UG运动仿真分析

运 动 仿 真 分 析1 运 动 分 析 基 本 知 识2 创 建 运 动 分 析 对 象3 模 型 准 备 与 运 动 分 析4 运 动 分 析 实 例 UG的 运 动 分 析 模 块 （ Scenario For Motion） 是CAE应 用 软 件 ， 能 够 对 二 维 和 三 维 机 构 进 行 复 杂 的 运动 分 析 和 动 力 学 分 析 。 可 以 进 行 机 构 的 干 涉 分 析 、跟 踪 零 件 的 运 动 轨 迹 、 分 析 机 构 中 零 件 的 速 度 、 加速 度 、 作 用 力 和 力 矩 等 。 Scenario For Motion 自 动 复 制 主 模 型 的 装 配 文件 ， 并 建 立 一 系 列 不 同 的 运 动 分 析 方 案 。 分 析 结 果可 以 指 导 修 改 零 件 的 结 构 设 计 或 者 调 整 零 件 的 材 料 。一 旦 确 定 优 化 的 设 计 方 案 ， 设 计 更 改 可 直 接 反 映 到装 配 的 主 模 型 中 。 运 动 分 析 基 本 知 识1. 基本概念v构件 机 器 中 每 一 个 独 立 的 运 动 单 元 ， 运 动 单 元 可 以 是 单个 零 件 或 多 个 刚 性 联 接 在 一 起 。v运动副 以 一 定 的 方 式 把 各 个 构 件 彼 此 非 刚 性 （ 可 动 ） 联 接 ，构 件 间 能 产 生 某 些 相 对 运 动 。 v自由度和约束 任 意 两 个 没 有 构 成 运 动 副 的 构 件 ， 两 者 之 间 有 6个自 由 度 （ 在 坐 标 系 中 3个 运 动 和 3个 转 动 ） 。 若 将 两者 以 某 种 方 式 联 接 而 构 成 运 动 副 ， 则 两 者 的 相 对 运动 便 受 到 一 定 的 约 束 。2. Scenario 模型 选 择 应 用 -运 动 命 令 ， 进 入 运 动 分 析 模 块 。 单 击右 侧 “ Scenario 导 航 器 ” ， 弹 出 下 图 。 Scenario 导航器 3. 机构分析的一般步骤v 打 开 主 模 型 文 件 。v 进 入 运 动 分 析 模 块 ， 创 建 一 个 Scenario模 型并 设 置 机 构 分 析 环 境 。v 创 建 各 机 构 对 象 （ 构 件 、 运 动 副 、 标 记 等 ） 。v 指 定 分 析 结 果 类 型 ， 对 机 构 进 行 求 解 分 析 。v 输 出 分 析 结 果 。 创 建 运 动 分 析 对 象 在 运 动 分 析 中 ， 连 杆 和 运 动 副 是 组成 构 件 的 最 基 本 要 素 ， 两 者 都 具 备 是 机构 运 动 的 必 要 条 件 。 连杆运动副 1.连杆连 杆 几 何 体 用 于 将 屏 幕中 的 几 何 体 定 义 为 连 杆 ，同 时 系 统 对 该 杆 赋 予 一 个默 认 的 名 称 。v 对 机 构 作 运 动 分 析 ，不 必 赋 予 质 量 和 惯 性 矩 等 参 数 。 连 杆 几 何 体 名称 2. 运动副 运 动 副 的 作 用 ： 允 许 所 需 的 运 动 和 限 制 不 要 的 运动 。 UG提 供 了 12种 运 动 副 共 分 两 大 类 ： 普 通 运 动 副8种 ， 它 是 独 特 的 ， 于 自 身 有 关 ； 特 殊 运 动 副 4种 ，是 在 两 个 普 通 类 型 的 运 动 副 之 间 定 义 了 特 殊 关 系 的运 动 副 ， 允 许 两 个 不 同 类 型 的 运 动 副 一 起 工 作 完 成特 定 的 功 能 。 普通运动副v 旋 转 副 连 接 两 个 连 杆 的 经 典 运 动 副 ， 有一 个 绕 Z轴 旋 转 的 自 由 度 ， 不 允许 两 个 连 杆 之 间 有 任 何 的 移 动 。运 动 形 式 ： 两 个 连 杆 绕 同 一 轴 作 相 对 的 转 动 一 个 连 杆 绕 固 定 在 机 架 上 的 一 根 轴 旋 转 。 捕 捉 连 杆 ：用 于 限 定 用 户 设 置 的 运 动 副 为 连 个 连 杆 之 间 的 连 接 。限 制 ：控 制 转 动 副 的 相 对 转 动 范 围 。运 动 驱 动 ： 恒 定 ： 给 运 动 副 添 加 一 个 不 变 的 原 始 驱 动 力 ， 旋 转 或 线 形 位 移 。 谐 波 ： 给 运 动 副 添 加 一 个 谐 振 变 化 的 原 始 驱 动 力 ， 如 光 滑 的 正 弦 运 动 。 一 般 ： 由 用 户 通 过 函 数 编 辑 器 自 定 义 一 个 表 达 式 ， 定 义 运 动 副 的 运 动 。 球 铰 ： 用 于 设 置 基 于 位 移 的 动 态 仿 真 ， 可 设 定 转 动 副 具 有 独 立 时 间 的 运动 。 v 滑 动 副 用 来 连 接 两 个 连 杆 ， 有 一 个 自 由 度 ， 连 杆 之 间 不 许 有 转 动 。 可 以 实 现 一 个 部 件 相 对 于 另 一 部 件 的 直 线 运 动 。v 圆 柱 副 用 来 连 接 两 个 连 杆 ， 有 两 个 自 由 度 ， 一 个 移 动 自 由 度 和 一 个 转 动 自 由 度 。v 螺 旋 副 圆 柱 副 和 滑 动 副 的 结 合 。v 万 向 节 连 接 两 个 成 一 定 角 度 的 转 动 连 杆 ， 有 两 个 自 由 度 。v 球 形 副 用 来 连 接 两 个 连 杆 ， 有 三 个 自 由 度 。 v 平 面 副 用 来 创 建 两 个 连 杆 的 平 面 相 对 运 动 ， 有 三 个 自 由 度 ： 2个 移 动 自 由 度 和 1个 旋 转 自 由 度 。v 固 定 副 在 连 杆 间 创 建 一 个 固 定 连 接 副 ， 相 当 于 以 刚 性 连 接 两 连 杆 ， 连 杆 间 无 相对 运 动 。 特殊运动副：v 齿 轮 齿 条 副 ： 滑 动 副 和 旋 转 副 的 结 合v 齿 轮 副 ： 两 个 转 动 副 的 结 合v 线 缆 副 ： 两 个 滑 动 副 的 结 合v 点 线 接 触 副 ： 4个 自 由 度v 线 线 接 触 副 ： 4个 自 由 度v 点 面 副 ： 5个 自 由 度 模 型 准 备 与 运 动 分 析 创 建 运 动 对 象 后 ， 可 以 在 模 型 准 备 中 对模 型 进 行 重 新 编 辑 和 其 他 操 作 。 包 括 对 模 型尺 寸 的 编 辑 、 运 动 对 象 的 编 辑 、 标 记 点 和 智能 点 的 创 建 、 封 装 等 操 作 。 模 型 准 备 与 运 动 分 析主 模 型 尺 寸 智 能 点 编 辑 运 动 对 象 封 装模型准备 动 画 生 成 图 表 生 成 电 子 表 格球 铰 1. 编辑运动对象 可 以 对 已 创 建 的 连 杆 、 运 动 副 、 标 记 和 约束 进 行 编 辑 。 编 辑 -运 动 对 象 ： 或 点 击 2. 标记和智能点 在 分 析 解 算 前 通 过 在 机 构 模 型 中 设 置 标 记 或 智能 点 ， 可 得 到 关 心 点 的 运 动 位 移 、 速 度 等 分 析 结果 。v 标 记 比 智 能 点 功 能 强 大 ， 创 建 时 与 连 杆 始 终 相 关 ， 且须 定 义 方 向 。 系 统 默 认 名 称 AS001。v 智 能 点 没 有 方 向 的 点 ， 不 与 连 杆 相 关 联 ， 系 统 默 认 名 称Me001。 3. 封装 用 来 收 集 特 定 的 、 用 户 感兴 趣 的 对 象 信 息 的 一 组 工 具 。有 三 个 功 能 ： 测 量 跟 踪 干 涉 v测 量 测 量 机 构 中 目 标 对 象 的 距 离 或 角 度 ， 并 建 立 安 全 区域 。v跟 踪 用 来 生 成 每 一 分 析 步 骤 处 目 标 对 象 的 一 个 复 制 对 象 。v干 涉 主 要 比 较 在 机 构 运 动 过 程 中 是 否 发 生 重 叠 现 象 。 动 作 ： 当 机 构 发 生 干 涉 时 ， 可 以 产 生 高 亮 显 示 和创 建 实 体 两 种 动 作 。 4. 运动分析 运 动 分 析 可 以 多 种 方 式 输 出 机 构 分 析 结 果 。 如 基 于 时 间的 动 态 仿 真 、 基 于 位 移 的 动 态 仿 真 、 输 出 动 态 仿 真 的 图 像 文件 、 分 析 结 果 的 数 据 文 件 、 线 图 及 电 子 表 格 等 。v动 画 是 基 于 时 间 的 动 态 仿 真 。 存储过分析文件仿真分析的时间段时间段内机构运动的瞬态位置数 以时间为单位播放以步数为单位播放设计位置装配位置 v 球 铰 关 节 运 动 仿 真 ， 通 过 控 制 一 个 或 多 个 原 动 运 动 副 的 位 移 步长 来 进 行 机 构 动 态 仿 真 。 位 移 为 步 长 大 小 和 步 数 的 乘 积 。v 生 成 图 表 动 画 或 关 节 仿 真 后 ， 可 通 过 图 表 方 式 输 出 机 构 的 分 析 结 果 。 Y-轴 ： 可 通 过 下 拉 菜 单 设 置 Y轴 参 数 。 值 ： 幅 值 和 角 度 幅 值 表 示 参 数 是 各 分 量 的 合 成 量 ，T1， T2， T3和 输 入 角 度 1、 2、 3分 别 表 示 所 选 参 数 的 沿 坐标 轴 的 三 个 水 平 分 量 或 转 动 分 量 。 v运 行 电 子 表 格 动 画 或 关 节 仿 真 后 ， 可 通 过 运 行 电 子 表 格 中 的 数 据来 驱 动 机 构 ， 进 行 仿 真 分 析 。