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第8章运动仿真 8 1运动仿真的工作界面 8 2连杆特性和运动副 8 4机构载荷 8 5运动分析 2020 3 17 8 1运动仿真的工作界面 运动仿真是UG CAE ComputerAidedEngineering 模块中的主要部分 它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析 动力分析和设计仿真 通过UG Modeling的功能建立一个三维实体模型 利用UG Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性 再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型 2020 3 17 UG Motion的功能 1 可以对运动机构进行大量的装配分析工作 运动合理性分析工作 诸如干涉检查 轨迹包络等 得到大量运动机构的运动参数 2 通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性 并且可以利用图形输出各个部件的位移 坐标 加速度 速度和力的变化情况 对运动机构进行优化 2020 3 17 运动仿真功能的实现步骤为 1 建立一个运动分析场景 2 进行运动模型的构建 包括设置每个零件的连杆特性3 添加运动副和运动驱动 难点 3 进行运动参数的设置 提交运动仿真模型数据 同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制 4 运动分析结果的数据输出和表格 变化曲线输出 人为的进行机构运动特性的分析 2020 3 17 8 1 1打开运动仿真主界面 菜单命令 开始 运动仿真 2020 3 17 运动学分析 分析仿真机构的运动并决定机构在约束状态下的位移 速度 加速度和反作用力的值的范围 环境设置 运动学求解需注意以下几点 软件根据求解时输入的时间与步长的值对模型做动画仿真外部的载荷与内部的力影响反作用力但不影响运动连杆和运动付假定都是刚性的自由度为0 注意 运动学分析时 对有自由度或有初始力的机构结算器不进行求解 这类机构需要做动力学分析 2020 3 17 动态分析 如果模型有一个或多个自由度 必须做动力学分析 在动力学仿真中 可以在求解方案对话框中选择静力平衡选项 静力平衡分析将模型移动到一个平衡的状态 环境设置 2020 3 17 8 2连杆特性和运动副 利用UG Modeling的功能建立了一个三维实体模型后 并不能直接将各个部件按一定的连接关系连接起来 必需给各个部件赋予一定的运动学特性 即让其成为一个可以与别的有着相同的特性的部件之间相连接的连杆构件 Link 同时 为了组成一个能运动的机构 必需把两个相邻构件 包括机架 原动件 从动件 以一定方式联接起来 这种联接必需是可动连接 而不能是无相对运动的固接 如焊接或铆接 凡是使两个构件接触而又保持某些相对运动的可动连接即称为运动副 在UG Motion中两个部件被赋予了连杆特性后 就可以用运动副 Joint 相联接 组成运动机构 2020 3 17 8 2 1连杆特性的建立 点击运动仿真工具栏区的连杆特性和运动副模块中的图标 Link 系统将会打开 连杆特性创建 对话框 同一对象不能属于两个连杆 2020 3 17 8 2 2连杆特性参数的编辑 2020 3 17 8 2 3运动副 在UG Motion中给用户提供了多种类型运动副 2020 3 17 创建运动副 1 选择运动付要约束的第一个连杆 actionlink 并推断其原点和方位 2 选择运动付要约束的第二个连杆 baselink 并推断其原点和方位 3 没有装配好的连杆之间可以 咬合 2020 3 17 1 旋转副 Revolute 可以实现两个相连件绕同一轴作相对的转动 2 滑动副 Slider 滑块连接是两个相连件互相接触并保持着相对的滑动 3 圆柱副 Cylindrical 实现了一个部件绕另一个部件 或机架 的相对转动 4 螺纹副 Screw 实现了一个部件绕另一个部件 或机架 作相对的螺旋运动 5 万向接头 Universal 万向接头实现了两个部件之间可以绕互相垂直的两根轴作相对的转动 6 球面副 Spherical 球铰连接实现一个部件绕另一个部件 或机架 作相对各个自由度的运动 7 平面连接 Planar 平面连接可以实现两个部件之间以平面相接触 互相约束 2020 3 17 14 可编辑 2020 3 17 2020 3 17 9 3 4运动副的建立 UG Motion中各种运动副 Joint 的建立方法都是类似的 下面以铰链连接中的合页连接 Revolute 为例介绍运动副建立的整个过程 2020 3 17 1 SnapLinks选种这个单选项后 用户所设置的运动副为两个连杆之间的连接 则在该对话框中要求设置运动副在各个连杆上的相关参数 空置该单选项时 用户所设置的运动副为连杆与假象的机架之间的连接 只需设置运动副在这个连杆上的参数既可 2 SelectionSteps该选项给用户提供了建立一个运动副的操作步骤 共包含四个步骤 其中可根据用户的要求省去几项 通过完成各个步骤 可以引导用户完成运动副参数的设置 第一个连杆 运动副在第一个连杆上的位置和方向 第二个连杆 运动副在第二个连杆上的位置和方向 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 没有 恒定的 谐波 一般方程 关节仿真 需要说明的几点 2020 3 17 9 4机构载荷 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 2020 3 17 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 2020 3 17 UG Motion的运动分析类型有两类 静态分析和动力学分析整个运动模型运动快慢就是由运动时间和运动步骤这两个参数决定 2020 3 17 对运动过程控制的功能主要是由运动控制选项来实现的 2020 3 17 运动仿真动画文件输出 在运动场景导航窗口中选中一个场景 单击鼠标右键之后将会弹出一个右键快捷菜单 在该菜单