UG-运动仿真教程

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 2021-4-26 8.1运 动 仿 真 的 工 作 界 面运 动 仿 真 是 UG/CAE（ Computer Aided Engineering） 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 。 2021-4-26 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 。 2021-4-26 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 。 2021-4-26 8.1.1 打 开 运 动 仿 真 主 界 面菜 单 命 令 ：【 开 始 】 【 运 动 仿 真 】 2021-4-26 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 2021-4-26 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 2021-4-26 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 。 2021-4-26 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 2021-4-26 8.2.2 连 杆 特 性 参 数 的 编 辑对 各 项 参 数的 编 辑 与 连杆 建 立 时 的 参 数 设 置 操作 完 全 相 同 2021-4-26 8.2.3 运 动 副在 UG/Motion中 给 用 户 提 供 了 多 种 类 型运 动 副 2021-4-26 创 建 运 动 副1.选 择 运 动 付 要 约 束 的 第 一 个 连 杆 （ action link） ， 并 推 断其 原 点 和 方 位 。2.选 择 运 动 付 要 约 束 的 第 二 个 连 杆 （ base link） ， 并 推 断其 原 点 和 方 位 。3.没 有 装 配 好 的 连 杆 之 间 可 以 “ 咬 合 ” 2021-4-26 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 2021-4-26 2021-4-26 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 2021-4-26 1 Snap Links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 Selection Steps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 ： 2021-4-26 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 2021-4-26 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 2021-4-26 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 2021-4-26 对 运 动 过 程 控 制的 功 能 主 要 是 由运 动 控 制 选 项 来实 现 的 2021-4-26 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 中 选 择 菜 单 项 Export， 将 会 显 示UG/Motion给 用 户 提 供 的 几 种 动 画 输 出 的 格 式 2021-4-26重 力 作 用 下 运 动 施 加 弹 簧 阻 尼 下 的 运 动 2021-4-26 伪 连 杆 例 子 ： 2021-4-26 滑 动 副 例 子 2021-4-26 转 到 副 例 子