面向协作机器人高性能CAE评估解决方案—国产鱼海π客ParaCs

2.3 前处理-网格划分

2.4 前处理-材料属性定义和赋予

2.5 求解-位移边界条件

分析内容：

>机械臂在最大负载、极限位姿下的静强度与静刚度 分析

>关节连接处、螺栓连接部位的应力集中分析

>末端执行器在额定负载下的变形量计算

>底座与安装法兰的强度与刚度验证

解决问题：

>评估结构是否满足强度要求，避免发生断裂失效

>计算末端变形量，验证是否满足重复定位精度要求

>优化关节连接结构，降低应力集中系数

>确定合理的壁厚与加强筋布局

关键技术点：

>末端执行器复杂对整机的承载状态影响

>不同材料（铝合金）的本构模型

>多工况组合分析（自重 + 负载 + 惯性力）

分析内容：

>机械臂整机及各部件的固有频率与振型计算

>不同位姿下的模态参数变化分析

>电机激励、减速器传动误差引起的强迫振动分析

>振动传递路径分析与振动抑制方案评估

解决问题：

>避免工作频率与固有频率发生共振

>评估高速运动时的振动水平，确保运动平稳性

>优化结构阻尼特性，降低末端抖动

>为控制系统设计提供动力学参数

关键技术点：

>自由模态与约束模态的准确计算

>关节柔性的模拟

>为后续频响分析与振动响应预测提供关键数据

分析内容：

>关键部件的疲劳寿命计算

>变幅载荷下的累积损伤分析

>焊缝、螺栓连接等薄弱部位的疲劳强度评估

>可靠性分析与寿命预测

>不同材料、工艺对疲劳寿命的影响分析

解决问题：

>预测产品使用寿命，满足客户质保要求

>识别疲劳薄弱环节，进行针对性优化

>降低产品故障率，减少维护成本

>为可靠性试验提供理论依据

关键技术点：

>材料 S-N 曲线与疲劳损伤模型

>载荷谱的编制与提取

>焊缝疲劳分析（基于应力或应变）

>概率疲劳与可靠性分析

6.1动力学与路径碰撞分析

分析内容：

>机械臂运动学与动力学仿真，计算各关节驱动力矩

>高速运动时的惯性力与离心力分析

>启停过程中的动态冲击载荷计算

>柔性臂架的动态变形与振动响应分析

解决问题：

>为电机与减速器选型提供准确的载荷数据

>评估动态载荷下的结构强度与刚度

>优化运动轨迹，降低动态冲击

>预测末端执行器的动态定位精度

关键技术点：

>刚柔耦合动力学仿真

>多工况组合分析

>多体系统接触与碰撞分析

>不同材料（铝合金、碳纤维）的本构模型

6.2 后处理-计算结果-变形云图

6.3 后处理-计算结果-等效应力云图

6.4 后处理-计算结果-面间距

分析内容：

>电机、减速器等热源的发热功率计算

>机械臂整机的温度场分布分析

>自然对流与强制对流散热效果评估

>热变形对末端定位精度的影响分析

>热应力与热疲劳分析

解决问题：

>优化散热设计，防止电机过热损坏

>计算热变形量，为精度补偿提供数据

>评估热应力对结构强度的影响

>提高产品在不同环境温度下的适应性

关键技术点：

>热源功率的准确计算

>对流换热系数的确定

>热 - 结构耦合分析

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