【精品】UG70动力学与有限元分析从入门到精通部分4

【精品】UG70动力学与有限元分析从入门到精通部分4 第6章力的创建输入摩擦力参数，如图6-60所示。 3D接触和20接触输入摩擦力的步骤基本一致，本小节不再详述。 在NX7.0内摩擦力除静摩擦、动摩擦参数外还有静摩擦过波速度、最大静摩擦变形、静摩擦系数、动摩擦系数等。 它们的含义如下:q静摩擦过渡速度:当物体从静摩擦完全过渡到动摩擦时，物体的切向速度。 静摩擦过渡速度默认为O.1。 口最大静摩擦变形:达到最大静摩擦时物体的变形量，最大静摩擦变形默认为0.010口静摩擦系数:当物体由静止到滑动时的摩擦系数。 口动摩擦系数:当物体滑动时的摩擦系数。 E翩嚣窍，.冒圄lIIInIlS嘻回藏量J阳画面-圃圃醉噩噩图6-59运动副对话框图6-603D接触对话框6.2.3实例一一摩擦力试验本试验将模拟无摩擦力的理想状态和启用摩擦力情况下，使用相同的力推动汽车时的两种动画结果，具体的步骤如下: (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/chapter6/6.2/Oamper/Oamper.sim，汽车模型，如图6-61所示。 代心2图6-61汽车模型143uNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通 (2)单击动画控制工具栏的【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，汽车解算时间的0.03s冲出模拟底面，如图6-62所示。 (3)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的解算。 0.03(秒一一一一一-.O.02。 由于时动画结果 (4)使用图表分析，加速度a=F/m，没有变化，为水平的直线。 速度V=at，间t的增加速度速度上升，在表中为斜线，如图6-63所示。 图6-62Ie(l l1?-J(l OLJf.A/v/FOOtMmVAUF Nu吨，飞。 11)E1二言?E fpEE llE?-。 也221|?2。 ，峭的严Ih。 o.oe O.CTime(s:ec)。 0加速度与速度表 (5)单击资源导航器【运动导航器】标签，打开【运动导航器】选项卡。 (6)右击运动仿真motion_l，打开下拉列表框，选择克隆类型，克隆原motion_l数据，如图6-64所示。 图6-63J运动导航器 (7)在motion2运动仿真内，双击运动副J002，如图6-65所示，打开运动副对话框。 (8)单击【摩擦】标签，打开【摩擦】选项卡。 144图6-64刁言。 第6章力的创建 (9)勾选【启用摩擦】复选框，启动摩擦。 9运站导.11一一-一名称j状态t.ff搅L锺i垂幽J幽U川三崎吨4J.Oamper毡motion静力学和动力学g飞fi moti on_2静力学和动力学唱团、Li nksB固、Jo i nts回信JOO l回国I I!l!I.I!J回./l oadConta,?.3.So lution_l Actj yeNormal RlI n图6-65运动导航器 (0)在静摩擦文本框输入 3、动摩擦文本框输入O.8，其他参数默认，如图6-66所 (11)单击运动副对话框的【确定】工具按钮，完成摩擦力的创建。 E-百童主J晴雨-:.!pocl.回!I回启用摩罐il g了!i I函庭作用为11J!i!膏短!23Em平作ili zr图6-66运动副对话框 (2)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，加上摩擦力之后汽车在O.15才冲出模拟地面，比没有启用摩擦力少0.075，如图6-67所示。 说明摩擦力是影响物体运动的关键因素。 O O.05O.1(秒图6-67动画结果 (3)使用图表分析，加速度a=F/m，汽车克服静摩擦力后转为动摩擦力，加速度在145UGNX7.0动力学与有限元分析从入f下降瞬间后为水平直线，为虚线的常数。 速度V=at，由于时间t的增加速度上升，在表中为斜线，如图6-68所示。 (4)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的动画分析。 jiJL?/图6-68加速度与速度表标量力和矢量力有什么不同?创建矢量扭矩时需要注意什么，它需要选择旋转副吗?如何定义力由零逐渐增大或从某个值变化到零?.1i门，白内气U146第7章连接器，f手Jt售点刷新连接器可对零件进行弹性连接、阻尼连接、定义接触。 它包含弹簧、衬套、阻尼、2D接触、3D接触。 通过连接器的使用提高了运动仿真的全面性。 口创建各种连接器，尤其是弹簧、3D接触。 口熟悉各种连接器对运动的影响。 口理解2D接触、3D接触各参数的含义。 F驾事7.1弹性连接弹性连接主要是包含弹簧和衬套，它们都可以对作用力进行缓忡，使速度、动量等逐渐变小，在现实中可以减少对物体的变形。 比如汽车的减震装置，可以便汽车在路况不好时也能平缓行驶，如图7-1所示。 图7一l汽车悬挂机构7.1.1弹簧弹簧CSpring)是一种弹性元件，如螺旋线弹簧、钟表发条、载重汽车减震钢板等。 弹簧最大的特点是在受力时会发生形变，撤消力之后恢复原形状。 弹簧的弹力和形变的大小有关，形变越大弹力也就越大，形变为零弹力也为零。 在NX7.0中变形有两种情况:弯曲形变和扭转形变，具体的含义如下:口弯曲形变:物体弯曲时发生的形变，比如弹簧生长或缩短。 q扭转形变:物体扭曲时发生的形变，比如扭转铁丝，扭转的角度越大弹力就越大。 IJ GNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通弹簧的弹力根据胡克定律弹力的大小F和弹簧的长度X成正比，公式为:F=kXx说明k是比例常数，为弹簧的劲度系数(在NX中为刚度系数)，劲度系数的国际单位是N/m。 物体的弹性形变有一定的范围，超出范围即使撤消外力，物体也不能再恢复原来的样子，因此胡克定律只能适用弹性形变范围内。 7.1.2弹簧力在NX中弹簧用于施加力和扭矩，在运动仿真内能对连杆、滑动副、旋转副施加弹簧力。 弹簧力是位移COisplacement)和刚度CStiffness)的函数。 1.位移弹簧在自由状态下没有任何形变时，弹簧的作用力为零。 当拉长或缩短时发生形变时，产生和位移正比的力，弹簧形变的单位如下:口拉伸弹簧CTransl ation Spring)毫米Cmm)或英寸Cin)。 口扭转弹簧CTor sional Spring)度Cdegree)或弧度Cradians)。 说明:创建弹簧力并不需要创建弹簧模型，而是以符号的形式标记，它和矢量力、标量力一样只是力的一种。 2.刚度在相同的形变下，弹簧越粗、材料性能越好它所产生的弹力就越大。 弹簧粗细、材料性能可以定义弹簧的刚度，刚度越大则弹簧力越大。 弹簧刚度的单位如下:口拉伸弹簧CTranslation Spring)牛顿每毫米/mm)或磅每英寸Cl bf!in),如图7-2所示。 口扭转弹簧CTorsionalSpring)牛顿毫米每弧度*mm/radian)或英寸磅力每度Clbf*in/radians)，如图7-3所示。 图7-2拉伸弹簧图7-3扭转弹簧7.1.3创建拉伸弹簧本实例将试验硅码之间的碰撞。 其中硅码之间加入了弹簧。 在重力的作用下硅码会下降接近另一个硅码。 整个碰撞试验除弹簧以外，其他连杆、运动副等都已经创建，具体步骤如下:148E第7章连接器 (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/c hapter7/7.1/T ranslation Spring/motion_l.sim，弹簧模型，如图7-4所示。 (2)单击运动工具栏的【弹簧】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入】【连接器】【弹簧】命令，打开弹簧对话框，如图7-5所示。 E.，币22图7-4弹簧图7-5弹簧对话框 (3)选择连杆，选择下面的硅码L001连杆。 (4)指定原点，选择连杆L001的底部圆心，如图7-6所示。 (5)指定接地的原点，单击【基本】选项卡【点构造器】工具按钮，打开点对话框。 说明:如果需要第一个连杆对第二个连杆的反作用力，可以选择第二个连杆。 (6)设置原点XC、YC、ZC都为零，如图7一7所示。 (7)单击点对话框的【确定】工具按钮，完成点的输入，软件自动计算弹簧的原始长度为两点距离。 E-画画画画画噩噩噩鹰留盟内图7-6指定原点图7-7点对话框 (8)在刚度文本框输入12，在自由长度文本框输入23，如图7-8所示。 (9)单击弹簧对话框的【确定】工具按钮，完成弹簧力的创建。 149UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通 (0)单击运动工具栏的【解算方案】工具按钮，打开解算方案对话框。 (11)在【解算方案选项】选项卡文本框输入时间为3，步数为300。 (2)勾选【通过按确定进行解算】复选框，如图7-9所示。 (3)单击解算方案对话框的【确定】工具按钮，完成解算方案。 E.理通盲目-匾闺-圄-副阳回l:1li哑四Ii.亏圄翩翩rc.国国-圄IH嚣归图7-8弹簧对话框图7-9解算方案对话框说明:由于仿真模型涉及到3D接触以及极限运动，请把解算时间尽量缩短到合理范围，步数加大。 这样才能得到合乎实际的结果和减少解算时间。 (4)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，如图7-10所示。 (5)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的解算。 图7-10动画结果(OO.6s)试验结果:从空中落下的砖码运动是最剧烈的，本例使用图表记录了硅码的下落位移变化表，如图7-11所示。 7.1.4创建扭转弹簧本实例将讲解扭转弹簧的创建，并模拟模型的运动。 其中扭转弹簧模型在转轴处安装了一个扭转弹簧，它将阻止球体的下落。 具体步骤如下:150 (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motio n/c hapter6/6.1/Torsional Spring.prt,扭转弹簧模型，如图7-12所示。 (2)在标准工具栏中选择【开始】【运动仿真】命令，进入运动仿真界面。 第7章连接器-.-一-一寸-一L/V V|J斗-一一一 3、4.69J，.O os a-75)MCh uEo-Q归-口55.50:l?.J?。 6L4!1O.!Tim o:!(sec)位移图标图7-11扭转弹簧模型 (3)单击资源导航器中选择运动导航器右击运动仿真Torsional Spring图标，选择新建仿真，如图7-13所示。 (4)选择新建仿真后，软件自动打开环境对话框，如图7-14所示。 单击【确定】工具按钮，默认各参数，激活运动工具栏。 图7-12R暗自南!四E董F圃圃圄-圃皿.J:卦哥l if。 这醉f il穿毛j i控制直方重温理1口咆础驱动，。 由附EiG于组帕仿真环境对话框图7-14运动导航器图7-13 (5)单击运动工具栏的【连杆】工具按钮，打开连杆对话框，如图7-15所151刁。 IJG NX7.0动力学与有限元分析从入门到精通 (6)在视图区选择长方体作为连杆，如图7-16所示。 (7)单击连杆对话框的【确定】工具按钮，完成连杆的创建。 E:.IiJf l_lO1I:B!I flm图7-15连杆对话框图7-16创建连杆 (8)单击运动工具栏的【运动副】工具按钮，打开运动副对话框，如图7-17所示。 (9)在视图区选择连杆L0010 (0)单击【指定原点】工具按钮。 在视图区选择L001上转轴的圆心点，如图7-18所示。 (11)单击【指定方位】工具按钮，选择L001转轴的柱面，使方向指向轴心。 (2)单击运动副对话框的【确定】工具按钮，完成旋转副的创建。 E由宦Jl到画-er咱。 台。 AV图7-17运动副对话框图7-18指定原点 (3)单击运动工具栏的【弹簧】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入】【连接器】【弹簧】命令，打开弹簧对话框。 (4)单击附件下拉列表框，选择旋转副类型，如图7-19所示。 (5)选择旋转副，选择旋转副JOO l，如图7一20所示。 (6)在刚度文本框输入0.1，自由角度默认为零。 说明:除连杆类型外，旋转副和滑动副不需要指定弹簧的原始长度。 自由角度(长度)的含义是运动副预加载的变形角度(长度)。 152第7章连接器 (7)单击弹簧对话框的【确定】工具按钮，完成弹簧力的创建。 (8)单击运动工具栏的【解算方案】工具按钮，打开解算方案对话框。 (9)单击指定方向按钮，指定重力的方向，如图7一21所示。 E理匾Mt，.骂唱盘事!阳件J叫:i时世工:二三山工3511运抽且A:if时户叫隅j;国?:H;反-.号:吧dI角Ai:1f二:工工7时苟1i:_事_._._:J!f旷叫币:-:11图7-19弹簧对话框图7-20指定原点 (20)在解算方案选项选项卡文本框输入时间为5，步数为500。 (21)勾选【通过按确定进行解算】复选框，如图7-22所示。 (22)单击解算方案对话框的【确定】工具按钮，完成解算方案。 E匾i;6;警.j画.f_四伞.图7-21指定方向图7-22解算方案对话框 (23)单击【播放】工具按钮，模型的动画分析开始，如图7-23所示。 (24)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的解算。 图7-23动画结果(0.1s、0.2s、2s)153IJGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通试验结果:小球在松手后，随着重力和扭转弹簧力，它不停的周期性摆动直到停止，本例使用图表演示的小球的角度变化表，如图7-24所示。 _17.15m.吃3)0.15E W.11fc11fV山j叭JJ?V/-./气(E.,O0.(1113,25o。 30、主tL:?5?1.&102.00,0。 四.,Tlme(sec)图7-24位移图标7.1.5弹簧柔性变形动画在NX运动仿真内的物体都是刚性，采用参数化动画来实现弹簧的柔性变形，具体步骤如下:不能模拟弹簧的柔性变形。 本节将在建模模块中它是改变螺旋线的节距大小来实现弹簧的变形。 (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/c hapter7/7.1/Spring.prt，弹簧模型，如图7-25所示。 图7-25弹簧 (2)选择菜单栏中的【工具】【表达式】命令，打开表达式对话框，如图7-26所示。 (3)新建表示式名称为FrameNumber，公式为10，如图7-27所示。 (4)单击【完成】工具按钮，完成FrameNumber的定义。 说明FrameNumber是参数化动画播放的变量，FrameNumber=10则FrameNumber在播放动画时值从ll1o (5)在表达式列表框查找到螺旋形的节距Pitch的公式，更改P16=2为P16=154第7章连接器Frarr时umber，如图7-28所示。 (6)单击表达式对话框的【确定】工具按钮，完成螺旋形的节距的定义。 E?，弯忘Ili圄画画画画昌噩噩噩矗砸自画画面回国回国画面回国回国圄圈圈圈圈圈圈-圄配电(黯芒证玉j圈圈圈;l!:王二二二;二二二十一丁=:=一一旦旦J豆豆三蓝二三画!:i p15魄黯蜻6)Numb琶rof刊m，字I!i1p16姆旋蜡而Pi tchmm数字11!i p17镶黯蜡6t Radiu剖66mm字11:!p18啻道问71limit1rnm字11!p19I营渲盟字I iJ_:_;:t:_;_k.,_-j二二一一句子:刽i;:1:1:二二二二二二二二二二-二二二二二二二二二二号3ii E因哩!豆明白;，.思汗;挥自亡理;L!lIll_J I图7-26表达式对话框i届题交一一一一一一一一一一一一一一一一一一一-1贯立土问!名称佳时呼立L一一-一一一一一一一一一一一一一一一:=J f气?寸引描画T E幅画国iz-一一一一一珩同图7-27指定方位B11冠军画画画画矗国国国幽幽翩翩翩圈圈圄圄国国国国翩翩翩圄副国-国国-回国国回国画国国图7-28表达式对话框 (7)选择菜单栏中的【视图】【可视化】【创建动画】，打开高质量图像动画对话框，如图7-29所示。 (8)单击【关键帧】按钮，打开关键帧对话框，如图7-30所示。 (9)输入关键帧名称为FrameNumber，步数为10。 (0)单击添加/复制按钮，把FrameNumber加入关键帧，如图7一31所示。 (11)单击关键帧对话框的【确定】工具按钮，完成关键帧的定义。 C12)单击【参数】按钮，打开参数对话框。 C13)勾选【更新公式】复选框，根据关键帧的变化更新FrameNumber的值，如图7-32所示。 155UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通 (4)单击参数对话框的【确定】工具按钮，完成参数的定义。 E圃信事KI苔自r r-晋南iIili田瞄抖图7-30高质量图像动画对话框l j罩在ji-二:二m fJ fii l一一一一一一些想一一一一一一.31!C节窍广十二万部-，图7-31关键帧对话框i l!名称t一一一一.i步数仁士:QJi倒圆因子仁士9!l.QQ!1!E丁理军汇1一一百t响曲l更新B唬i厂哇言古hJ t寸丁穹?写?￥?b!?户严二工:工工:二工:仨彗白f佳茧芷盯丁亡理3亡暨丁图7-31关键帧对话框E鄙飞古董量t._j iL可J-PR牛二一j l严-叫大小l，_士E!.r叶-i!Ym1.:.3在1i|就肌肉丁亨1i M胆草t:i!即串通皮士可言:i!&J更新公式!因用硬件渲提!i围住E晴:1j图7-32参数对话框 (5)在高质量图像动画对话框单击生成动画按钮，打开生成动画对话框，如图7-33所示，从09一共有10帧。 156 (6)单击生成动画对话框的【确定】工具按钮，以默认的参数生成动画。 (7)单击【预览动画】按钮，打开预览动画对话框，如图7-34所示。 i开始帧亡士)i何一酣睡道I图7一33生成动画对话框E暨南植E_nII;!I帽曲理1图7-34预览动画对话框第7章连接器 (8)单击【播放】工具按钮，弹簧的节距值由FrameNumber从111逐渐增大，弹簧柔性变形开始，如图7-35所示。 (9)单击预览动画对话框的【确定】工具按钮，完成弹簧柔性变形动画的创建。 图7-35弹簧变形(第 1、 3、 5、7步)7.1.6衬套衬套CBushing)是定义两个连杆之间的弹性关系机构对象，衬套类似于骨髓的骨关节。 骨关节之间有一定的弹性和韧性，可以一定范围的转动、拉伸和缩短。 在仿真运动衬套用于建立柔性的运动副，或给机构加一些约束、补偿自由度。 1.衬套的自由度衬套也相当于运动副，只是它没有完全限制任何一个自由度。 衬套连接的物体能在任何方位内运动，但是某个方位受到刚度、阻尼和载荷的约束。 衬套连接的两个连杆之间具有6个自由度:口沿X、Y、Z方向的平移自由度。 口沿X、Y、Z轴的旋转自由度，如图7-37所示。 说明:两个连杆其中的一个必须要固定(接地)，否则不能创建衬套。 情旱图7-36衬套的自由度157UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通2.衬套的类型6个自由度由刚度、阻尼和载荷三参数约束，一共需要18参数控制。 为了简化输入参数，衬套分为两个类型:柱坐标和常规，具体的含义如下:口柱坐标衬套:需要定义4种运动类型和刚度、阻尼系数，一共8个参数。 口常规衬套:需要定义X、Y、Z的平移和旋转和刚度、阻尼、载荷系数，一共18个参数。 7.1.7创建衬套本实例将讲解衬套的创建，模拟推动操纵杆模型的动画分析，操纵杆模型，如图7一37所示。 具体步骤如下: (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/chapter7/7.1/Bushing.prt。 (2)在标准工具栏中选择【开始】【运动仿真】命令，进入运动仿真界面。 (3)单击资源导航器中选择运动导航器右击运动仿真品8ushin9图标，选择新建仿真。 (4)选择新建仿真后，软件自动打开环境对话框，如图7-38所示。 单击【确定】工具按钮，默认各参数，激活运动工具栏。 刁亏。 图7-37操纵杆模型m IZ董E噩-国回国国国画画画匾圃.咱E主百甲町!应j控制酷直方案选项i口电动机3阳;0协同仿真O基于j组件的仿真也明i图7-38环境对话框 (5)单击运动工具栏的【连杆】工具按钮，打开连杆对话框，如图7-39所 (6)在视图区选择操纵杆为连杆L001，如图7-40所示。 (7)单击连杆对话框的【应用】工具按钮，完成连杆L001的创建。 (8)在视图区选择底座作为连杆L002。 (9)单击连杆对话框的【确定】工具按钮，完成连杆L002的创建。 (0)单击运动工具栏的【衬套】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入】【连接器】【衬套】命令，打开衬套对话框，如图7-41所示。 (1)选择运动副，在视图区选择L001。 (2)指定原点，单击【指定原点】工具按钮J在视图区选择关节的球点，如图7-42所示。 (3)指定方位，单击【指定方位】工具按钮，选择系统提示的Z轴，如图7-43所158刁亏。 所示。 第7章连接器E栅澄l院回图7一39连杆对话框EIIIn?.l.?蜡s咽。 蚕豆L主要!:.L_一一一一一一一气!;J EJ王74:1ll FJJ吗lif:;翩M即应gjjjl E到l:jf岛c兰兰土之二-二月i在资3仁前丁坦坦i图7-41衬套对话框图7-40创建连杆图7-42指定原点 (4)在【基本】选项卡单击【选择连杆】工具按钮，在视图区选择L002，如图7-44 (5)单击【指定原点】工具按钮，在视图区选择关节的球点。 1巳方位国7-43指定方位图7-44选择连杆 (6)在【系数】标签，打开【系数】选项卡。 (7)在【刚度系数】选项卡径向、纵向、锥形、扭转文本框各输入100，如图7-45所示。 (18)在【阻尼系数】选项卡径向、纵向、锥形、扭转文本框各输入0.1，如图7-46159所示。 所示。 UG NX7.0动力学与有限元分析从入门到精通 (9)单击衬套对话框的【确定】工具按钮，完成衬套的创建。 E.H垣JI5IO.ii m1涌飞一一一年iii pm一.-dlil集型lta定川!i ii一市竭jri自F哩1I Ijii ZE亘jjyj雪白丁E商寸i衬套对话框图7-46阻尼系数选项卡 (20)单击运动工具栏的【矢量力】工具按钮，打开矢量力对话框，如图7-47在视图区选择连杆L001。 (21)选择连杆， (22)指定原点， (23)指定方位，单击【指定原点】工具按钮，在绘图区选择手柄球心点。 选择X轴方向，如图7-48所示。 E量明E咽f，圄与1指定方位图7-47标量力对话框图7-48选择面 (24)在【幅值】选项卡单击【类型】下拉列表框，选择函数类型，如图7-49所示。 (25)单击函数下拉列表框，选择函数管理器类型，打开XY函数管理器对话框，如图7-50所示。 (26)单击【新建】工具按钮，打开XY函数器对话框。 (27)单击【插入】下拉列表框，选择运动函数类型。 并选择简谐SHF类型。 (28)单击【添加】工具按钮，加入SHF函数。 (29)在公式文本框，修改SHF为SHF(x,0,30,10,0,0)，如图7-51所示。 (30)单击XY函数器对话框的【确定】工具按钮，完成。 (31)单击矢量力对话框的【确定】工具按钮，完成力的定义，它将以周期性的力推动手柄。 160第7章连接器 (32)在运动工具栏单击解算方案图标，打开解算方案对话框。 .W,It-,?iftM蝠值iA!i z一育事#函数l_，时?一一一JLJ!:j旦把土T旦叭-_I旦I.，:!人:;io二二K.-:;-:?;:h.:.出-ji:，i&.:.t n.;.:;.t.一ll-营商!现产F电f耶:J EII图7-49幅值选项卡图7-50XY函数管理器对话框缸幢E副E建于芷古董司f，i.且画圈圈圈圈圈画面国匾国国噩噩国-圈圈回回国国国由国国国国国国国国国圃图7-51XY函数器对话框 (33)在解算方案选项选项卡文本框输入时间为3，步数为3000 (34)勾选【通过按确定进行解算】复选框，如图7-52所示。 (35)单击解算方案对话框的【确定】工具按钮，完成解算方案。 E翻理言霉谴苟-阳E量明i篇引芳些一一一)币一且ji11阳万酣型阴雨兰兰lillI结帽型匮善事塞回.11!附西哈丁士雨ij llr步鼓L_.l:.J!l剧11睛行棚I!t z一一一气v11!量也二二叫一三丁二二;二:丁王11i主暨彗一一一旦Ji怪自晴(配j图7-52解算方案对话框 (36)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，如图7-53所示。 (37)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的解算。 161UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通图7-53动画结果(0.l s、O.31s、0.47s)试验结果:由于于柄被衬套连接在底座上，手柄被固定在底座上。 在矢量力的推动下，手柄周期摆动，又由于衬套的反作用使手柄摆动不至于激烈，如果撤销力则手柄复原。 7.2阻尼连接阻尼类似于摩擦力，它能消耗能量逐步降低运动的机动性。 比如飞机降落时，放出的减速伞迅速让飞机停止;汽车行驶在泥泞的路上会严重降低行驶的速度。 7.2.1阻尼阻尼(Damper)是运动机构的命令，它和一般的滑动摩擦力不同的是阻力不是恒定的。 阻尼力对物体的运动起反作用力，作用力和物体运动的速度有关，方向和物体运动方向相反，阻尼力公式如下:F=C*V其中C是阻尼系数，V是物体的运动速度。 在公制单位中阻尼力的单位是N，在英制单位中阻尼力的单位是lbf。 口F=C(N*s/mm)*V(mm/s)o F=C(lbf*s/in)丰V Cin/s)7.2.2创建阻尼本实例试验汽车在紧急情况下的刹车状态，试验时设置一定的阻力使汽车不冲出模拟的地面。 其中汽车刹车时的阻力使用阻尼力模拟。 试验的只需要定义推力和阻尼，其他的连杆、滑动副己经创建。 具体的步骤如下: (1)启动NX7.0，打开随书光盘Mot ion/ch apte r7/7.1/Damp er/motion_1.sim,汽车模型，如图7-54所示。 (2)单击运动工具栏的【阻尼器】工具按钮，打开阻尼器对话框。 162第7章连接器 (3)单击【附件】下拉列表框，选择滑动副类型，如图7一55所示。 图7一54汽车模型 (4)选择滑动副J002，如图7-56所示。 (5)在值文本框输入O.5。 (6)单击阻尼器对话框的【确定】工具按钮，完成阻尼的创建。 回.，.血盹?I!_泪图7-55阻尼器对话框图7-56选择滑动副 (7)单击运动工具栏的【矢量力】工具按钮，打开矢量力对话框，如图7-57所示。 刁亏。 (8)选择连杆，在视图区选择连杆LOO l，注意单击面的中心，如图7-58所示。 (9)指定方位，选择法向于X轴的实体表面。 E_:lII哩&a.i图7-57矢量力对话框图7-58选择面 (10)在【幅值】选项卡，单击【类型】下拉列表框，选择函数类型，如图7-59所 (11)单击【函数】下拉列表框，选择函数管理器类型，打开XY函数管理器对话163UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通框，如图7-60所示。 (2)单击【新建】工具按钮，打开XY函数器对话框。 画值A i类型1)函数如4.一i函数L一一十一一工艺工:J用图7-59【幅值】选项卡图7-60XY函数管理器对话框 (3)单击【插入】下拉列表框，选择运动函数类型，并选择STEP类型。 (4)单击【添加】工具按钮，加入STEP函数。 (1日在公式文本框，修改STEP为STEP(x,0,3,2,0)，如图7-61所示。 说明:由于NX7.0还无法定义汽车行驶时的动量，本例使用使用STEP函数使推力逐渐降低，达到创建汽车动量的目的。 164 (6)单击XY函数器对话框的【确定】工具按钮，完成。 (7)单击矢量力对话框的【确定】工具按钮，完成力的定义。 (8)单击运动工具栏的【求解】工具按钮，求解出当前解算方案的结果。 E-霄瞠危机lil H面-国回国国画n图7-61XY函数器对话框 (19)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，如图7-62所示。 (20)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的解算。 图7-62动画结果第7章连接器试验结果:汽车在o.5秒后冲出模拟地面，1.9秒后汽车停止，说明阻尼力过小。 修改阻尼力为1重新解算，汽车在1.7秒后停止，且不超出模拟地面，汽车的速度变化图表，如图7-63所示。 S.)0(-01。 同3骂0(.-011，且也-010Tirne(sec)图7-63速度变化表7.3接触单元在NX运动仿真中，如果没有定义接触单元。 连杆在发生相碰情况并不会反弹，而是直接透入而过。 这样严重的降低了试验的真实性，对于两物体之间的接触问题可以使用接触单元(20接触、3D接触)解决，只是在解算的时间比较长。 7.3.12D接触20接触(20Contacts)是二维平面中的接触命令，它的约束的线与线上副命令一样，都是选择两组平面的曲线。 运动时曲线与曲线相互接触，如图7-64所示。 .-也m图7-642D接触20接触同线与线上副相比能更精确地描述机构的运动，运动时能定义摩擦、阻尼等，甚至还允许运转时分离。 20接触的参数比较多，具体的含义如下:165IJG NX7.0动力学与有限元分析从入门到精通口刚度:物体穿透材料的所需要的力，刚度越大材料硬度越大。 口力指数:用于计算法向力，ADAMS解释器会使用力指数计算材料的刚度对瞬间法向力的作用。 力指数必须大于1，对于钢一般给定在1.11.3o口材料阻尼:代表碰撞中负影响的量。 材料阻尼必须大于等于零，值越大物体跳得越小。 U穿透深度:用于计算法向力，定义解算器达到完全阻尼系数时的接触穿透深度。 此值必须大于零，但是值很小，0.001左右。 U接触曲线属性:系统在每个迭代中检查的点数，软件会在下方显示曲线划分的点数，设置时一般不要大于显示的值，如图7-65所示。 图7-65接触曲线属性7.3.2创建2D接触本实例对凸轮的运动进行模拟，使用2D接触连接机构。 试验只需要定义2D接触，其他的连杆、运动副己经创建。 具体步骤如下: (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/chapter7/7.1/2D/motion1.sim,2D接触模型，如图7-66所示。 .l.!L口1图7662D接触模型 (2)单击运动工具栏2D接触吨t图标，或选择菜单栏中的【插入】【连接器】【2D接触】命令，打开2D接触对话框，如图7-67所示。 166 (3)选择第一组曲线，方向向上。 (4)单击基本选择曲线按钮，选择第二组曲线，方向向内，如图7-68所示。 (5)在参数选项卡输入相应的值，如图7-69所示。 (6)单击2D接触对话框的【确定】工具按钮，完成2D接触的创建。 (7)单击运动工具栏的【解算方案】工具按钮，打开解算方案对话框。 (8)在【解算方案选项】选项卡文本框输入时间为3，步数为300。 (9)勾选【通过按确定进行解算】复选框，如图7-70所示。 第7章连接器 (10)单击解算方案对话框的【确定】工具按钮，完成解算方案。 E圄目百E司回电.:41;二千一rol lIi二吼:俨干;71:12:;在舶工工叶!同7一一一一一一寸!丁-在寻副主茹J!图7-67阻尼器对话框图7-69参数边项卡图7-68弹簧因缸fijj)警遭-国回:ZIF噩噩!PT f子，土32研工二三二:当ii一&ru恼元也i图7一70解算方案对话框 (11)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始，如图7一71所示。 线 (12)单击动画控制工具栏的【完成】工具按钮，完成当前模型的动画分析。 图7-71动画结果(0.ls、O.16s)7.3.33D接触原理3D接触(3D Contacts)是运动仿真中的一个特征，它可以创建实体与实体之间的接触。 一个物体和多个物体碰撞或接触生成的接触力和运动响应，由5个因素决定:167UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通口接触物体的刚度CStiffness)k。 口力指数CForce ofNonlinear Stiffness):e。 口穿透深度CPeration Depth):x。 口阻尼CDamper)最大阻尼系数。 q摩擦:静摩擦因数CCoefficient ofStatic)和动摩擦因数CCoefficient ofDynamic)。 1.接触力原理接触力受5个因素的影响，它们之间有一定的关系，接触力原理方程公式如下:F(contact)=k*x.其中的k、x、e有用户定义和控制，F的大小就可以确定。 要注意的是接触力方程还可以使用阻尼、摩擦修正。 口阻尼:它对接触运动的响应起负作用。 阻尼由用户定义，它作为穿透深度的函数逐渐起作用。 当穿透深度为零时，阻尼也为零。 当穿透深度为最大时，阻尼也为最大。 口摩擦:摩擦对接触表面之间的滑动或滑动趋势起阻碍作用。 在接触的瞬间，静摩擦(较大的摩擦因数)作用在接触表面，物体运动后为动摩擦(较小的摩擦因数)。 2.接触参数指定接触参数是难以控制的问题，它需要收集各种材料的性能数据，还需要根据经验分析处理。 一般可以默认原先的参数。 口刚度:可以简单认为是抗变形的能力。 刚度值软件可以根据指定的材料、质量等自动计算，比如钢和钢接触为10的7次方。 刚度太大ADAMS求解器计算很困难，在允许的情况下刚度值尽量设大些。 指定刚度时，可以根据经验，如果没有用10的倍数增加或减少值。 口穿透深度:穿透深度是接触力F(contact)=k*x.的重要参数，它是允许物体进入接触面的深度。 在最大深度时会出现最大阻尼，为了消除不连续性，通常穿透值设置的很小，在0.01左右。 口力指数:力指数e是接触力的其中一个参数，使接触力的响应为非线性变化。 指数小于1，降低接触力和运动响应:指数大于1，增加接触力和运动响应，如图7一72所示。 接触力F穿透深度X图7-72力指数口阻尼:阻尼力对接触运动响应为负作用，软件不默认分配阻尼系数。 用户在定义168第7章连接器时较好的办法是设置为刚度值的O.1%。 7.3.4创建3D接触本实例对物体进行碰撞试验，试验的只需要定义3D接触，其他的连杆、运动副己经创建。 具体步骤如下: (1)启动NX7.0，打开随书光盘Motion/chapter7/7.3/30/motion1.sim，如图7-73所示模型。 图7一73模型 (2)单击运动工具栏3D接触1图标，或选择菜单栏中的【插入】【连接器】【3D接触】，打开3D接触对话框，如图7-74所示。 (3)选择第一个实体L001。 (4)单击基本选择体按钮，选择第二实体L002。 (5)在参数选项卡输入相应的值，如图7-75所示。 ji-FFER-图7-743D接触对话框图7-75参数选项卡 (6)单击20接触对话框的【确定】工具按钮，完成3D接触的创建。 (7)按照相同的步骤完成L002与L003的3D接触创建，如图7一76所示。 (8)单击运动工具栏的【解算方案】工具按钮，打开解算方案对话框。 (9)在解算方案选项选项卡文本框输入时间为3，步数为3000。 (0)勾选【通过按确定进行解算】复选框，如图7一77所示。 (1)单击解算方案对话框的【确定】工具按钮，完成解算方案。 (2)单击【播放】工具按钮，运动仿真动画开始。 长方体在推力的作用下碰撞弹簧169UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通日.fiA1由岳挡块，达到力的平衡后长方体开始反弹，如图7-78所示。 loj-;?LD?LD口1解算方案对话框图7一77创建3D接触图7-76 (3)单击动画控制工具的【完成】工具按钮，完成当前模型的动画分析。 (4)弹簧挡块在模型当中受到弹簧力，撞击时的受力图表，如图7-79所示。 2盼T i ll5(se c.)力变化图表图7一79170第7章连接器7.4离合器离合器可以控制两转轴之间的扭矩的接触和分离、防止过载等功能。 本节将对离合器进行运动分析，模拟离合器接触的过程如图7-80所示。 图7-80力变化表7.4.1离合器运动分析当脚踏下离合板后，从离合器片向主离合器片方向运动，接触后随主离合器片一起转动。 其中的脚踏下离合板使用标量扭矩模拟。 分析思路由于离合器模型零件较多，在创建运动仿真前有必要先分析出连杆、运动副等。 创建运动仿真的分析思路如下: (1)连杆的划分。 在整个仿型运动机构模型内找出参与运动的部件，并划分为连杆，一共是6个，如图7-81所示。 所有的零件都要创建为连杆，其中L006要包含主离合器片与转轴两部分。 图7-81划分连杆 (2)运动副的划分。 主要的方法是根据设计要求主、从运动的设定，以及具体的形式推断，如图7-82所示。 口J001为第一个运动副，旋转副类型。 它在脚踏后旋转，使用标量扭矩模拟。 o J 002、J003为旋转副类型，分别咬合L 001、L003。 口J 004、J005为滑动副类型，其中J004要咬合L005后滑动又可以旋转。 171UGNX7.0动力学与有限元分析从入门到精通口J 006、J007为旋转副类型，都需要接地，以免随重力掉下。 -JJ01图7-82划分运动副 (3)运动的传递。 定义完运动副之后不能达到正确的运动仿真结果