SolidWorks-Motion-運(yùn)動仿真PP課件

SolidWorksMotion運(yùn)動仿真培訓(xùn)SolidWorksMotion運(yùn)動仿真培訓(xùn)1SolidWorksMotion課程安排課程內(nèi)容前言運(yùn)動仿真基礎(chǔ)第01課運(yùn)動仿真流程第02課配合及后處理第03課接觸、彈簧及阻尼簡介第04課實體接觸第05課曲線接觸第06課凸輪合成第07課運(yùn)動優(yōu)化第08課輸出結(jié)果到FEA第09課基于事件的仿真SolidWorksMotion課程安排課程2微積分讀書筆記微積分讀書筆記3SolidWorksSimulationPremiumSolidWorksSimulationProfessional靜態(tài)分析模態(tài)/屈曲穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱分析跌落測試疲勞機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)/動力學(xué)優(yōu)化非線性時間-歷程瞬態(tài)響應(yīng)SolidWorksFlowSimulation隨機(jī)振動壓力容器載荷工況合成諧波響應(yīng)復(fù)合材料SolidWorksSimulationPremiumS什么是機(jī)構(gòu)？機(jī)構(gòu)是用來傳遞運(yùn)動和動力的構(gòu)件系統(tǒng)，是具有確定運(yùn)動的實物組合體。任何系統(tǒng)的運(yùn)動由以下要素決定：連接構(gòu)件的配合；部件的質(zhì)量和慣性屬性；對系統(tǒng)添加力（動力學(xué)）；驅(qū)動運(yùn)動(馬達(dá)或推進(jìn)器)時間；什么是機(jī)構(gòu)？5運(yùn)動系統(tǒng)零件在強(qiáng)迫或限制下運(yùn)動整體完全受控制，并且無論在力和自重的狀況下只有一個運(yùn)動零自由度動力系統(tǒng)運(yùn)動零件在受力狀況下自由運(yùn)動在力的作用下部分受限制，并且有有限個運(yùn)動大于零的自由度運(yùn)動系統(tǒng)6質(zhì)量和慣性一切物體總保持勻速運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使他們改變這種狀態(tài)自由度：三個移動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度約束：減少自由度將限制構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動。運(yùn)動分析牛頓第二定律：∑F=ma動量守恒：∑M=dH/dt質(zhì)量和慣性7單位系統(tǒng)

SolidWorksMotion單位系統(tǒng)使用全局單位單位系統(tǒng)

SolidWorksMotion單位系統(tǒng)使用全您可從運(yùn)動算例使用MotionManager，此為基于時間線的界面，包括有以下運(yùn)動算例工具：動畫：可使用動畫形式裝展示配體的運(yùn)動?；具\(yùn)動：您可使用基本運(yùn)動在裝配體上模仿馬達(dá)、彈簧、碰撞、以及引力。運(yùn)動分析：您可使用運(yùn)動分析裝配體上精確模擬和分析運(yùn)動單元的效果（包括力、彈簧、阻尼、以及摩擦）。您可從運(yùn)動算例使用MotionManager，此為基于時間9運(yùn)動仿真界面過濾器運(yùn)動仿真樹滾動條工具條時間條鍵碼變化條運(yùn)動算例標(biāo)簽時間線運(yùn)動仿真界面過濾器運(yùn)動仿真樹滾動條工具條時間條鍵碼變化條運(yùn)動Lesson1運(yùn)動仿真流程課程要點(diǎn)：理解動畫、運(yùn)動、Motion應(yīng)用運(yùn)動連接理解復(fù)合運(yùn)動后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson1運(yùn)動仿真流程課程要點(diǎn)：11分析實例：車用千斤頂問題描述：馬達(dá)轉(zhuǎn)速100rpm，頂部施加8900N載荷模擬重物，模擬機(jī)械起重機(jī)頂起重物的過程，并考慮重力影響下的機(jī)構(gòu)運(yùn)動狀況。分析目標(biāo)：查看馬達(dá)能量消耗狀況。分析實例：車用千斤頂設(shè)置向?qū)D設(shè)置向?qū)D13圖標(biāo)類型和意義圖標(biāo)類型和意義14最大馬達(dá)力矩:7244Nmm最大能量消耗:76W結(jié)果圖解:力矩與能量消耗

最大馬達(dá)力矩:7244Nmm最大能量消耗:76W結(jié)果練習(xí)1及結(jié)果練習(xí)1及結(jié)果Lesson2配合及其后處理課程要點(diǎn)：理解約束配合的概念應(yīng)用運(yùn)動連接理解復(fù)合運(yùn)動后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson2配合及其后處理課程要點(diǎn)：17分析實例：曲柄問題描述：利用配合連接各個機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)點(diǎn)控制的逆時針馬達(dá)，模擬曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動狀況。分析目標(biāo)：查看導(dǎo)桿和滑塊的線性位移狀況。分析實例：曲柄基礎(chǔ)配合理解基礎(chǔ)配合理解19約束圖的理解一個重合和一個同心配合構(gòu)成一個轉(zhuǎn)動連一個同心配合構(gòu)成圓柱連接一個點(diǎn)和一個點(diǎn)同步（重合）配合構(gòu)成一個球形連接

一個點(diǎn)與軸同步構(gòu)成在直線上的連接約束圖的理解一個重合和一個同心配合構(gòu)成一個轉(zhuǎn)動連20在運(yùn)動仿真中，配合關(guān)系應(yīng)該能反饋機(jī)構(gòu)在相應(yīng)的位置正確的運(yùn)動關(guān)系。.在運(yùn)動仿真的環(huán)境中搭建裝配體在運(yùn)動仿真中，配合關(guān)系應(yīng)該能反饋機(jī)構(gòu)在相應(yīng)的位置正確的運(yùn)動關(guān)外部數(shù)據(jù)輸入配合過成功的提示外部數(shù)據(jù)輸入配合過成功的提示最大馬達(dá)力矩:10N-mm最大能量消耗:0.06W結(jié)果圖解:馬達(dá)力矩與能量消耗

最大馬達(dá)力矩:10N-mm最大能量消耗:0.06W結(jié)

運(yùn)動結(jié)果圖解–絕對

組件在全局坐標(biāo)系下圖解組件在局部坐標(biāo)系下圖解

運(yùn)動結(jié)果圖解–絕對

組件在全局坐標(biāo)系下圖解組件在局部坐

運(yùn)動結(jié)果圖解–相對

組件在全局坐標(biāo)系下圖解組件在局部坐標(biāo)系下圖解

運(yùn)動結(jié)果圖解–相對

組件在全局坐標(biāo)系下圖解組件在局部坐練習(xí)2練習(xí)2Lesson3接觸、彈簧及阻尼簡介課程要點(diǎn)：3D接觸設(shè)置彈簧與阻尼運(yùn)動仿真中的干涉檢查后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson3接觸、彈簧及阻尼簡介課程要點(diǎn)：27分析實例：彈射器問題描述：投射臂馬達(dá)3秒鐘轉(zhuǎn)990度，并在3.4秒鐘控制失效，添加接觸關(guān)系以及定義彈簧與阻尼，完成物體拋射動作。分析目標(biāo)：查看機(jī)構(gòu)運(yùn)作及彈簧相應(yīng)圖解。分析實例：彈射器創(chuàng)建馬達(dá)步驟1:控制馬達(dá)3秒轉(zhuǎn)動990度步驟2:在3.4秒時讓馬達(dá)失效創(chuàng)建馬達(dá)步驟1:控制馬達(dá)3秒轉(zhuǎn)動990度定義實體接觸定義實體接觸摩擦相關(guān)知識摩擦相關(guān)知識結(jié)果圖解力矩彈簧位移彈簧速度彈簧力結(jié)果圖解力矩彈簧位移彈簧速度彈簧力練習(xí)5關(guān)門器練習(xí)5關(guān)門器Lesson4實體接觸課程要點(diǎn)：接觸類型函數(shù)表達(dá)式收斂問題創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson4實體接觸課程要點(diǎn)：34分析實例：鎖扣問題描述：基于時間控制的馬達(dá)step(time,0,0D,1,90D)+step(time,1.5,0D,3,-90D)，控制鎖扣J型勾的運(yùn)動，設(shè)定彈簧k=10.00N/mm，阻尼C=0.1Nmm/s。分析目標(biāo)：查看機(jī)構(gòu)運(yùn)作及相應(yīng)圖解。分析實例：鎖扣馬達(dá)分段函數(shù)馬達(dá)分段函數(shù)馬達(dá)設(shè)置界面馬達(dá)設(shè)置界面定義實體接觸使用低精度接觸關(guān)系導(dǎo)致計算失敗定義實體接觸使用低精度接觸關(guān)系導(dǎo)致計算失敗系統(tǒng)默認(rèn)的積分求解方法，是一種快速且精確的計算位移方法，用于廣泛的運(yùn)動模擬中突然步長大小更改而在模型中出現(xiàn)斷續(xù)力、斷續(xù)運(yùn)動時，諸如接觸類，使用此積分方法可以獲得更高的精度，計算速度較慢。在運(yùn)動足夠平穩(wěn)時，此方法對速度和加速度能提供更好的精確度，對于較小步長也更精細(xì)，但計算緩慢。GSTIFFWSTIFFSI2-GSTIFF積分求解器系統(tǒng)默認(rèn)的積分求解方法，是一種快速且精確的計算位移方法，用于接觸力圖解精細(xì)圖解注意：碰撞時產(chǎn)生的峰值可以忽略不計GSTIFF結(jié)果圖解

接觸力圖解精細(xì)圖解注意：碰撞時產(chǎn)生的峰值可以忽略不計GSTI接觸力圖解精細(xì)圖解計算結(jié)果與GSTIFF求解器非常接近.WSTIFF計算結(jié)果接觸力圖解精細(xì)圖解計算結(jié)果與GSTIFF求解器非常接近.WS練習(xí)6后備箱蓋練習(xí)6后備箱蓋Lesson5曲線接觸課程要點(diǎn)：理解所定義接觸的類型后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson5曲線接觸課程要點(diǎn)：43此問題類似有限元分析中的2D簡化此問題類似有限元分析中的2D簡化44分析實例：電影放映機(jī)問題描述：如圖所示機(jī)構(gòu)讓裝置以一定轉(zhuǎn)速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)分析目標(biāo)：查看機(jī)構(gòu)運(yùn)作及相應(yīng)圖解。分析實例：電影放映機(jī)定義曲線之間的接觸定義曲線之間的接觸定義曲線之間的接觸注意圖中的接觸方向定義曲線之間的接觸注意圖中的接觸方向結(jié)果圖解：接觸力尖銳峰值的接觸力可以被忽略！結(jié)果圖解：接觸力尖銳峰值的接觸力可以被忽略！Lesson6凸輪合成課程要點(diǎn)：利用樣條曲線來控制馬達(dá)跟蹤路徑圖解根據(jù)CAM輪廓創(chuàng)建SW零件Lesson6凸輪合成課程要點(diǎn)：49分析實例：CAM凸輪加工過程問題描述：如圖所示，利用追蹤功能機(jī)構(gòu)讓裝置以一定轉(zhuǎn)速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)曲線圖建立凸輪草圖。分析目標(biāo)：建立一個符合設(shè)計要求的凸輪。分析實例：CAM凸輪加工過程跟蹤路徑圖解利用跟蹤路徑功能生成加工輪廓.跟蹤路徑圖解利用跟蹤路徑功能生成加工輪廓.Lesson7運(yùn)動優(yōu)化課程要點(diǎn)：通過定義傳感器來檢測運(yùn)動仿真的結(jié)果定義參數(shù)用來執(zhí)行設(shè)計優(yōu)化算例創(chuàng)建設(shè)計優(yōu)化算例Lesson7運(yùn)動優(yōu)化課程要點(diǎn)：52分析實例：醫(yī)用躺椅問題描述：考察躺椅的升降過程，優(yōu)化結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)在滿足一定運(yùn)動軌跡的狀態(tài)下馬達(dá)理輸出滿足最小。分析目標(biāo)：定義優(yōu)化分析選取最佳方案。分析實例：醫(yī)用躺椅定義馬達(dá)定義馬達(dá)Y方向最大位移Y方向最小位移最大馬達(dá)力傳感器Y方向最大位移傳感器在設(shè)計優(yōu)化算例中，模型的尺寸可以被設(shè)為參數(shù)定義參數(shù)在設(shè)計優(yōu)化算例中，模型的尺寸可以被設(shè)為參數(shù)定義參數(shù)定義設(shè)計優(yōu)化算例優(yōu)化目標(biāo)分析結(jié)束后，選定方案中椅子的質(zhì)量最小定義變量參數(shù)給定極限位移約束定義設(shè)計優(yōu)化算例優(yōu)化目標(biāo)分析結(jié)束后，選定方案中椅子的質(zhì)量最小結(jié)果馬達(dá)力經(jīng)優(yōu)化后減少了30%結(jié)果馬達(dá)力經(jīng)優(yōu)化后減少了30%Lesson8運(yùn)動和FEA聯(lián)合仿真課程要點(diǎn)：從Motion輸出載荷到FEA在SW的Simulation中運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析在SW的Motion中運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析Lesson8運(yùn)動和FEA聯(lián)合仿真課程要點(diǎn)：59分析實例：傳動軸問題描述：輸入端添加旋轉(zhuǎn)馬達(dá)2800RPM；輸出端添加力矩15000000N·mm；設(shè)置每秒2000幀，并運(yùn)行0.05秒。分析目標(biāo)：查看運(yùn)動圖解并輸入FEA進(jìn)行剛度強(qiáng)度校核。分析實例：傳動軸驅(qū)動馬達(dá)與反向力矩輸入馬達(dá)轉(zhuǎn)速2000RPM反向力矩15e6N-mm驅(qū)動馬達(dá)與反向力矩輸入馬達(dá)轉(zhuǎn)速2000RPM反向力矩15e驅(qū)動軸角速度圖解力矩運(yùn)動仿真結(jié)果圖解

驅(qū)動軸角速度圖解力矩運(yùn)動仿真結(jié)果圖解

配合位置決定零件如何彼此間移動是正確的FEA與力的結(jié)果所必須配合所應(yīng)用的面，點(diǎn)和線是無效的設(shè)置正確才能得到合理的FEA結(jié)果配合位置承載面FEA輸出

配合位置決定零件如何彼此間移動配合所應(yīng)用的面，點(diǎn)和線是無效的最大Von

Mises應(yīng)力(485

MPa).最大位移(0.115mm).全局結(jié)果圖解

最大VonMises應(yīng)力(485MPa).最大位移(0.VonMises應(yīng)力位移最終結(jié)果云圖VonMises應(yīng)力位移最終結(jié)果云圖Lesson9基于時間的仿真課程要點(diǎn)：添加伺服馬達(dá)添加傳感器創(chuàng)建事件的具體時間和邏輯關(guān)系Lesson9基于時間的仿真課程要點(diǎn)：66分析實例：傳動軸問題描述：輸入端添加旋轉(zhuǎn)馬達(dá)2800RPM；輸出端添加力矩15000000N·mm；設(shè)置每秒2000幀，并運(yùn)行0.05秒。分析目標(biāo)：查看運(yùn)動圖解并輸入FEA進(jìn)行剛度強(qiáng)度校核。分析實例：傳動軸裝載中空箱子裝載實體箱子驅(qū)動