ANSYS Workbench扫地机器人侧刷静态分析

作者: RogerRY（技术ID）

1. 简介

扫地机器人已逐渐为人所知，并进入了越来越多的家庭. 侧刷是扫地机器人的核心部件之一. 其功能是清除扫地机器人无法触及的墙壁和角落的灰尘，以便真空吸尘器可以将灰尘吸干净. 为了防止障碍物（例如与墙壁碰撞），许多扫地机器人现在都使用红外检测，它将距离障碍物几厘米. 侧刷位于扫地机器人的边缘，通常距离身体5-8厘米，可以有效清洁角落的灰尘.

侧刷的设计需要满足许多技术指标. 出于商业秘密的目的，本文不讨论特定的设计方法，而只是从仿真分析技术的角度介绍侧刷与地面之间的接触分析.

2. 仿真分析

建立分析系统

这一次分析刷头与地面之间的静态接触，以建立一个静态分析系统.

材料定义

定义侧刷各部分的材质模型.

几何处理

在ANSYS'几何处理工具Space Claim中，简化了几何模型. 在此分析中，侧刷共有三个刷头. 为了节省计划时间，切出了两个刷头，仅保留了一个刷头. 它与地面接触. 处理后的几何模型如下所示（俯视地面）.

联系人定义

装配体导入，Workbench将根据几何公差自动定义零件之间的接触对，默认为“接合”类型. 建议一一检查联系人对，并根据需要修改联系人类型.

啮合

首先扫地机器人边刷不转，划分粗糙的网格进行试验计算，检查材料参数，零件装配扫地机器人边刷不转，接触对和载荷是否正常，然后使用二分法调整单位大小或精炼零件，直到结果满足要求. 准确性要求.

解决方案设置

接触问题可能不收敛的原因有很多，例如材料，接触对的定义，网格尺寸和其他因素，但更常见的解决方案设置不正确会导致分析无法收敛. 建议打开大变形开关，使用自动时间步长，适当调整初始/最小/最大解子步长和接触刚度，通常情况下通常可以得到收敛结果.

分析结果

刷头与地面的接触如下:

压力分布

接触力的变化

刷头的位移响应

一开始，我没有在Workbench中找到解决方案，因此我不得不再次将结果导入APDL，根据解决方案子步骤写入刷头的位移，然后将其绘制成曲线.

后来，我发现在Workbench中处理实际上更方便，直接定义用户定义的结果，省去了编写APDL代码编写结果的麻烦.

3. 摘要

刷头与地面的静态接触力分析是一种基本且典型的接触分析，涉及局部坐标系，远程点/远程位移，接触对定义，命名选择，非线性解决方案设置以及后处理变形，应力，接触力，节点位移响应等应用. 返回搜狐，查看更多

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