1、机构运动仿真,产品研发部,机构运动仿真简介 刚性连接（Link） 运动副（Jiont） 驱动（Driver） 实例演示,目录,什么是机构运动仿真属CAE的一部分, 分析机构系统在外力作用下的运动状态, 并计算反力, 扭矩分析过程不考虑构件的变形,机构运动仿真简介,机构运动分析能做什么?分析机构系统干涉, 运动状态, 速度, 加速度, 运动副反力, 扭矩等 分析结果可作为几何设计的参考 可任意变更几何尺寸, 材料, 重量以得到不同的动态反应 得到最佳化的组合后, 可将机构位置回馈至CAD模型内,机构运动仿真简介,结构运动仿真的建立过程建立刚性连杆(Link) 在分析过程中, 会移动的杆件均需定义
2、为Link 建立运动副(Joint) 连接各Link, 传递力量 定义驱动器(Motion driver) 定义Joint的驱动方式 执行分析,机构运动仿真简介,刚性连杆的定义 机构运动就是”连接在一起运动的连杆”的集合 刚性连杆(Link)就是机构中运动的杆件，机构运动仿真主要根据动力学/运动学作计算，故不考虑零件之内变形及内应力。 其中有一根刚性连杆的某一点，必须接地固定，不能移动。 在分析过程中，有时会考虑不作动之零件，观察其受力情形，此时亦可将该零件定义为刚性连杆。,刚性连杆（Link）,如何建立刚性连杆 几乎所有的零件皆可定义为刚性连杆，从简单的2D曲线到复杂的3D实体皆可。或是将多
3、个零件定义为同一根刚性连杆亦可。 方法 由Motion或Link and Joint的工具列选项中，点选Link 由运动分析导航器中，点选Simulation /右键/New Link 由下拉式选单中，Insert-Link 刚性连杆内定的名字格式为L001、L002，也可重新编辑,刚性连杆（Link）,刚性连杆的质量特性 开启刚性连杆的对话框，定义其质量特性 质量特性是一个可选项 忽略质量特性：不关心反作用力 考虑质量特性：分析反作用力或动力学分析自动设定质量特性(Automatic) 根据刚性连杆的实体，系统可以自动计算质量特性，大部分皆可得到精确的分析结果。 自定质量特性(User De
4、fined) 定义质心、惯性矩：可利用选点功能工具列(Type Filter)，选择质心位置、惯性矩原点，方向,刚性连杆（Link）,运动副的定义 机构运动就是“连接在一起运连杆”的集合 运动副，将两根刚性连杆连接在一起，给定其运动之方式 运动副之限制尚未建立运动副时，连杆的运动方式尚未固定，故连杆不受限制，可自由运动。一根刚性连杆的自由度共有六个，分别为：X，Y,Z向位移自由度X，Y,Z向旋转自由度 建立运动副后，给定运动方式的同时，相对的就限制连杆其他方向的运动。依据运动副的类型，限制的自由度个数便不同。 运动副建立时，定义好刚性连杆之运动方式，同时也限制住刚性连杆的自由度。依据不同之运动
5、副形式，会约束一个或多个运动自由度。 运动副之功能 允許所需的运动 限制不要的运动,运动副（Joint）,运动副之形式,运动副（Joint）,建立运动副之三步骤 选择第一根刚性连杆为作动之连杆，定义运动副之原点位置和方向 选择第二根刚性连杆为相对下被带动之连杆 勾选“啮合连杆” ，可选择是否定义第二根刚性连杆之原点和方向 如何建立运动副? 由连杆与运动副的工具列选项中，点选Joint 由运动分析导航器中，点选Simulation /右键/New Joint 由下拉式菜单，Insert Joint,运动副的建立,设定运动驱动为建立机构分析的最后一个步骤。 建立连杆与运动副后，需给定运动副的运动定
6、义，故控制运动副的运动参数即运动驱动。 如何建立运动驱动？建立运动副的对话框中，即可定义驱动器。可由运动工具列中，选取驱动器 驱动的类型： 恒定驱动，简谐运动，函数,驱动（ Motion Drivers）,设定运动副的运动模式为等速运动（旋转或线性位移） 参数设定 初始位移 x0 (Initial Displacement) 在时间t = 0時的位置。若初始位移为零，表示与原设计位置相同 若为滑动运动副，位移单位为in/mm 若为旋转或球面运动副，角度单位为为degrees/radians 初速度 v (Initial Velocity) 单位同上 加速度 a (Acceleration) 若
7、改变初速度大小，加速度跟著重新計算 若为平动，单位为inches/sec2 or mm/sec2 若为轉動運動，单位为degrees/sec2 or radians/sec2 输出结果 = (x-x0) +vt +1/2at2,恒定驱动(Constant motion driver),设定接头的运动模式为正弦运动 参数设定 幅值(Amplitude) 单位为 inches ,millimeters, degrees or radians. 频率 (Frequency) 决定每秒来回作用次数(周期) 若角度单位为degrees ，转换成频率单位需 360 若角度单位为radians ，转换成频率
8、单位需 2 相位角(Phase Angle ) 正弦函数中的相位偏移 位移(Initial Displacement ) 平均位移,简谐运动(Harmonic motion driver),輸出結果 = Initial Displacement +Amplitude *sin( Frequency* Time-Phase Angle),简谐运动(Harmonic motion driver),函数驱动可由位移与时间的函数来控制运动副的运动。,函数驱动,定义：STEP (x, x0, h0, x1, h1) 公式：F (x)= h0 : x = x1参数定义 X为自变量，通常为时间 x0为阶梯函数初始的x值 h0为阶梯函数的初始值 x1为阶梯函数終止的x值 h1为阶梯函数的終止值 如：STEP(TIME, 1, 0, 2, 1),阶梯函数（ Step function）,实例演示,谢谢！,
