ug运动仿真
时间:2025-04-02
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第一十四章 数字样机的机构设计与运动仿真实例
第一节 UG NX
运动仿真基础知识
1.进入UG NX运动仿真模块
启动UG NX 8.0中文版软件系统,打开或创建1个装配部件(装配主模型),接着选择“起点”→“所有应用模块”→“运动仿真”菜单命令,即进入UG NX 8.0的运动仿真模块(见图14-1)。注意,此时的运动仿真工具栏全部命令为浅灰色(即未激活,见图14-2上图)。选择“工具”→“定制”菜单命令,在“定制”对话框的“工具条”选项卡中,选择“运动”和“运动分析”两个工具栏,并选择“文本在图标下面”,则全部命令(含次级命令)加亮(见图14-2下图)。单击“关闭”按钮后,全部命令重新为浅灰色。
图14-1 进入运动仿真模块
图14-2 “运动”和“运动分析”工具条
2.何谓运动仿真模块
运动仿真模块属于计算机辅助工程分析的1个应用软件,用于建立机构运动学和动力学仿真模型,分析机构运动规律和动力特性。UG NX运动仿真模块会自动仿真主模型的装配文件,并建立一系列不同的运
动仿真,每个运动仿真都可以独立修改,而不影响装配主模型,一旦完成机构优化设计方案,即可直接更新装配主模型,以反映机构优化设计的结果。
3.创建新的运动仿真
在运动导航器中选择装配主模型(如“
QBYGJG
”)后,右击→单击“新建仿真”按钮→弹出“环境”对话框→默认“分析类型”为“动力学”→默认“仿真名”为“motion_1”→单击“确定”按钮→弹出“机构运动副向导”对话框→单击“确定”按钮(见图14-3和图14-4)。此时,“运动”工具栏上的大部分命令加亮。如果运动副不合格,则会出现如图14-5所示的提示框。单击“是”按钮,则会出现如图14-6所示的画面。
图14-3 新建运动仿真1“motion_1”
图14-4 成功创建运动仿真实例
图14-5 “主模型到仿真的配对条件/约束转换”提示框
图14-6 未成功创建运动仿真的实例
4.运动仿真模块支持的运动分析类型(解算方案)
UG NX可以执行的运动分析类型,即解算方案如下。
(1)运动学仿真
机构运动学是研究机构运动的一门科学,其研究对象是连杆(构件)的位移、速度和加速度,及其与时间的关系,而不考虑运动发生的原因。因此,在机构运动学仿真分析中只考虑运动驱动,其他的因素(如作用力、摩擦力、重力,以及零件的材料、质量)都不用考虑。
机构运动学仿真就是在不考虑力等因素影响的情况下,分析机构运动的变化规律,包括线性位移或角度位移、线性速度或角度速度、线性加速度或角度加速度随着时间变化的规律曲线,以及机构是否发生干涉和自锁,跟踪构件(UG NX称为连杆)的运动轨迹等。通过运动学仿真,修改和运动有关的机构参数,实现机构运动参数的优化。
(2)动力学仿真
机构动力学远比机构运动学复杂,它不仅涵盖了运动学分析的内容,而且还要考虑机构发生运动的真正原因,如作用力、摩擦力、重力,以及零件的材料、质量和惯性等。
机构动力学仿真就是在考虑力等因素影响的情况下,不仅分析机构运动的变化规律,包括线性位移或角度位移、线性速度或角度速度、线性加速度或角度加速度随着时间变化的规律曲线,以及机构是否发生干涉和自锁,跟踪构件(UG NX称为连杆)的运动轨迹等,而且还可以分析运动副中的作用力(矩)、反作用力(矩)。通过动力学仿真不仅可以解决运动学方面的问题,而且可以解决机构动力特性方面的问题(如修改材料选择,零件的具体结构)。
(3)静态平衡
在有限元分析中,静态表示的是结构模型被约束而不能进行刚体运动(存在静态平衡),同时也表示假设载荷是“缓慢施加”的,不会造成动力效应。
静态平衡分析类型即进行静力学分析,就是将模型移动到平衡位置,并输出运动副上的反作用力。选择该分析类型后,时间和步数的输入项将变为灰色而不可选。
当选择运动学/动力学分析类型进行求解,并指定包含作为起点的静态平衡分析时,求解器RecurDyn(Adams不支持此解算方案)首先以静态平衡分析方式运行仿真。静态平衡分析可以确定影响机构的所有内力和外力达到平衡的位置。将所有速度和加速度均设置为零。然后,求解器从机构的平衡位置开始运行动态分析。
(4)控制/动力学(协同仿真)
用户要在“环境”对话框中选择“协同仿真”复选框,“解算方案”对话框中的“控制/动力学”分析类型才会被激活,即可以从MATLAB® Simulink®中直接启动协同仿真。然后,可以在运动仿真或MATLAB Simulink中查看动画结果。协同仿真支持MATLAB Simulink版本R2007a、R2007b、R2008a和R2008b。
(5)柔体动力学
典型的运动仿真对象是使用刚体的机构,其中的刚体根据约束以规定的自由度进行移动。这些刚体运
动仿真无法表示某些动力学特性,尤其是那些由于某些条件(如尖锐影响、运动中的突然变化,或元件非常柔软而导致影响机构的运动)而引起的特性。对于这些情 …… 此处隐藏:4828字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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