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楼主: qUs4xmn

[转载] 运动仿真

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 楼主| 发表于 2020-4-16 15:29 | 显示全部楼层
3.运动副的驱动力
运动副的驱动力是给运动副设置的初始的外在驱动,是该连杆运动的原动力。在该选项的下拉菜单中列出了UG/Motion给用户提供的五种驱动力的类型,如图9-40所示。
1587021666(1).jpg
9-40  【驱动力选择】对话框
选择不同的驱动力类型,对话框中将显示不同的驱动力设置选项。下拉菜单中的各个选项说明如下:
1None
选择该菜单项后,该运动副将没有原始的驱动力,其将在其他零件的作用力下进行运动。
2Constant
该选项用于给运动副添加一个不变的原始驱动力。选择该菜单项后,在对话框中将会显示设置不变的原始驱动力的各个选项,如图9-41所示。
1587021684(1).jpg
9-41  不变的原始驱动力
3Harmonic
该选项用于给运动副添加一个谐振变化的原始驱动力。选择该菜单项后,在对话框中将会显示设置不变的原始驱动力的各个选项,如图9-42所示。
1587021694(1).jpg
9-42  谐振变化的原始驱动力
4General
该选项用于给运动副添加一个一般的原始驱动力。选择该菜单项后,在对话框中将会显示设置不变的原始驱动力的各个选项,如图9-43所示。
1587021705(1).jpg
9-43  一般的原始驱动力
其中可以给运动副外加根据方程变化的驱动力,在上图中单击运动方程编辑按钮就会弹出运动方程编辑对话框,如图9-44所示。
1587021715(1).jpg
9-44  【运动方程】编辑对话框
5Articulation
该选项用于给运动副添加一个铰接的原始驱动力。
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 楼主| 发表于 2020-4-16 15:32 | 显示全部楼层
4.运动副显示比例
该选项用于设置运动副在图形窗口中象征符号显示的大小,设置合适的显示比例可以使用户更好的查看两个零件之间的连接关系。
5.运动副名称
该选项用于设置运动副的名称,用户可以直接在文本输入框中输入将要创建的运动副的名称,缺省值为J001J002……
设置完这些参数后,在运动副参数设置对话框中单击OK按钮就可以将连杆按一定的连接方式机架连接起来了。具体操作如下例所述。
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 楼主| 发表于 2020-4-16 15:42 | 显示全部楼层
6.运动副创建实例
在本例中将要将两个连杆铰接在一起,首先点击连杆特性和运动副模块中的铰链连接(Joint 1587022202(1).jpg 按钮,系统将会自动打开一个对话框要求用户选择铰链连接的类型,在该对话框中选择图标 1587022219(1).jpg Revolute (合页连接),对话框中将会显示创建合页连接运动副的各个选项,同时选择步骤中的图标 1587022232(1).jpg First Link将自动被激活。在该对话框中选中Snap Links单选项,同时在图形窗口中选择将要进行连接的第一个连杆L001,如图9-45所示。
1587022254(1).jpg
9-45  选择第一个连杆
在图形窗口中选择完成将要进行连接的第一个连杆后,第二步图标 1587022626(1).jpg Orientation On First Link将会被自动的激活,同时在创建运动副对话框中的Edit Orientation选项被激活,系统在该对话框中自动显示点创建的方式。在点创建方式中选择下拉菜单中的图标 1587022644(1).jpg ,同时在图形窗口中选择L001端面的圆心,如图9-46所示。
1587022271(1).jpg
9-46  设置关节点
后,选择选项Edit Orientation(编辑方向),系统将会自动打开一个【坐标系创建】对话框,如图9-47所示,在该对话框中选择图标,以三点方式创建一个坐标系,该坐标系的Zc方向即为运动副在第一个连杆上的方向。同时在图形窗口中选择上一步选择的圆环的中心和两个象限点,则该孔特征的轴线方向即为运动副在L001上的方向。
1587022283(1).jpg
9-47  设置运动副方向
在设置完了运动副在第一个连杆上的相关参数后,第三步图标 1587022662(1).jpg Second Link将会被自动激活,此时要求用户在图形窗口中选择与第一个连杆以合页运动副连接的第二个连杆,如图9-48所示,在图形窗口中选择L002为与L001相连接的连杆。
1587022295(1).jpg
9-48  选择第二个连杆
在图形窗口中选择完成将要进行连接的第二个连杆后,第四步图标 Orientation On Second Link将会被自动的激活,同时在创建运动副对话框中的Edit Orientation选项被激活,系统在该对话框中自动显示点创建的方式。在点创建方式中选择下拉菜单中的图标 ,同时在图形窗口中选择L002内端面的圆心,如图9-49所示。
1587022308.jpg
9-49  设置关节点
设置完了关节点后,选择选项Edit Orientation(编辑方向),系统将会自动打开一个【坐标系创建】对话框,如图9-50所示,在该对话框中选择图标,以三点方式创建一个坐标系,该坐标系的Zc方向即为运动副在第一个连杆上的方向。同时在图形窗口中选择上一步选择的圆环的中心和两个象限点,则该孔特征的轴线方向即为运动副在L002上的方向。
1587022318(1).jpg
9-50  设置运动副方向
最后给该运动副添加一定的原始驱动力,选择Motion Driver下拉菜单中的Constant项,在相应显示的不变驱动力设置选项中输入Velocity2,同时在该对话框中单击Apply键,系统将会自动的将这两个连杆以合页连接的方式铰接在一起,并在图形窗口中显示该运动副的象征符合,如图9-51所示。
1587022328(1).jpg
9-51  完成运动副的创建
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 楼主| 发表于 2020-4-16 15:46 | 显示全部楼层
9.3.5  运动副参数的编辑
当运动副(Joint)的参数设置有误时,就必需对各项参数进行修改。与连杆特性(Link)相类似,UG/Motion该项功能的实现也是通过运动仿真工具栏区运动模型管理模块中的运动模型部件编辑的功能来实现的。点击运动模型管理模块中的图标 1587022900(1).jpg Edit Motion Object)将弹出一个类选择对话框,要求选择将要进行编辑的部件,这与UG/Modeling中的类选择方法类似。将【类选择】对话框的选择类型设为Joint,选择了某一运动副后将弹出运动副参数设置的对话框,如图9-52所示,对各项参数的编辑与运动副建立时的参数设置操作完全相同。
1587022920(1).jpg
9-52  编辑运动副参数
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:07 | 显示全部楼层
9.4  机构载荷
UG/Motion的功能许用户给运动机构添加一定的外载荷,使整个运动模型工作在真实的工程状态下,尽可能的使其运动状态与真实的情况相吻合。一个被应用的力只能设置在运动机构的两个连杆之间,运动副上或是连杆与机架之间,它可以被用来模拟两个零件之间的弹性连接,模拟弹簧和阻尼的状态,以及传动力与原动力等多种零件之间的相互作用。
9.4.1  机构载荷的类型
UG/Motion给用户提供了9种机构载荷,涵盖了大部分实际工程状态中机构的受力形式,如图9-53所示。
1587023002(1).jpg
9-53  受力形式工具栏
下面来具体介绍各种载荷类型的特点。
1.弹簧力(Spring 1587023018(1).jpg
弹簧力显示为两个零件之间在特定的方向上一定距离的状态下相互之间的载荷作用,相当于在两个连杆之间或运动副上添加了一个弹簧。
2.缓冲力(Damper 1587023028(1).jpg
缓冲力是一种粘滞的缓冲作用,可以被添加在两个连杆之间,连杆与机架之间以及平动的运动副和转动的运动副上。
3.标量力(Scalar Force 1587023037(1).jpg
标量力是两个连杆之间的直接作用力,只需设置力的大小,力的施加点和作用点分别在两个相互作用的连杆上。
4.标量力矩(Scalar Torque 1587023048(1).jpg
外加的力矩,只能应用于转动副上。正的标量力矩表示添加在转动副上绕Z轴顺时针旋转的力矩。
5.矢量力(Vector Force 1587023060(1).jpg
矢量力是作用在连杆上设定了一定的方向和大小的力。
6.矢量力矩(Vector Torque 1587024194(1).jpg
矢量力矩是作用在连杆上设定了一定的方向和大小的力矩。
7.套筒力(Bushing 1587023073(1).jpg
套筒力是作用在有一定距离的两个零件之间的力,它同时起到力和力矩的效果。
8.三维碰撞(3D Contact 1587023083(1).jpg
利用三维碰撞(3D contact)的功能可以实现一个球与连杆或是机架上选定的一个面之间碰撞的效果。
9.二维碰撞(2D Contact 1587023092(1).jpg
二维碰撞结合了线线运动副类型的特点和碰撞载荷类型的特点。根本上二维碰撞允许用户设置作用在连杆上的两条平面曲线之间的碰撞载荷。
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:12 | 显示全部楼层
9.4.2  机构载荷的创建
本节主要通过讲解几种常用的机构载荷的创建过程来说明运动机构载荷添加的方法。
1. 弹簧力的创建
在机构载荷工具栏中点击图标 1587024283(1).jpg Spring),系统将打开【创建弹簧力】对话框,在该对话框中要求用户设置弹簧力的类型,各选项说明如图9-54所示。
1587024302(1).jpg
9-54  【创建弹簧力】对话框
选择选项Torsional(扭转的弹簧力),用户可以设置作用于转动副上的扭转弹簧力。系统同时将会显示弹簧力各项参数设置的对话框,在该对话框中输入Free Angle(弹簧自由伸长时的旋转角度)值和Rate(弹簧的弹性系数)值。紧接着将会弹出选择转动副的对话框,利用选择球选取转动副或是在该对话框的文本输入框中输入转动副的名称,点击OK键,该载荷就添加完毕,系统将在屏幕上显示该载荷,如图9-55所示。
1587024313.jpg
9-55  完成扭转弹簧力的创建
选择选项Translational(平移的弹簧力),用户可以设置作用于两个连杆之间连杆与机架之间或是运动副上平动的弹簧设加的力。系统同时会打开弹簧参数设置对话框,在该对话框中输入Free Length(弹簧自由伸长时的长度)值和Rate(弹簧的弹性系数)值,单击OK将会打开一个选择对话框要求用户选择弹簧连接的对象,如图9-56所示。
1587024327(1).jpg
9-56  选择弹簧连接的对象
以两个连杆连接为例,选择选项Link(连杆),在弹出的对话框中选择第一个连杆,系统将同时打开一个点创建对话框,按照一定的方式选取一点作为弹簧在第一个连杆上的作用点,如图9-57所示。
1587024336(1).jpg
9-57  选取力的作用点
接着将会弹出第二个连接对象选择对话框,选择Link(连杆)选项,在弹出的对话框中选择第二个连杆,系统将打开点创建对话框,以一定的点创建方式选取一点作为弹簧在第二个连杆上的作用点。设置完后单击OK键,系统将在屏幕上自动显示所设置的弹簧力即完成了两个连杆之间的平移弹簧力的创建,如图9-58所示。
1587024344(1).jpg
9-58  完成两个连杆之间的平移弹簧力的创建
1587024353(1).jpg
1587024363(1).jpg
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:13 | 显示全部楼层
2.标量力的创建
标量力只能设置在两个连杆上,单击机构载荷工具栏中的图标 1587024570(1).jpg Scalar Force),系统将打开标量力参数设置对话框,在该对话框中要求用户输入标量力的大小,该对话框各个选项的说明如图9-59所示。它给用户提供了两种设置大小的方式,一种是在文本输入框中输入力的大小,另一种是选择Enter Force Function(输入力的方程)选项,在弹出的【方程编辑】对话框中设置力的方程。
1587024344(1).jpg
9-59  打开【标量力参数设置】对话框
按照一定的方式设置了力的大小后,将弹出力的作用对象选择对话框,利用选择球选取第一个连杆作为力的施加者。系统同时将打开一个【点创建】对话框,按一定的点创建方式选取一点作为力的起始点,如图9-60所示。
1587024353(1).jpg
9-60  选取作为力的起始点
紧接着将再次弹出一个【力的作用对象选择】对话框,利用选择球选取第二个连杆作为受力体。系统同时将打开一个【点创建】对话框,按一定的点创建方式选取一点作为力的作用点,系统将自动在屏幕上显示所设置的标量力即完成了两个连杆之间标量力的创建,如图9-61所示。
1587024363(1).jpg
9-61  完成两个连杆之间标量力的创建
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:16 | 显示全部楼层
3.矢量力的创建
单击机构载荷工具栏中的图标 1587024657(1).jpg Vector Force,系统将会打开【矢量力创建】对话框。当在该对话框中选择Force CSYS(力的坐标系)为Absolute(绝对坐标系)选项时,该对话框及其各个选项的说明如图9-62所示。
1587024678(1).jpg
9-62  【矢量力创建】对话框
在矢量力的创建过程中,用户只需要根据Selection Steps(矢量力设置步骤)的提示,在图形窗口中选择施力连杆和受力连杆,以一定的点创建方式在该连杆上选择力的作用点,同时在各个文本框中分别输入力的名称,力图标的显示大小和XYZ方向力的大小,系统将会自动的
如果在矢量力创建对话框中选择Force CSYS(力的坐标系)为User Defined(用户定义)选项时,该对话框及其各个选项的说明如图9-63所示。而此时矢量力的创建过程只是将由根据XYZ方向力的大小合成一个有一定方向和大小的矢量力的方法,转变为由用户定义力的方向,同时在对话框的文本输入框中定义力的绝对大小的方法。
1587024689(1).jpg
9-63  【矢量力创建】对话框
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:18 | 显示全部楼层
9.4.3  机构载荷参数的编辑
当载荷参数设置有误时,就必需对各项参数进行修改,UG/Motion该项功能的实现是通过运动仿真工具栏区运动模型管理模块中的运动模型部件编辑的功能来实现的。
点击运动模型管理模块中的图标 1587024788(1).jpg Edit Motion Object)将弹出一个类选择对话框,要求选择将要进行编辑的部件,这与UG/Modeling中的类选择方法类似。在图形窗口中选择某一个机构载荷后,单击OK键,既可打开该类型机构载荷参数编辑对话框,例如当在图形窗口中选择一个标量力后,系统将会自动打开【标量力名称,大小或方程以及标量力作用点的编辑】对话框,如图9-64所示。
1587024807(1).jpg
9-64  编辑机构载荷参数
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 楼主| 发表于 2020-4-16 16:19 | 显示全部楼层
9.5  运动分析
对原来的三维实体模型完成了连杆特性的设置,运动副的建立和外载荷的添加的前置处理后,就完成了运动模型的构建。此时可以利用UG/Motion运动分析工具栏,对创建的运动模型进行运动仿真,如图9-65所示。
1587024883(1).jpg
9-65  运动分析工具栏
UG/Motion模块嵌入了Mechanical Dynamics公司(MDI)的求解器ADAMS/Kinematics,在建立运动模型的同时UG/Motion已经为该求解器建立了初始数据或输入文件,只有运行UG/Motion的运动分析模块既可自动的将初始数据和输入文件输入到求解器中,从而得出运动模型运动后的各种数据,完成运动模型合理性的检查。
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