Inventor機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)教程運(yùn)動(dòng)仿真

1、Jr1F7*2007. 8產(chǎn)品設(shè)計(jì)部漢略上海）信息技術(shù)有限公司AUtodeSk InVentOr PrOfeSSiOnal 2008 厶機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)教程 16運(yùn)動(dòng)仿真AIP20實(shí)戰(zhàn)教程 T6第16章運(yùn)動(dòng)仿真1. 基本情況InVen tor ProfeSSio nal運(yùn)動(dòng)仿真，能夠完成裝配下的零部件運(yùn)動(dòng)和載荷條件下的動(dòng)態(tài)仿真。也可以在任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下將載荷條件輸出到應(yīng)力分析中；能展示運(yùn)動(dòng)過程以及某瞬間的動(dòng)態(tài)載荷。運(yùn)動(dòng)仿真處理僅在裝配環(huán)境下使用，包括:? 可引用運(yùn)動(dòng)連接約束庫，實(shí)施多于InVen tor自身裝配約束的約束。? 可定義外力和力矩。? 可根據(jù)與時(shí)間相關(guān)的位置、速度、加速度、扭矩以及外載荷

2、等工況，實(shí)施運(yùn)動(dòng)仿真。? 可創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)軌跡，表達(dá)運(yùn)動(dòng)結(jié)果。? 可將結(jié)果數(shù)據(jù)輸出成圖表或者Excel表。? 可將運(yùn)動(dòng)瞬間的工況結(jié)果傳遞到應(yīng)力分析模塊或ANSYS WOrkbe nch。? 可解析運(yùn)動(dòng)中力平衡所產(chǎn)生的條件力。? 可將InVentor裝配約束中符合條件的設(shè)置，轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)仿真中對(duì)應(yīng)的連接約束。? 可在定義運(yùn)動(dòng)連接時(shí)，使用與時(shí)間相關(guān)的摩擦、阻尼、彈簧等條件。 ? 交互使用動(dòng)態(tài)零件運(yùn)動(dòng)將動(dòng)力應(yīng)用于連接仿真。按照InVentor自己的解釋，運(yùn)動(dòng)分析將依據(jù)下列規(guī) 則：？ 只能在InVentor裝配環(huán)境進(jìn)行操作。? 使用與每個(gè)零件關(guān)聯(lián)的物理特性。f L t-lK. Iu瀏覽器中抑制或未激活的零件處

3、于“空閑”狀態(tài)，不能參與仿真。 原始坐標(biāo)系原點(diǎn)與仿真坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。 默認(rèn)情況下，零件之間沒有運(yùn)動(dòng)連接。非柔性子部件被視為單個(gè)剛體。包含子部件的單個(gè)零件也是剛體，不能在非柔性子部件的 零件之間定義運(yùn)動(dòng)連接。因?yàn)榱慵莿傮w，且在連接中處于空閑狀態(tài)，所以可以對(duì)機(jī)械裝置 進(jìn)行過約束。例如，如果指定約束一個(gè)自由度，而該自由度已經(jīng)受 到另一個(gè)現(xiàn)有連接的約束。進(jìn)入InVentor運(yùn)動(dòng)仿真模塊需作如下操作：打開一個(gè)需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿 真的裝配文件，在 “應(yīng)用程序”菜單下選擇“運(yùn)動(dòng)仿真”，即可進(jìn)入圖16-1進(jìn)入界面InVen tor 運(yùn)動(dòng)仿真界面。參見圖16-1所示。2. 基礎(chǔ)參數(shù)在切換到運(yùn)動(dòng)仿真環(huán)境中之后，一般

4、要設(shè)置一些基礎(chǔ)參數(shù)。先點(diǎn)擊工具面板上的“運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置”按鈕，會(huì)彈出對(duì)話框，參見圖16-2。當(dāng)“自動(dòng)更新已轉(zhuǎn)換的連接”處于激活狀態(tài)時(shí)，InVen tor會(huì)在進(jìn)入運(yùn)動(dòng)仿真模塊后，自動(dòng)把»|裝 配約束轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)連接，但同時(shí)用戶也不能再添加標(biāo)準(zhǔn)連接了，也就是不能添加后面所講的 “基本運(yùn)動(dòng)約束”。如果通過清除該框來禁用“自動(dòng)更新已轉(zhuǎn)換的連接”，系統(tǒng)會(huì)顯示一條消息警告用 戶將 刪除所有已轉(zhuǎn)換的連接，此后用戶可以添加標(biāo)準(zhǔn)連接，如果有裝配約束，也可以通過“轉(zhuǎn)換 裝配約束”手動(dòng)轉(zhuǎn)換裝配約束。點(diǎn)擊按鈕，之后在圖16-2的界面中將角速度輸入規(guī)則改變成“ rpm”量綱，這才是機(jī)械設(shè)計(jì)中最為常用的單位制?！叭?/p>

5、維框架”的“ Z軸大小”是用來設(shè)置三軸架在圖形區(qū)中的顯示大小，一般設(shè)置成20比較合適。在條件設(shè)置中，這個(gè)三軸架是個(gè)很重要的參考，其中有綠色和黃色兩套，分別代表未來操控 中經(jīng)常見到的藍(lán)色和黃色零件；三軸架上，一個(gè)箭頭是X方向，兩個(gè)和三個(gè)箭頭是 丫和Z方向。AIP20實(shí)戰(zhàn)教程 T6U圖16-2運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置圖16-3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)3. 基本運(yùn)動(dòng)約束在運(yùn)動(dòng)仿真中，In Ve ntor默認(rèn)情況下會(huì)自動(dòng)將 裝配中的約束轉(zhuǎn)換成基本運(yùn)動(dòng)約束，但卻不能再添加 基本運(yùn)動(dòng)約束。因此讀者在看這節(jié)時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置中的“自動(dòng)更新已轉(zhuǎn)換的連接”禁用，這樣就 可以手動(dòng)添加基本運(yùn)動(dòng)約束。3.1 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(Revolution)

6、參見圖16-3 ,參見16-01C.IAM。其中：?約束特點(diǎn)：名稱：旋轉(zhuǎn)；被約束的自由度數(shù)：5;約束要素: 乙=乙O=Q? Z軸：指定這個(gè)零件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的Z軸?？梢允枪ぷ鬏S，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例如： 圓柱面、圓錐面等?原點(diǎn)：在選定Z軸之后，指定這個(gè)零件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的原 點(diǎn)位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個(gè)點(diǎn)的幾何要素都可用；例如：端面、平面、圓弧棱邊? X軸：這不是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)約束的必要條件，而是控制剩余自由度，兩零件初始位置的條件，后來會(huì)用到 這個(gè)條件完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)置?與InVentor的裝配約束相關(guān)：插入，以及軸線+端面對(duì)準(zhǔn)，可直接被繼承為“旋轉(zhuǎn)”。AIP20

7、實(shí)戰(zhàn)教程 T6動(dòng)，并非統(tǒng)稱意義上的“在平面上作運(yùn)動(dòng)、包圖16-4平移運(yùn)動(dòng)圖16-5圓柱運(yùn)動(dòng)3.2 平移運(yùn)動(dòng)(PriSmatiC)參見圖16-4 ,其中的圖標(biāo)按鈕操作規(guī)則與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)雷同。與通常的“平移”有所不同的是: 這里所說的平移，將是沿著所指定 Z軸方向的直線運(yùn) 括可能的沿著曲線運(yùn)動(dòng)”；所以，精確的描述應(yīng)當(dāng)是“沿直線平移”。參見16-02c.IAM。?約束特點(diǎn)：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：5;約束要素：XiYiZ1=X2Y2Z2 (坐標(biāo)軸方向相同) ， Q落在。乙線上? Z軸：指定零件運(yùn)動(dòng)的直線軌跡位置的 Z軸?？梢允枪?作軸，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例 如：圓柱面、圓錐面等

8、?原點(diǎn)：在選定Z軸之后，指定這個(gè)零件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的原 點(diǎn)位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個(gè)點(diǎn)的幾何要素都可用；例如：端面、平面、圓弧棱 邊? X軸：這不是平移運(yùn)動(dòng)約束的必要條件，而是控制剩余 自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件?與InVentor的裝配約束相關(guān):對(duì)于16-02.IAM這樣的情況，就不容易直接使用運(yùn)兩個(gè)不平行的端面對(duì)準(zhǔn)可以轉(zhuǎn)換成平移運(yùn)動(dòng)。3.3 圓柱運(yùn)動(dòng)(Cylindrical)參見圖16-5。?約束特點(diǎn)：名稱：圓柱運(yùn)動(dòng)；被約束的自由度數(shù)：4;約束要素：乙=Z2? Z軸：指定這個(gè)零件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的Z軸?？梢允枪ぷ鬏S，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例如： 圓柱面、圓錐面甚

9、至是棱邊?原點(diǎn)：在選定Z軸之后，指定這個(gè)零件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的原 點(diǎn)位置，這不是圓柱運(yùn)動(dòng)約束的必要條件。? X軸：這不是圓柱運(yùn)動(dòng)約束的必要條件，而是控制剩余 自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-03.IAM這樣的情況，利用“線-線重合” 的約束結(jié)果，可以被解釋成圓柱運(yùn)動(dòng)。3.4 球面運(yùn)動(dòng)(Spherical)參見圖16-6。?約束特點(diǎn)：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：3;約束要素：O=02可見，球面運(yùn)動(dòng)比柱面運(yùn)動(dòng)又減少一個(gè)自由度的約束。兩者的約束點(diǎn)。? Z軸IX軸：這不是球面運(yùn)動(dòng)約束的必要條件，而是控制剩余自由度?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-04.IAM 這樣的情況，利用“點(diǎn)-點(diǎn)重合”的約束結(jié)果，可以被解釋成球面運(yùn)動(dòng)；至于 到底是不是有“球面”介入并無關(guān)系4圖16-6球面運(yùn)動(dòng)3.5平面運(yùn)動(dòng)(PIanar)圖16-7平面運(yùn)動(dòng)參見圖16-7。?約束特點(diǎn)：名稱：平面運(yùn)動(dòng)；被約束的自由度數(shù)：3;約束要素：Y=Y和 O落在 OXZ面上這是典型的平動(dòng)，包括移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際上只有選定的兩個(gè)平面的貼合。?平面：兩者的貼合平面。?原點(diǎn)/X軸：這不是平面運(yùn)動(dòng)約束的必要條件，而是控制剩余 自由度?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-05.IAM ,利用“面-面貼合”的約束結(jié) 果，可以被解釋成平面運(yùn)動(dòng)。3.6 點(diǎn)-線運(yùn)動(dòng)(Poi