2022年基于UG的运动仿真及高级仿真.docx

精品学习资源《基于 UG 的运动仿真及高级仿真》欢迎下载精品学习资源项目一：机构运动仿真项目要求 ：熟识 UG机构运动仿真模块的内容， 把握运动仿真的一般流程和方法， 并依据分析输出结果对机构进行优化；任务一：熟识把握运动仿真基础学问运动分析模块（ Scenario for motion ）是 UG/CAE模块中的主要部分，用于建立运动机构模型，分析其运动规律；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给予肯定的运动学特性， 再在各个部件之间设立肯定的连接关系既可建立一个运动仿真模型；UG/Motion 模块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、反作用力和力矩等；运动分析模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计（加长或缩短构件的力臂长度、 修改凸轮型线， 调整齿轮比等）或调整零件的材料（减轻或加重或增加硬度等） ；设计的更换可以反映在装配主模型的复制品分析方案中，再重新分析，一旦确定优化的设计方案，设计更换就可反映在装配主模型中；一、运动方案创建步骤1. 创建连杆（ Links ）；2. 创建两个连杆间的运动副（ Joints ）3. 定义运动驱动（ Motion Driver ）无运动驱动（ none）：构件只受重力作用运动函数：用数学函数定义运动方式恒定驱动：恒定的速度和加速度简谐运动驱动：振幅、频率和相位角关节运动驱动：步长和步数二、创建连杆创建连杆对话框将显示连杆默认的名字，格式为 L001 、 L002 ⋯⋯ .L00n欢迎下载精品学习资源质量属性选项：质量特性可以用来运算结构中的反作用力； 当结构中的连杆没有质量特性时， 不能进行动力学分析和反作用力的静力学分析；依据连杆中的实体，可以按默认设置自动运算质量特性，在大多数情形下， 这些默认运算值可以生成精确的运动分析结果； 但在某些特别情形下， 用户必需人工输入这些质量特性；固定连杆：人工输入质量属性，需要指定质量、惯性矩、初始移动速度和初始转动速度；注：必需挑选好质心并且输入质量的数值，才能定义质量属性；三、创建运动副运动副就是将机构中的连杆连接在一起，从而使连杆一起运动；在运动副创建前，机构中的连杆是在空间浮动的，没有任何约束， 具有 6 个自由度；运动副创建后，会约束一个或几个自由度，运动副具有双重作用：答应所需的运动和限制不要的运动；运动副的创建步骤：1) 创建运动副要约束的第一个连杆2) 创建运动副第一个连杆的原点和方向3) 创建运动副要约束的其次个连杆4) 创建运动副其次个连杆的原点和方向欢迎下载精品学习资源连杆挑选技术：UG 运动分析模块用首选选中的对象判定要创建运动副的原点和方向；假如选中的对象是圆弧或圆，就运动副的原点设在圆弧或圆的圆心，运动副的 Z 轴垂直于圆的平面；假如第一选中的对象是直线，就运动副的原点设定在直线最近的掌握点上，且运动副的 Z 轴方向平行于直线；假如选中的对象不能够确定运动副的原点和方向， 就需手工定义运动副的原点和方向；运动副方向打算其自由运动的方向；转动副（旋转副和柱面副）按右手螺旋法就绕运动副的坐标系的 Z 轴运动；线性运动副（滑动副）沿 Z 轴移动；欢迎下载精品学习资源咬合连杆：设计位置和装配位置不一样； 运动驱动：用来定义运动副上的运动驱动；常见运动副类型如下：1. 旋转副它有两种形式：一种是两个连杆绕同一轴作相对的转动，另一种是一个连杆绕固定在机架上的一根轴进行旋转旋转副有一个绕 Z 轴转动的自由度 ，旋转副不答应两个连杆之间有任何移动；旋转副可以定义一个运动输入，旋转的正向由右手法就确定；一个旋转副去掉 5 个自由度；相连的两杆不在装配位置（装配位置和设计位置不一样） ，挑选复选框 Snap Links（咬合连杆）可以规定旋转副的运动极限：2. 滑动副欢迎下载精品学习资源可以实现一个部件相对与另一部件的直线运动，它有两种形式：一种是滑块为一个自由滑块，在另一部件上产生相对滑动；一种为滑块连接在机架上，在静止表面上滑动滑动副连接两个连杆，有一个自由度，连杆之间不答应有转动；滑动副可以定义一个运动驱动， 移动的正方向是正 Z 轴方向 ；一个滑动副去掉 5 个自由度；一般来说，滑动副的原点可以位于 Z 轴的任何位置，滑动副都会产生相同的运动；较好的方法是将运动副的原点放在滑动副模型的中间；可以规定滑动副的运动极限3. 柱面副实现了一个部件绕另一个部件（或机架）的相对转动 ；柱铰连接也有两种形式：一种是两个部件相连，另一种是一个部件连接在机架上 ；柱面副连接两个连杆，有 2 个自由度， 1 个移动自由度和 1 个转动自由度；不行以定义运动驱动一个柱面副可以由一个旋转副和一个滑动副替代；一个柱面去掉 4 个自由度；4. 万向节万向接头实现了两个部件之间可以绕相互垂直的两根轴作相对的转动，它只有一种形式必需是两个连杆相连；万向节可以连接 2 个成肯定角度转动连杆，万向节有 2 个转动自由度；万向节不能加驱动，不行规定万向节的运动极限；万向节的原点必需位于 ZY 的交点，要防止产生折叠（小于 90 度的）万向节，或在欢迎下载精品学习资源期望的运动范畴内会折叠的万向节；假如连杆的装配位置与设计位置不一样，就不能采纳此运动副；确定 X1 轴的方向是确定万向节方向最简洁的方法；用这种方法为系统设定万向节的旋转纵轴，可不必关怀 Y 轴和 Z 轴的初始方向，由于 Y 轴和 Z 轴在旋转方向上可自由移动，故明确确定 Y 轴和 Z 轴的初始方向是不行能的；第一个连杆的 Z 轴方向掌握其次个连杆的 Z 轴方向，它们会相互成 90 度；5. 球面副实现了一个部件绕另一个部件 （或机架） 作相对的各个自由度的运动， 它只有一种形式必需是两个连杆相连；球面副连接两个连杆，有三个旋转自由度 球面副不能加驱动，不能规定其运动极限；球面副的原点位于球和铰套的公共中心点；球面副没有方向，当创建球面副时，只需指定连杆和球面副的原点；6. 平面副平面连接可以实现两个部件之间以平面相接触，相互约束平面副连接两个连杆，有 3 个自由度 ---2 个移动自由度和 1 个转动自由度；两个连欢迎下载精品学习资源杆在相互接触的平面上自由滑动，并可绕平面内的法线自由转动；平面副不能定义运动驱动一个平面副去掉 3 个自由度7. 螺旋副螺旋副本身不能对两个连杆进行约束；柱面副代表螺纹的一对螺栓和螺母，当柱面副和螺旋副结合后，柱面副供应约束，将连杆定位于圆柱 /螺旋副的轴线上；螺旋副供应螺纹，因此螺旋副和柱面副结合起来即可模拟螺母在螺杆上的运动； 不能给螺旋副添加驱动或极限；8. 线缆副线缆副定义滑动副之间的相互关系；当一个滑动副移动时，相应的另一个滑动副也跟着移动，其运动关系可以是 1：1 的等速，同方向的运动关系，也可以定义其他的运动关系 一个快、一个慢及两个滑动副运动方向相反；该运动副可以用来模拟电缆、滑轮等；线缆副不能定义驱动，但可以对其中的一个滑动副加驱动；不能定义线缆副的运动范畴；比率：第一个滑动副和其次个滑动副的运动速度之比；比率为正，其次个滑动副的运动方向和第一个滑动副的运动方向相同，反之相反；比率小于 1，就其次个滑动副的运动速度大于第一个滑动副的运动速度；线缆副去掉 2 个自由度；9. 齿轮齿条副齿轮齿条副模拟齿轮和齿条之间的啮合运动，挑选现有的旋转副和现有的滑动副， 即可创建齿轮齿条副并定义传动比；不能定义齿轮齿条副的驱动和极限，但可以给滑动副和螺旋副定义驱动；Z 轴平行于齿条的滑动方向，原点是齿轮齿条牙齿的接触点；滑动副和移动副须预先创建欢迎下载精品学习资源比率参数等效于齿轮的节圆半径， 单位为部件文件的单位， 它定义了其次个连杆相对于第一个连杆沿运动副 Z 轴方向的移动比率；10. 齿轮副齿轮副模拟一对齿轮，挑选连个现有的螺旋副即可创建齿轮副，并定义齿轮的传动比；不能定义齿轮副的驱动和极限，但可以给螺旋副定义驱动齿轮的啮合点即为齿轮副的原点； 比率参数即为齿轮传动比，无量纲；旋转轴可以不平行，既可以创建锥齿轮；四、创建力作用力使物体产生运动， 作用力具有大小和方向， 依据其方向的不同性质， 在仿真模块中分为标量力和矢量力；标量力是具有肯定大小，方向随运动连杆不断变化的力；矢量力是具有肯定的大小，其方向保持不变的力；五、创建弹簧和阻尼弹簧是一个弹性元件，可给物体施加力，施加力的大小由胡克定律确定：F kXF 为弹簧力， k 为弹簧刚度， x 为弹簧产生的位移；弹簧创建步骤为：挑选弹簧的第一个连杆挑选弹簧的初始点挑选弹簧的其次个连杆或单击“确定”按钮，弹簧固定到地挑选弹簧的终点输入弹簧的刚度，默认值是 1输入弹簧的自由长度，默认值是 0阻尼对物体的运动起反作用，消耗能量，逐步降低运动响应，常和弹簧一起使用，掌握弹簧的反作用力，使弹簧的运动比较缓和；欢迎下载精品学习资源阻尼力是物体运动速度的函数，其作用方向与物体的运动方向相反，表示为：F cV其中 F 为阻尼力， c 为阻尼系数， V 为物体运动速度阻尼创建过程为：挑选阻尼的第一个连杆挑选第一个连杆的阻尼附着点挑选阻尼的其次个连杆，或单击“确定”按钮，阻尼附着到地；挑选其次个连杆的阻尼附着点输入阻尼系数，默认值是 1六、 3D 接触与碰撞3D 接触可以用来建立实体之间的碰撞模型，当两个实体建立接触关系后，系统在每一步分析中检查两者之间的距离关系， 一旦判定出有接触发生， 求解器就运算出接触力和接触欢迎下载精品学习资源运动响应；接触力运算公式为：F kxe欢迎下载精品学习资源其中， F 为接触力， k 为刚度， x 为穿透深度， e 为力指数；七、图表与电子表格运动仿真模块供应图表与 Excel 电子表格功能，运动仿真结果可以在 UG 环境下绘制曲线图形或进行表格形式的显示；图表功能生成电子表格数据库并绘出以下仿真结果：位移、速度、加速度和力；图标功能是从运动分析中提取这些信息的唯独方法；欢迎下载精品学习资源恳求 ：位移、速度、加速度、力、电动机驱动组件 ：幅值（总值） ：只考虑线性运动；该选项给出一个合值或总值而不考虑沿各个特定方向的重量；以位移为例，该选项会给出从 A 点到 B 点的最小距离，而不考虑沿 X、Y、Z 轴方向的重量；X 、Y、 Z：分别绘出沿 X 、Y 、。