运动
分析
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的一般步骤
运动分析在Catia V5 R12中的DMU Kinematics模块下的一般步骤
1.创建机构
运动分析不是针对单个实体的分析,而是针对一个或多个机构的分析,所以应该先确定一个机构。通常先确定一个固定件,否则机构是不能运动的。点击Fixed Part
在几何模型区,或者树形图上选择想要固定的部件,这时定义好的机构自动出现在树形图上。
2.定义约束
依据下表选择合适正确的运动副。
Catia V5提供了16种不同形式的约束,如下表:
序号
约束类型
图标
自由度
驱动命令类型
需要条件
1
铰接副 Revolute
1个旋转
角度
2轴线+2平面
2
棱柱副 Prismatic
1个移动
长度
2直线+2平面
3
圆柱副Cylindrical
1个旋转、1个移动
角度加长度,角度或长度
2轴线
4
球头副Spherical
3个旋转
—
2点
5
万向副U Joint
2个旋转
—
2回转体(轴线)
6
滚动曲线副Roll Curve
1个旋转、1个移动
长度
2曲线
7
滑动曲线副Slide Curve
2个旋转、1个移动
—
2曲线
8
点和曲线副Point Curve
3个旋转、1个移动
长度
1点+1曲线
9
点和表面副Point Surface
3旋转、2个移动
—
1点+1平面
10
CV Joint
—
—
3回转体(轴线)
11
螺旋副Screw Joint
1个旋转或1个移动
角度或长度
2直线+1螺距
12
平面副Planar
1个旋转2个移动
—
2平面
13
刚性结构副Rigid
—
—
2Parts
14
齿轮副Gear joint
1个旋转
角度
2铰接副+1比率
15
接头副Cable Joint
1个移动
长度
2楞柱副+1比率
16
齿条副Rack Joint
1转动或1移动
长度或角度
1铰接副+1楞柱副+比率
3.定义驱动命令
一个机构要想运动,通常会有一个或多个驱动,具体要根据机构形式而定。可以在第二步定义约束的同时进行驱动命令的定义。例如对于圆柱副,既可以定义角度驱动,又可以定义长度驱动,或者同时定义角度驱动和长度驱动。
完全约束的条件:每个运动副约束的自由度不同,而每个驱动命令只能约束一个自由度,当机构的自由度为零时,为完全约束(小于零为过约束,大于零为欠约束);这时系统会提示你,机构已经可以模拟了:
4.设置传感器
设置传感器来监测动态仿真过程,比如间隙值、碰撞、速度和加速度等。在动态仿真过程中,可以根据传感器测量的数据来分析检查样机的设计情况。
常用以下几个命令
Clash(碰撞分析);Distance & Band Analysis(距离和区域分析);Speed and Acceleration(速度和加速度测量)等。
(1)距离和区域分析:用于测量一个组内或者两个组内物体之间的最小距离。在装配或运动分析中还可以进行动态测量。点击命令:
Name:自定义名称或者选择默认名称;
Type:测量类型,一共有5种;Mimimum,Along X,Along Y,Along Z ,Band Analysis
计算类型,有三种;
Between two selection 在两个选择物体之间;
Inside one selection 在一个选择物体之内;
Selection Against All 选择物体与所有未选择的物体之间。
Accuracy:精度,此项功能只在区域分析时才可用。
Minimum distance和Maximum distance设置在区域分析中的区域值。
(2)碰撞分析:此命令可以检查总成的干涉或者接触。点击命令,出现如下对话框,
Name:自定义名称或者选择默认名称;
Type:测量类型,一共有4种一般用到前两种;
Connect + clash:接触+干涉
Clearance + Connect + clash: 间隙+接触+干涉
计算类型,有四种:
Between two selection 在两个选择物体之间;
Inside one selection 在一个选择物体之内;
Selection Against All 选择物体与所有未选择的物体之间;
Between all components 在所有物体之间。
5.运行运动仿真及数据输出
Simulation With Commands(命令仿真)
Mechanism:对于多机构的系统,可以选择要运行的机构;
Command:设置机构的运动标值,可以滑动滑块进行设置,也可以直接在后面的数值框里直接输入。点击后面的隐藏的命令框可以设置设置机构可以运行的范围,如图下图(右):
Reset:恢复运动机构的初始位置;
Analysis:点击察看并可编辑机构中已经设置的分析工具;
Simulation是对运动仿真的控制工具栏:
Immediate:在设置好Command后,机构立即运动到指定位置
On request:可以通过下面的播放工具条来控制仿真运动,
Number of steps:设置仿真运动的步骤。
Activate Sensors:激活传感器,激活后会出现下面的对话框:
Selection:所有传感器的列表,单击选取需要的传感器,使其后面的Observed变为Yes,即激活了这个传感器。
Instantaneous Values:机构运动过程中,传感器检测到的当前数值;
History:纪录机构运动过程中,传感器检测到的所有数值;
Detect Clashes:监测干涉。有三个选项
不设置干涉监测
设置干涉监测,当干涉时会显示出干涉位置,机构不会停止运动
设置监测,机构会在干涉发生位置停止运动。
定义驱动命令
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