理论教育 弹性碰撞仿真的典型机构应用示例

弹性碰撞仿真的典型机构应用示例

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:读者可以打开视频文件D:\creo2.16\work\ch07\ch07.06\ok\COLLISION_ASM.mpg查看机构运行状况。图7.6.1 机构模型Step1.将工作目录设置至D:\creo2.16\work\ch07\ch07.06\。分别选取图7.6.2所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图7.6.3所示。图7.6.8 创建滑块连接定义“轴对齐”约束。图7.6.12 设置位置参数设置摩擦系数。单击功能选项卡区域中的“机构”按钮,进入机构模块。在机构上单击选取整个装配为参考。图7.6.18 定义凸轮连接属性单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的按钮。图7.6.20 设置顶点半径参数单击操控

弹性碰撞仿真的典型机构应用示例

范例概述:

该模型模拟的是滑块受到一个瞬间矢量力的作用,在底座上面滑动,然后与挡板接触一起运动压缩弹簧,压缩到一定程度后,弹簧反弹将滑块弹出,由于摩擦力的原因最终停止在某一位置,如图7.6.1所示。该实例综合运用了点力、3D接触、弹簧、凸轮动态分析等功能。读者可以打开视频文件D:\creo2.16\work\ch07\ch07.06\ok\COLLISION_ASM.mpg查看机构运行状况。

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图7.6.1 机构模型

Step1.将工作目录设置至D:\creo2.16\work\ch07\ch07.06\。

Step2.新建文件。新建一个装配模型,命名为collision_asm,选取978-7-111-42656-1-Chapter07-450.jpg模板。

Step3.引入第一个元件base.prt,并使用978-7-111-42656-1-Chapter07-451.jpg约束完全约束该元件。

Step4.引入第二个元件slide.prt,并将其调整到图7.6.2所示的位置。

Step5.创建slide和base之间的滑块连接。

(1)在连接列表中选取978-7-111-42656-1-Chapter07-452.jpg选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的978-7-111-42656-1-Chapter07-453.jpg选项卡

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图7.6.2 创建滑块(Slider)连接

(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图7.6.2所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter07-455.jpg界面如图7.6.3所示。

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图7.6.3 “放置”界面

(3)定义“旋转”约束。分别选取图7.6.2所示的两个表面为“旋转”约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter07-457.jpg界面如图7.6.4所示。

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图7.6.4 “放置”界面

(4)设置平移轴参考。在978-7-111-42656-1-Chapter07-459.jpg界面中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-460.jpg选项,选取图7.6.5所示的两个平面为平移轴参考。

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图7.6.5 设置平移轴参考

(5)设置位置参数。在978-7-111-42656-1-Chapter07-462.jpg界面右侧978-7-111-42656-1-Chapter07-463.jpg区域下的文本框中输入值150,并按Enter键确认,然后单击978-7-111-42656-1-Chapter07-464.jpg按钮;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-465.jpg复选框;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-466.jpg复选框,在其后的文本框中输入值0;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-467.jpg复选框,在其后的文本框中输入值850,分别按Enter键确认,如图7.6.6所示。

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图7.6.6 设置位置参数

(6)设置摩擦系数。在978-7-111-42656-1-Chapter07-469.jpg界面右侧单击978-7-111-42656-1-Chapter07-470.jpg按钮,选中978-7-111-42656-1-Chapter07-471.jpg复选框,在978-7-111-42656-1-Chapter07-472.jpg文本框中输入静态摩擦系数0.1,在978-7-111-42656-1-Chapter07-473.jpg文本框中输入动态摩擦系数0.1,分别按Enter键确认,如图7.6.7所示。

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图7.6.7 设置摩擦系数

(7)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter07-475.jpg按钮,完成滑块连接的创建。

Step6.引入元件block.prt,并将其调整到图7.6.8所示的位置。

Step7.创建block和base之间的滑块连接。

(1)在连接列表中选取978-7-111-42656-1-Chapter07-476.jpg选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的978-7-111-42656-1-Chapter07-477.jpg选项卡。

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图7.6.8 创建滑块(Slider)连接

(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图7.6.8所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter07-479.jpg界面如图7.6.9所示。

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图7.6.9 “放置”界面

(3)定义“旋转”约束。分别选取图7.6.8所示的两个表面为“旋转”约束参考,此时978-7-111-42656-1-Chapter07-481.jpg界面如图7.6.10所示。

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图7.6.10 “放置”界面

(4)设置平移轴参考。在978-7-111-42656-1-Chapter07-483.jpg界面中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-484.jpg选项,选取图7.6.11所示的两个平面为平移轴参考。

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图7.6.11 设置平移轴参考

(5)设置位置参数。在978-7-111-42656-1-Chapter07-486.jpg界面右侧978-7-111-42656-1-Chapter07-487.jpg区域下的文本框中输入值260,并按Enter键确认,然后单击978-7-111-42656-1-Chapter07-488.jpg按钮;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-489.jpg复选框;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-490.jpg复选框,在其后的文本框中输入值0;选中978-7-111-42656-1-Chapter07-491.jpg复选框,在其后的文本框中输入值500,分别按Enter键确认,如图7.6.12所示。

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图7.6.12 设置位置参数

(6)设置摩擦系数。在978-7-111-42656-1-Chapter07-493.jpg界面右侧单击978-7-111-42656-1-Chapter07-494.jpg按钮,选中978-7-111-42656-1-Chapter07-495.jpg复选框,在978-7-111-42656-1-Chapter07-496.jpg文本框中输入静态摩擦系数0.1,在978-7-111-42656-1-Chapter07-497.jpg文本框中输入动态摩擦系数0.1,分别按Enter键确认,如图7.6.13所示。

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图7.6.13 设置摩擦系数

(7)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter07-499.jpg按钮,完成滑块连接的创建。

Step8.进入机构模块。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-500.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter07-501.jpg区域中的“机构”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-502.jpg,进入机构模块。

Step9.定义质量属性。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-503.jpg区域中的“质量属性”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-504.jpg,系统弹出“质量属性”对话框。

(2)选择参考类型。在978-7-111-42656-1-Chapter07-505.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-506.jpg选项。

(3)选取参考对象。在机构上单击选取整个装配为参考。

(4)定义密度。在978-7-111-42656-1-Chapter07-507.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-508.jpg选项,在文本框中输入密度值7.8500e-09,按Enter键确认。

(5)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-509.jpg按钮,完成质量属性的定义。

Step10.定义弹簧。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-510.jpg区域中的“弹簧”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-511.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-Chapter07-512.jpg

(3)选取参考对象。在操控板中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-513.jpg按钮,按住Ctrl键,选取图7.6.14所示的两个基准点为参考对象。

(4)定义弹簧直径。在操控板中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-514.jpg按钮,选中其中的978-7-111-42656-1-Chapter07-515.jpg复选框,输入弹簧直径100,单位为mm。

(5)定义弹簧参数。在操控板的978-7-111-42656-1-Chapter07-516.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-Chapter07-517.jpg文本框中输入弹簧的原始长度值260,单位为mm,此时弹簧显示如图7.6.15所示。

(6)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter07-518.jpg按钮,完成弹簧的定义。

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图7.6.14 选取参考对象

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图7.6.15 定义弹簧(www.daowen.com)

Step11.定义凸轮连接。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-521.jpg区域中的“凸轮”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-522.jpg,此时系统弹出“凸轮从动机构连接定义”对话框。

(2)定义“凸轮1”的参考。选取图7.6.16所示曲面为“凸轮1”的参考,单击“选择”对话框的978-7-111-42656-1-Chapter07-523.jpg按钮。

(3)定义“凸轮2”的参考。单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter07-524.jpg选项卡,选取图7.6.17所示曲面为“凸轮2”的参考,单击“选择”对话框的978-7-111-42656-1-Chapter07-525.jpg按钮。

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图7.6.16 定义“凸轮1”的参考

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图7.6.17 定义“凸轮2”的参考

(4)定义凸轮连接属性。单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter07-528.jpg选项卡设置图7.6.18所示的参数。

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图7.6.18 定义凸轮连接属性

(5)单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter07-530.jpg按钮。

Step12.定义3D接触。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-531.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter07-532.jpg区域中的“3D接触”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-533.jpg,系统弹出“3D接触”操控板。

(2)选取参考对象。按住Ctrl键,在机构中选依次取图7.6.19所示的曲面和基准点为参考对象。

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图7.6.19 选取参考对象

注意:选取基准点PNT0时可以使用“在列表中选取”的方法。

(3)设置顶点半径参数。单击“3D接触”操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter07-535.jpg选项卡,在978-7-111-42656-1-Chapter07-536.jpg文本框中输入值10,如图7.6.20所示。

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图7.6.20 设置顶点半径参数

(4)单击操控板中的978-7-111-42656-1-Chapter07-538.jpg按钮,完成连接的创建。

Step13.在滑块中添加一个点力。

(1)选择命令。在978-7-111-42656-1-Chapter07-539.jpg功能选项卡中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-540.jpg区域中的“力/扭矩”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-541.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-Chapter07-542.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-543.jpg选项。

(3)定义力的位置参考。在机构中选择图7.6.21所示的点为力的位置参考。

(4)定义力的大小。在978-7-111-42656-1-Chapter07-544.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-545.jpg选项,单击“向表中添加行”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-546.jpg,在978-7-111-42656-1-Chapter07-547.jpg文本框中输入值0,在978-7-111-42656-1-Chapter07-548.jpg文本框中输入值2600;在978-7-111-42656-1-Chapter07-549.jpg文本框中输入值0.1,在978-7-111-42656-1-Chapter07-550.jpg文本框中输入值0。

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图7.6.21 选取参考对象

(5)定义力的方向。在对话框中单击978-7-111-42656-1-Chapter07-552.jpg选项卡,在978-7-111-42656-1-Chapter07-553.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-554.jpg选项,然后选择图7.6.21所示的边线为力的方向参考,单击978-7-111-42656-1-Chapter07-555.jpg按钮使力的方向如图7.6.22所示。

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图7.6.22 定义方向

(6)单击对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter07-557.jpg按钮,完成力的定义。

Step14.设置重力。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-558.jpg区域中的“重力”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-559.jpg,系统弹出“重力”对话框。

(2)设置重力方向。在978-7-111-42656-1-Chapter07-560.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7.6.23所示。

(3)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-561.jpg按钮,完成重力的设置。

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图7.6.23 重力方向

Step15.设置初始位置。

(1)选择拖动命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-563.jpg区域中的“拖动元件”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-564.jpg,系统弹出“拖动”对话框。

(2)记录快照1。单击对话框978-7-111-42656-1-Chapter07-565.jpg区域中的978-7-111-42656-1-Chapter07-566.jpg按钮,即可记录当前位置为快照1(Snapshot1)。

(3)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-567.jpg按钮,关闭“拖动”对话框。

Step16.设置初始条件。

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-568.jpg区域中的“初始条件”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-569.jpg,系统弹出“初始条件定义”对话框。

(2)在978-7-111-42656-1-Chapter07-570.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-571.jpg为初始位置条件,然后单击978-7-111-42656-1-Chapter07-572.jpg按钮。

(3)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-573.jpg按钮,完成初始条件的定义。

Step17.定义动态分析

(1)选择命令。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-574.jpg区域中的“机构分析”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-575.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-Chapter07-576.jpg下拉列表中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-577.jpg选项。

(3)定义图形显示。在978-7-111-42656-1-Chapter07-578.jpg选项卡的978-7-111-42656-1-Chapter07-579.jpg文本框中输入值2,在978-7-111-42656-1-Chapter07-580.jpg文本框中输入值200。

(4)定义初始配置。在978-7-111-42656-1-Chapter07-581.jpg区域中选择978-7-111-42656-1-Chapter07-582.jpg单选项。

(5)定义外部载荷。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-583.jpg选项卡,选中978-7-111-42656-1-Chapter07-584.jpg978-7-111-42656-1-Chapter07-585.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-Chapter07-586.jpg按钮,查看机构的运行状况。

(7)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-587.jpg完成运动分析。

Step18.保存回放结果。

(1)单击978-7-111-42656-1-Chapter07-588.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter07-589.jpg区域中的“回放”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-590.jpg,系统弹出“回放”对话框。

(2)在“回放”对话框中单击“保存”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-591.jpg,系统弹出“保存分析结果”对话框,采用默认的名称,单击978-7-111-42656-1-Chapter07-592.jpg按钮,即可保存仿真结果。

Step19.输出视频。

(1)单击“回放”对话框中的“播放当前结果集”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-593.jpg,系统弹出“动画”对话框,

(2)单击“回放”对话框中的“录制动画为MPEG文件”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-594.jpg,系统弹出“捕获”对话框,单击978-7-111-42656-1-Chapter07-595.jpg按钮,机构开始运行输出视频文件。

(3)在工作目录中播放视频文件“COUPLING.mpg”查看结果。

(4)单击“动画”对话框中的978-7-111-42656-1-Chapter07-596.jpg按钮,返回到“回放”对话框,单击其中的978-7-111-42656-1-Chapter07-597.jpg按钮关闭对话框。

Step20.再生模型。单击978-7-111-42656-1-Chapter07-598.jpg功能选项卡978-7-111-42656-1-Chapter07-599.jpg区域中的“重新生成”按钮978-7-111-42656-1-Chapter07-600.jpg,再生机构模型。

Step21.保存机构模型。

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