理论教育 静态分析:机构达到平衡状态下的受力状况分析

静态分析:机构达到平衡状态下的受力状况分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:静态分析主要分析机构达到平衡状态时的受力状况。图6.5.8 重力方向Step10.定义静态分析1。单击区域中的“机构分析”按钮,系统弹出图6.5.9所示的“分析定义”对话框。图6.5.9 “分析定义”对话框图6.5.10 “图形工具”对话框Step11.设置初始位置2。图6.5.12 方向定义界面图6.5.13 定义力Step13定义静态分析2。

静态分析:机构达到平衡状态下的受力状况分析

静态分析主要分析机构达到平衡状态时的受力状况。当机构受到重力和其他载荷作用时,使用静态分析可以快速地得到机构的平衡状态,由于在进行静态分析时系统不考虑速度,所以静态分析能比动态分析更快地分析出机构的平衡状态。运行静态分析时,系统会显示加速度迭代图形,显示机构的最大加速度,在分析过程中模型位置和图形都会发生变化,当机构达到平衡状态时,图形中的最大加速度将显示为0。

下面举例说明定义静态分析的操作过程。在图6.5.1所示的机构中,首先将模拟机构在空载状态下,由于自身重力和弹簧的影响达到平衡状态,然后再施加一个点力载荷,模拟机构在有载荷的情况下达到平衡状态。

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图6.5.1 机构模型

Step1.将工作目录设置至D:\creo2.16\work\ch06\ch06.05\。

Step2.新建文件。新建一个装配模型,命名为Static_asm,选取978-7-111-42656-1-Chapter06-140.jpg模板。

Step3.引入第一个元件base.prt,并使用978-7-111-42656-1-Chapter06-141.jpg约束完全约束该元件。

Step4.引入第二个元件rod.prt,并将其调整到图6.5.1所示的位置。

Step5.创建销连接。

(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-142.jpg选项。

(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter06-143.jpg按钮,分别选取图6.5.2中的两个轴线为“轴对齐”约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter06-144.jpg界面如图6.5.3所示。

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图6.5.2 创建“销(Pin)”连接

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图6.5.3 “放置”界面

(3)定义“平移”约束。在模型树中分别选取base和rod中的TOP基准平面为约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter06-147.jpg界面如图6.5.4所示。

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图6.5.4 “放置”界面

(4)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter06-149.jpg按钮,完成销连接的创建,如图6.5.5所示。

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图6.5.5 完成机构装配

Step6.进入机构模块。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-151.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter06-152.jpg区域中的“机构”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-153.jpg,进入机构模块。

Step7.定义弹簧。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-154.jpg区域中的“弹簧”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-155.jpg,系统弹出“弹簧”操控板。

(2)定义弹簧类型。在操控板中按下“延伸/压缩弹簧”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-156.jpg

(3)选取参考对象。在操控板中单击978-7-111-42656-1-Chapter06-157.jpg按钮,按住Ctrl键,选取图6.5.6所示的两个基准点为参考对象。

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图6.5.6 选取参考对象

(4)定义弹簧直径。在操控板中单击978-7-111-42656-1-Chapter06-159.jpg按钮,选中其中的978-7-111-42656-1-Chapter06-160.jpg复选框,输入弹簧的直径25,单位为mm。

(5)定义弹簧参数。在操控板的978-7-111-42656-1-Chapter06-161.jpg文本框中输入弹簧系数30,单位为N/mm;在操控板的978-7-111-42656-1-Chapter06-162.jpg文本框中输入弹簧的原始长度值65,单位为mm,此时弹簧显示如图6.5.7所示。

(6)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter06-163.jpg按钮,完成弹簧的定义。

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图6.5.7 定义弹簧参数

Step8.设置初始位置1。

(1)选择拖动命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-165.jpg区域中的“拖动元件”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-166.jpg,系统弹出“拖动”对话框。

(2)拖动机构。拖动机构中的rod到图6.5.7所示的近似位置。

(3)记录快照1。单击对话框978-7-111-42656-1-Chapter06-167.jpg区域中的978-7-111-42656-1-Chapter06-168.jpg按钮,即可记录当前位置为快照1(Snapshot1)。

(4)单击978-7-111-42656-1-Chapter06-169.jpg按钮,关闭“拖动”对话框。

Step9.设置重力。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-170.jpg区域中的“重力”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-171.jpg,系统弹出“重力”对话框。

(2)设置重力方向。在978-7-111-42656-1-Chapter06-172.jpg区域中设置X=0,Y=0,Z=1,分别按Enter键确认,此时重力方向如图6.5.8所示。

(3)单击978-7-111-42656-1-Chapter06-173.jpg按钮,完成重力的设置。

978-7-111-42656-1-Chapter06-174.jpg(www.daowen.com)

图6.5.8 重力方向

Step10.定义静态分析1。本次分析将模拟机构在重力和弹簧的作用下达到平衡状态。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-175.jpg区域中的“机构分析”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-176.jpg,系统弹出图6.5.9所示的“分析定义”对话框。

(2)定义分析类型。在978-7-111-42656-1-Chapter06-177.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-178.jpg选项。

(3)定义初始配置。在978-7-111-42656-1-Chapter06-179.jpg区域中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-180.jpg单选项。

(4)定义分析步距。在978-7-111-42656-1-Chapter06-181.jpg取消选中978-7-111-42656-1-Chapter06-182.jpg复选框,在其后的文本框中输入值0.01。

(5)定义外部载荷。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-183.jpg选项卡,选中978-7-111-42656-1-Chapter06-184.jpg复选框。

(6)运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter06-185.jpg按钮,查看机构的运行状况。此时机构逐渐达到平衡状态,并显示图6.5.10所示的“图形工具”对话框,该对话框中显示了加速度迭代图形。

(7)单击978-7-111-42656-1-Chapter06-186.jpg完成运动分析,关闭“图形工具”对话框。

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图6.5.9 “分析定义”对话框

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图6.5.10 “图形工具”对话框

Step11.设置初始位置2。

(1)选择拖动命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-189.jpg区域中的“拖动元件”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-190.jpg,系统弹出“拖动”对话框。

(2)记录快照2。单击对话框978-7-111-42656-1-Chapter06-191.jpg区域中的978-7-111-42656-1-Chapter06-192.jpg按钮,即可记录当前位置为快照2(Snapshot2)。

(3)单击978-7-111-42656-1-Chapter06-193.jpg按钮,关闭“拖动”对话框。

Step12.在机构中添加一个点力作为外部载荷。

(1)选择命令。在978-7-111-42656-1-Chapter06-194.jpg功能选项卡中单击978-7-111-42656-1-Chapter06-195.jpg区域中的“力/扭矩”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-196.jpg,系统弹出“力/扭矩定义”对话框。

(2)定义力的类型。在978-7-111-42656-1-Chapter06-197.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-198.jpg选项。

(3)定义力的位置参考。在机构中选择图6.5.11所示的基准点为力的位置参考。

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图6.5.11 选取参考对象

(4)定义力的大小。在978-7-111-42656-1-Chapter06-200.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-201.jpg选项,在978-7-111-42656-1-Chapter06-202.jpg文本框中输入值600,单击图形按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-203.jpg,系统将显示该力的轮廓图。

(5)定义力的方向。在对话框中单击978-7-111-42656-1-Chapter06-204.jpg选项卡,在该选项卡采用图6.5.12所示的设置来定义方向。

(6)单击对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter06-205.jpg按钮,完成力的定义,如图6.5.13所示。

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图6.5.12 方向定义界面

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图6.5.13 定义力

Step13定义静态分析2。本次分析将模拟机构在重力、弹簧和外部载荷的作用下达到平衡状态。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-208.jpg区域中的“机构分析”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-209.jpg,系统弹出“分析定义”对话框。

(2)定义分析类型。在978-7-111-42656-1-Chapter06-210.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-211.jpg选项。

(3)定义初始配置。在978-7-111-42656-1-Chapter06-212.jpg区域中选择978-7-111-42656-1-Chapter06-213.jpg单选项,并在其后的下拉列表中选择快照“Snapshot2”。

(4)定义分析步距。在978-7-111-42656-1-Chapter06-214.jpg取消选中978-7-111-42656-1-Chapter06-215.jpg复选框,在其后的文本框中输入值0.01。

(5)定义外部载荷。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-216.jpg选项卡,选中978-7-111-42656-1-Chapter06-217.jpg复选框。

(6)运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter06-218.jpg按钮,查看机构的运行状况。此时机构逐渐达到平衡状态,并显示图6.5.14所示的“图形工具”对话框,该对话框中显示了加速度迭代图形。

(7)单击978-7-111-42656-1-Chapter06-219.jpg完成运动分析,关闭“图形工具”对话框。

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图6.5.14 “图形工具”对话框

Step14.再生模型。单击978-7-111-42656-1-Chapter06-221.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter06-222.jpg区域中的“重新生成”按钮978-7-111-42656-1-Chapter06-223.jpg,再生机构模型。

Step15.保存机构模型。

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