第八章 运动仿真电子课件 UG NX 10.0案例教程中职 高三 工信版

第八章 运 动 仿 真 UG NX 10.0运动仿真（motion）是CAE模块中的主要部分，能对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。通过建模功能创建一个三维实体模型，利用运动仿真功能可以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，即可创建一个运动仿真模型。motion 的功能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，如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并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，可以对运动机构的优化设计进行指导。 在传统机械设计中，设计者仅仅是作出二维的零件图或二维的装配图，无法准确地预测出机构在运行过程中各零件是否干涉、驱动力是否满足、运动部件的行程能否达到要求等细节问题。如果设计者对机构在运转中的情况停留在理论计算及自己对机构的分析评估上，那么设计的机构难免会存在各种隐患和漏洞。制造完成的机构在运行中可能会面临各种问题，而需要对机构某部件再次进行设计或改进，影响了工作效率。在机械设计过程中引入运动仿真功能可以直接避免上述问题，设计者可对仿真中发现的问题进行相应的处理，同时也能够为用户提供更加直观、更有说服力的动绘制产品演示。 UG中 什么是运动仿真,什么是高级仿真,什么是设计仿真？ 知 识 拓 展 运动仿真 ：顾名思义就是研究运动方式的 其主要设置就是连杆和运动副。 高级仿真 ： 就是有限元分析的过程，主要研究材料在力的作用下的变形情况，其结果的显示方式有 几种可以选择，更直观。 设计仿真 ：是高级仿真中的一个选项，主要用来建立仿真模型，也就是建立网格划分后的模型用的。 案例一 四杆机构（曲柄摇杆机构）运动仿真 案例描述 本案例是对图8-1所示曲柄摇杆机构进行运动仿真。如图8-1（b）所示，该四杆机构由4个杆件组成一个曲柄摇杆机构，杆件L001、L002、L003、L004在端点位置A、B、C、D处分别铰接，形成铰链四杆机构，其中L004为固定的机架，L002为连杆，L001为曲柄（能够做整周回转），L003为摇杆（只能在某一角度范围内往复摆动）。 通过本案例的学习，了解运动仿真模块常用功能的应用，掌握运动仿真的一般步骤，学会创建连杆并指定固定连杆、创建运动副并为运动副指定驱动，能为运动仿真设置解算器并查看仿真结果。 （a）三维图 （b）机构图 图8-1 曲柄摇杆机构 操作步骤 平面四杆机构进行运动仿真时，需要进行以下操作：创建4个杆件的零件模型；创建装配文件，将各个杆件装配到一个装配文件中；进入运动仿真模块，并创建运动仿真；将4个杆件定义为连杆；将机架零件的连杆指定为固定连杆，不允许移动或旋转；在两个连杆的连接部分创建旋转副，并且必须要注意其方位一致；在曲柄与机架连接的旋转运动副上增加旋转驱动；指定解算方案进行解算；查看运动仿真的动绘制结果。具体操作步骤如下。 1.新建装配文件 启动UG NX 10.0软件，在工具条上单击“新建”图标 ，系统弹出“打开”对话框，如图8-2所示，找到已经装配好的平面四杆机构（曲柄摇杆机构），单击“确定”按钮打开装配文件。 图8-2 “打开”对话框 2.进入运动仿真模块 如图8-3所示，在UG NX 10.0的主对话框中单击“应用模块”→“运动”图标，系统进入运动仿真模块。 图8-3 进入运动仿真模块 3.新建仿真 进入运动仿真模块后，将显示运动导航器，右击并选择“新建仿真”命令，如图8-4所示。 图8-4 新建仿真 4.环境设置 新建仿真之后系统将弹出“环境”对话框，如图85所示，分析类型选择“动力学”，仿真名默认为“motion_1”，单击“确定”按钮完成运动仿真环境设置。工具条上的各图标将高亮显示，处于激活状态。 图8-5 “环境”对话框 5.指定连杆1 在工具条上单击“连杆”图标 ，系统弹出“连杆”对话框，如图8-6所示，在图形区选择部件1，如图8-7所示，单击“应用”按钮确定创建连杆L001。 图8-6 “连杆”对话框 图8-7 选择连杆1 注意：单击“应用”按钮不关闭对话框，直接进行下一连杆的创建。 6.指定其他连杆 选择部件2创建连杆L002，选择部件3创建连杆L003，选择部件4创建连杆L004。完成全部连杆创建后，在各个部件将显示连杆标志，如图8-8所示。