运用ANSYS软件对导入的实体模型进行有限元分析。综合运用CATIA建模优势与ANSYS灵活的有限元分析处理，从而为机械结构设计提供准确的应力分析，对机械优化设计有一定的参考意义。 关键词：摆臂支撑板；有限元分析；CATIA；ANSYS 中图分类号：TP24 文献标识码：A
ANSYS是一款集结构、流体、热、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件。ANSYS软件可进行结构分析、热分析、电磁分析、流体分析、耦合分析、优化设计、接触分析以及实现利用ANSYS参数设计语言的扩展宏命令的功能。CATIA是有法国达索公司研发的一款广泛应用于航空航天、机械制造、造船、电子等行业的三维实体建模软件。同UG、PRO/E相比，CATIA的操作界面更加直观，具有强大的三维复杂曲面造型功能，并采用了混合建模技术，使建模过程更加灵活和高效。
摆臂支撑板是履带机器人摆臂结构的重要组成部分，起到支撑摆臂，保证摆臂平稳运动的作用。分析摆臂支撑板在受载的情况下的应力情况，可以更好的改进摆臂的结构，实现机构优化设计目的。本文以摆臂支撑板为例，运用CATIA建立三维实体模型，并运用ANSYS对其进行有限元分析。与直接用ANSYS建模相比，提高了建模速度，缩短了设计周期。同时，可以将该方法应用在如装载机动臂、曲轴等复杂的结构的有限元分析工作中。 1 CATIA与ANSYS的实体建模比较 1.1 ANSYS实体建模
ANSYS提供了两种实体建模的方法：自上向下建模法和自底向上建模法。
自上向下建模法是指从一开始就从线、面、体等较高级的图元构造模型的方法。ANSYS软件在生成一种体素时，程序会自动生成所有属于该体素的关键点、线、面等较低级图元。 自底向上建模法是指由建立模型的最低单元的点到最高单元的体来构造模型的方法。也就是先创建关键点，然后利用关键点定义线、面、体等较高级图元。