ug运动仿真.docx

1、 ug 运动仿真运动仿真 4.1 NX运动仿真概述 本节将简要对 UG NX 的运动仿真界面和运动仿真工具进行根本的介绍，通过本节的学习，读者可以初步地认识 UG NX 的运动仿真功能。41.1 进入运动仿真模块 由于运动仿真需要通过主模块来创立，因此需要先翻开主模板，才能进一步进行运动仿真。下面将介绍进入运动仿真模块的步骤。翻开主模版文件，也可以是包含了装配信息的文件。1单击应用模块中的“运动按钮。即可进入运动仿真界面。2在资源导航器中选择“运动导航器，右键单击根目录按钮，在弹出的快捷菜单中选择“新建仿真命令，将弹出“环境对话框，设置好参数后，单击“确定按钮，即可进入新的运动仿真建立，如图

2、4-1所示。图 4-1“环境对话框 4.1.2 运动仿真界面 运动仿真界面与建模界面样式大体上相似，但其工具与命令那么有了较大的变化，如图 4-2 所示。图 4-2 运动仿真界面 菜单栏：包含 9个菜单命令，如文件、主页、结果、曲线、分析等。工具栏：由根本环境工具栏、运开工具栏、动画控制工具栏组成，提供操作所需要的命令的快捷按钮。运动导航器：通过树形结构显示各个数据，可以进行新建、克隆、删除运动仿真等命令。4.1.3 运动仿真工具栏 运动仿真工具栏包含了进行运动仿真时所需要的大局部命令，如连杆、运动副、齿轮副等，如图 4-3 所示。有时运开工具栏也可以根据需要拆分成几个小的工具栏。图 4-3“

3、运动仿真工具栏 下面将对几种常用命令进行介绍。连杆：通过连杆命令可以将部件定义为连杆，在运动仿真时部件将作为连杆进行分析模拟，如图 4-4 所示。运动副：运动副可以将连杆连接起来，并通过定义不同的运动副的类型使连杆能够进行相应的动作，如图 4-5 所示。图 4-4“连杆对话框 图 4-5“运动副对话框 传动副：传动副的作用是改变机构扭矩、转速等。其中有齿轮副、齿轮齿条副和线缆副 3种类型。约束：通过约束命令可以指定两个对象之间的关系，其中点在曲线上、线在线上和点在曲面上 3种类型，如图 4-6所示。连接器：连接命令可以对两个对象之间的连接方式进行定义，其中包括弹性连接、阻尼连接等，如图 4-7

4、 所示。载荷：定义对物体施加的力，包括标量力、矢量力、标量扭矩，如图 4-8所示。运动分析：对建立的运动仿真进行分析，如动画分析、按钮输出等。4.1.4 动画控制工具栏 动画控制工具栏可以进行控制动画的播放、暂停和停止等，如图 4-9所示。播放动画时运动导航器和运开工具栏等都会被锁定，需要单击“完成动画按钮退出播放动画方能重新激活。在“应用模块中找到“运动进入运动仿真模块图 4-2-1，在资源板确保选中“运 图 4-2-1 图 4-2-1 进入运动仿真模块 动导航器标签以翻开“运动导航器窗口(简称运动导航器图 4-2-2)。在运动导航器中显示有“名称“状态“环境“描述和“Grueber数参数列

5、，可通过窗口下方的滑块按钮进行浏览。其中“名称列用于显示主模型和仿真模型等；“状态列用于指标工作模型的状态该局部的信息不能被编辑。如图 4-2-3所示，在运动导航器中只显示一个主模型名称节点，没有建立任何仿真方案，此时可通过在运动导航器中右击主模型名称并选择“新建仿真命令来新建仿真。选择该“新建仿真命令，弹出一个供用户创立新仿真方案装配文件即设置仿真分析环境的“环境对话框。“环境对话框提供的分析模型即仿真分析方案有俩种，即“动力学和“运动学。图 4-2-2运动导航器 图 4-2-3 新建仿真 “动力学提供动态运动与动力仿真功能，考虑力对运动的影响，可进行静力学和动力学分析，尤其适用于对自由度大

6、于零的机械机构分析。“动力学提供的高级结算方案选项有“电动机驱动“协同仿真和“柔体动力学，这些高级结算方案选项可多项选择。在“环境对话框的“分析类型选项组中选择“动力学后，设置高级解算方案选项和组件选项，并在“仿真名选项组中的文本框指定仿真名，如图 4-2-4所示，然后单击“确定按钮，从而新建一个仿真模型。该仿真模型处于工作状态，其对应的“环境列单元格将显示为“RecurDyn 静力学和动力学的信息。“运动学启用“运动学求解，适用于只分析物体几何运动的情况。在“环境对话框中的“分类模型选项组中选择“动力学单项选择按钮，并在“组件选项选项组的文本框中指定仿真名，如图 10-4 所示，然后单击“确

7、定按钮，完成新建一个仿真模型。该处于工作状态的仿真模型对应的“环境列单元格将显示有“RecurDyn 运动学的信息。新建仿真模型仿真环境模型后，接下去就是在该环境中进行各种运动仿真参数的设置了。在该环境中设置的所有运动仿真参数都将存储在该仿真环境中，由这些运动仿真参数所定义的运动模型也将以该运动仿真环境为载体进行运动仿真模拟。需要用户注意的是，可以根据设计需要为一个主题模型建立多个仿真模型，用于在不同条件下对机构进行分析计算。利用运动导航器可以进行很多操作，有些操作等同于在功能区中单击相应按钮。在运动导航器中右击处于工作状态的仿真模型时，将弹出 4-2-5所示的快捷菜单。下面对该快捷菜单中的一

8、些命令进行介绍。1：“保存：保存当前的仿真方案。图 4-2-4 环境对话框 2：“重命名：更改当前所选仿真模型的名称。在新建仿真时，系统为仿真模型提供默认的仿真名，默认名称为 motion-#，其中#为产生仿真模型的序号。3：“删除：将当前所选的运动仿真方案删除。4：“克隆：将当前所选的仿真模型克隆出一个新的仿真模型，新的仿真模型包含原仿真模型的运动对象和其他任何特征及存在于原仿真方案中的几何体。5：“新建连杆：定义表示为机构中刚体中的连杆。“新建运动副：定义连杆间的受约束运动，包括“旋转副“滑动副“螺旋副“万向节副“球面副“平面副“固定副“等速运动副“共点运动副“共线运动副“方向运动副“平行

9、运动副和“垂直运动副。6：“新建传动副：可以选择“齿轮副和“齿轮齿条副“线缆副或“2-3传动副以创立相应的传动副。7：“新建连接器：可以从其级联菜单中选择“弹簧“阻尼器“衬套“3D接触或“2D接触来进行相关操作。8：“新建约束：可以从其级联菜单中选择“点在线上副“线在线上副或“点在面上副命令。其中“点在线上副用于约束连杆上的一个点以保持与曲线的接触，“线在线上副用于约束连杆上的一条曲线以保持与另一条曲线的接触，“点在面上副用于约束连杆上的一个一个点以保持与面接触。9：“新建驱动：为机构中的运动副创立一个独立的驱动。“新建标记：在构建上相应点位置处创立一个标记，以通过标记获取构建上标记点所在位置

10、的机构分析结果。10：“新建传动器：从级其联菜单中选择一个选项来创立相应的传感器，包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力传感器。11：“新建干预：检查机构是否与选定的几何体在运动的每一步存在碰撞。12：“新建测量：计算运动中每一步中俩组几何体的最小距离或最小夹角。13：“新建追踪：在运动中的每一步创立选定几何体的副本。14：“新建载荷：在展开的级联菜单中选择载荷类型命令，包括“标量力“标量扭矩“矢量力和“矢量扭矩。15：“编辑表达式：修改模型中存在的表达式。16：“导出表达式：将当前仿真模型中编辑过的表达式导出到装配主模型中以实现对主模型的修改。17;“信息：其级联菜单提供“运动连接和“

11、已修改的表达式俩个选项。选择“运动连接选项时，系统将列出当前机构的整体信息，包括机构名称、自由度、活动构建数、各构建名称及参与的运动副名称等。选择“已修改的表达式选项，那么显示当前仿真模型中已修改的表达式的相关信息，如表达式名称、当前值和原值等。18:“导出：其级联菜单中选择可用的一种导出格式，将机构分析结果以选定的格式化输出。19:“导入：将对象导入到主模型中，导 入对象的文件格式为“机构或“Process Simulate 图 4-2-5运动仿真快捷菜单 运动学。20:“新建解算方案：创立一个新解算方案。其中定义了分析类型、解算方案类型以及特定于解算方案的载荷和运动驱动。21:“求解器用于

12、选择求解器类型，如“RecurDyn或“ADAMS。在运动导航器中，如果右击的是非工作状态的仿真模型，那么弹出的快捷菜单只提供“设为工作状态命令、“重命名命令、“删除命令和“克隆命令，如图 10-6所示。“重命名命令、“删除命令和“克隆命令在前面已经介绍过，在此不再赘述；“设为工作状态命令用于将当前所选的仿真模型设为工作状态。在当前仿真模型中，可以定义组成目标机构的各个构件、运动副和标记等。如果要对进行动力学分析，那么还需要为各构件赋予质量特性，以及在机构中添加相应的载荷对象等。使用 UG NX建模和装配功能建立的机械三维实体模型并不能直接成为运动机构，必须要个部件赋予一定的运动学特性，让其成

13、为可以与别的有着相同特性的部件相连接的连杆构件，机构中每个可以运动的零部件均应被定义为连杆构件。同时，为了组成一个能运动的机构，还必须将俩的相邻部件包括机架、原动件、从动件以一定方式连接起来连接必须是可动连接，而不能是无相对运动的焊接或铆接这些固接，这便是下一节4.4要介绍的运动副。所谓的运动副是指使俩个构件接触而又保持某些相对运动的可动连接。应该将机构中刚体的对象定义为连杆构件简称连杆。如果一个构件被定义为一个连杆或某个连杆的组成局部，那么该部件将不能再次被选中定义为新连杆或新连杆的组成局部。要定义连杆如图 4-3-1，那么在功能区“主页选项卡的“设置组中单击“连杆按钮，弹出 4-3-2所示

14、的“连杆对话框，下面对该对话框个选项组的功能用途进行介绍。“连杆对象选项组：该选项组用于需要创立为连杆的对象。在该选项组中单击“选择对象按钮，接着使用鼠标在图形窗口中选择一个或多个几何对象以创立连杆。图 4-3-1 定义连杆 “质量属性选项选项组：该选项组用于设置构件质量特性的定义方法，如“自动、“用户定义或“无，如图 4-3-3所示。“自动选项表示连杆将采用系统默认的质量属性设置；“质量和特性选项组被激活,用户可以在“质量和惯性选项组中对质量和惯性进行相应的自定义；“无选项用于不考虑连杆质量属性的情况，在只对机构进行运动学分析时可以选择“无选项，因为在运动学仿真中，质量属性可以不考虑，而在动

15、力学和静力学仿真时那么必须考虑质量属性。“质量和属性选项组：该选项组如图 4-3-4 所示。但 4-3-2“连杆对话框 图 4-3-3设置质量属性选项 采用“用户定义质量属性选项时，用 户可以在该选项组中设置连杆的质心、质量和惯性矩参数。“初始平动速率选项组和“初始转动 图 4-3-4“质量和惯性选项 速度选项组：“初始平动速率选项组用于对连杆的初始平移速度进行设 置。“初始转动速度选项组用于对连杆的初始旋转速度进行设置。这俩个 选项 组 的设置内容如图 4-3-5 所示，均属于 可选设置，一般 可不启动其相关设置。“设置选项组：该选项组用于将连杆设置为固定连杆或非固定连杆。当在该选项组中勾选

16、“固定连杆复选框时，那么设置连杆固定不动，连杆将作为机架。“名称选项组：该选项组用于指定连杆的名称，系统默认的连杆名称为“L#，#为连杆的创立序号由 3个数字表示，序 图 4-3-5初始平动速率和初始转动速度 号默认从 001开始。创立运动副和传动副 运仿真的一个重要内容，而传动副和传动副 运动仿真是机构运动而传动副那么可以看做是特殊的的运动副。两个连杆构件之间的运动传递和相对运动由运动副定义和控制。在运动仿真应用模块的当前运动仿真环境中为相关部件定义连杆特性，接着便可以用相关运动副功能来为指定的两个连杆定义连接方式，如此操作直到完成创立全部的运动副，从而完成建立运动机构，读者需要注意的是，创立好连杆后，每个独立的非固定连杆在空间中都有 6个自由度，在连杆之间创立运动副就是在各个连杆之间产生相应的约束，以到达运动和约束的效果，是这些连杆构建成一个运动机构。4.41创立运动副 本节先介绍运动副的根本类型，接着介绍创立运动副所使用的对话框，然后再介绍创立运动副的一般方法和步骤 1,。运动副的根本类型 运动副的根本类型包括“旋转副，“滑块副，“柱面副，“螺旋副，“万向节副，“球面副，“平面副