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►【應用】Stanley手動工具與MBD for ANSYS的故事 |
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有著近170年歷史並在世界工具領域享有不可動搖領導地位的最大工具產品製造商史丹利Stanley，為了持續地保持“世界工具專家”這一霸主地位，“更優質的產品”始終是Stanley追求的目標，提升研發產能是達成目標重要的一環，MBD for ANSYS非常幸運地在經Stanley慎重考慮後被選作為工具產品研發設計模擬的軟體，在此，很高興和大家分享“Stanley手動工具大力鉗與MBD for ANSYS”的故事。 |
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■ 大力鉗研發中為什麼會需要 MBD for ANSYS？ |
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大力鉗是屬於一種槓桿增力的手動工具，主要是用來夾持零件，常在鉚接、焊接及磨削等加工中 使用，其特點是鉗口可以鎖緊並產生很大的夾緊力，使被夾緊零件不會鬆脫，而且鉗口有多檔可調， 供夾緊不同厚度的零件。人手的握力與手的姿勢和持續時間有關（一般人的暫態最大握力在 350N ~ 380N之間，青年男子的暫態握力在430N ~ 560N之間）。基於MBD for ANSYS，可以非常方便並快 速地建立起大力鉗的數值分析模型，並能將輕鬆地改變不同手握力的作用得到鉗口的不同夾緊力分佈。 大力鉗在滿足其功能的同時，其品質性能也非常關鍵，MBD for ANSYS還可以分析出在大力鉗夾持過 程中大力鉗各個零件上的受力情況，並智慧化地將大力鉗零件的載荷傳遞至有限元分析模型上，用於 進一步評價大力鉗的強度及耐久壽命。
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▲Courtesy of Stanley |
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■ 基於MBD for ANSYS 建立大力鉗數值分析模型 |
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大力鉗數值分析模型與大力鉗幾何模型的區別在於數值分析模型不僅展現了大力鉗的零件間位置關 係，更展現了組成大力鉗的各個零件之間的連接關係，而這種連接關係決定著運動及載荷的傳遞模式。
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建立大力鉗的數值分析模型，首先需要導入大力鉗的幾何模型。之後，需要根據大力鉗的工作原理定 義各種連接關係：在大力鉗工作過程，手握力使得搖柄與手柄之間相對靠攏，在數值分析模型中，在搖柄 上施加力的作用；而撐杆與搖柄之間，搖柄與卡爪間，手柄與卡爪間以及手柄與搖柄間，均設定為旋轉對 ；卡爪與手柄之間有彈簧作用；兩個卡爪與被夾持零件之間是接觸關係，需要定義接觸對。這些連接關係 的定義一般包含3個方面：在 MBD for ANSYS 中通過 MBD 工具列選擇相應關係類型（Joint/Force/Contact 相應下拉清單中選擇），所選擇的連接關係類型在模型樹狀模式中顯示，對於每一連接關係，需要在 Detail 屬性頁面定義被連接的物件及連接屬性。
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■ DOE 試驗 |
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單次模擬僅僅是驗證了一種情況，在研發過程中，往往需要知道輸入的改變會導致輸出如何改變，那麼在大力鉗模擬過程中，假設手握力的大小不變，即改變移動副(螺絲)的移動量，即可知道螺絲在不同的 位置會得到怎麼樣的夾持力。 |
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“用最有效率的方法全面性的了解機構系統動態行為 |
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和 自動產生載荷邊界條件進行結構強度評估” | |
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