第4章虚拟样机建模XXXX

第四章第四章虚拟样机建模虚拟样机建模虚拟样机技术及其应用--4虚拟样机技术及其应用虚拟样机技术及其应用----442013/12/22虚拟样机建模虚拟样机建模（一）几何建模绘制基本几何形状简单形体几何建模复杂形体几何建模修改几何形体修改构件特性（二）约束机构运动副、指定约束方向、接触约束定义运动（约束机构）（三）施加载荷（四）编辑样机模型2013/12/23（一）几何建模（一）几何建模拥有三维CAD建模功能可自动计算有关几何、物理参数（体积、质量、惯性矩等）拥有同其他著名CAD软件进行数据交换的接口：I-DEASPro/EUGMechanismsSolidWorks、AutodeskBentleyMicrostation2013/12/244.14.1几何建模预备知识几何建模预备知识4种类型几何体：刚性形体、柔性形体、点质量、地基形体几何体坐标系几何体的参考坐标（构件坐标）---几何体定位几何体的命名POINT_MASS_1，POINT_MASS_2PART_1，PART_2几何建模的准备工作栅格平面，坐标窗口，单位几何形体属于：新构件、向现有构件添加几何形体、添加到地基上的几何形体2013/12/254.24.2几何建模工具几何建模工具几何建模工具集几何建模工具设置栏图4-1.几何建模工具（a）（b）表格编辑器浮动对话框2013/12/26用途快捷图标参数设置说明定义点Point点加到地基上，还是另一个构件上是否要将附近的对象同点关联按鼠标右键，可以弹出鼠标附近所有对象的列表，供选择关联定义标记坐标Marker标记加到地基上或另一个构件上标记坐标的方向绘制直线和多义线Polyline产生新构件还是添加到构件或地基上线型：直线、开口多义线、封闭多义线线段的长度用鼠标点击上一步定义的端点，可以删除最后一步绘制的线段绘制圆弧和园Arc产生新构件还是添加到构件或地基上圆或圆弧的半径选择圆，或圆弧夹角绘制光滑曲线Spline产生新构件还是添加到构件或地基上是开口曲线还是封闭曲线用鼠标点击上一步定义的曲线位置可以后退一步4.34.3绘制基本几何形状绘制基本几何形状2013/12/274.44.4简单形体几何建模简单形体几何建模常用基本形体图库，选取三维实体建模工具图标参数设置：产生新构件（NewPart）、添加几何体到现有构件（AddtoPart）、添加几何体到地基上（OnGround）选择输入有关尺寸参数按照屏幕下方状态栏的提示，用鼠标确定起始绘图点定义了几何形体的位置，自动在起始点设置一个标记坐标按住鼠标左键不放，拖动鼠标释放鼠标键，完成简单形体建模2013/12/28简单形体几何建模简单形体几何建模几何建模工具集几何建模工具设置栏表格编辑器浮动对话框组合形体细节2013/12/29ADAMS/ViewADAMS/View基本形体图库基本形体图库名称和快捷键图形尺寸参数/默认值说明长方体Box长（Length）高（Height）深（Depth）/2min(长,高)绘图起始和结束点为长方体的两个对角端点。有1个热点，定义长、高和深圆柱体Cylinder长（Length）半径（Radius）/0.25长绘图起始点为中心点。有2个亮点可分别用于修改长度和半径球体Sphere半径（Radii）/x,y,z三个方向的半径相等若x,y,z三个方向半径不相等，生成椭球。绘图起始点为中心点。有3个亮点，可分别用于修改x,y,z方向的半径圆台Frustum长（Length）底半径（BottomRadius）/0.125长顶半径（TopRadius）/0.5底半径绘图起始点为底圆中心标记。有3个亮点，分别控制长、底半径、顶半径圆环Torus圆环半径（InnerRadius）圆管半径（OuterRadius）/0.25圆环半径绘图起始点为中心标记。有2个热点，分别控制圆环的中心线和圆管半径2013/12/210ADAMS/ViewADAMS/View基本形体图库基本形体图库名称和快捷键图形尺寸参数/默认值说明连杆Link长（Length）宽（Width）/0.1长深（Depth）/0.05长绘图起始点为I标记。有2个亮点，一个控制连杆长度，另一个控制连杆的宽度和深度圆角多边形板Plate半径（Radius）/1.0厚度（Thickness）/1.0通过确定圆角位置定义多边形板，至少定义3个圆角。有1个热点控制板厚拔出形体Extrusion拔出端面（Profile）长（Length）或拔出路径拔出实体或薄壳(Closed/Open)拔出方向：向前、对中、向后拔出端面的顶点均为热点，修改这些热点的位置，可以改变端面形状。另有一个热点定义长度回转形体Revolution回转面（Profile）回转轴回转实体或薄壳(Closed/Open)回转面的顶点均为热点，可以通过修改这些热点，改变回转面以及回转形体形状。回转面不能同回转轴相交2013/12/2114.54.5复杂形体几何建模复杂形体几何建模连接线段组合形体功能快捷图标说明合并两个相交的实体Union实体2并入实体1，然后实体2被删除。合并两个不相交的实体Merge实体2并入实体1，然后实体2被删除。两个实体的相交形体Intersect实体1变成两实体相交部分的形状，实体2被删除。用一个实体切割另一实体Cut用实体1切割实体2，实体2中同实体1相交的部分被删除。注：实体2不能被切断成两块，也不能全部被切除。还原被组合的形体Split此功能可以将经过合并、相交和切割等处理形成的组合形体，还原为原先的基本形体。注：实体1—操作过程中选择的第一个实体，实体2—操作过程中选择的第二个实体。2013/12/212复杂形体几何建模复杂形体几何建模----添加几何体细节结构添加几何体细节结构边缘倒角、边缘圆角、开孔、添加凸台、挖空或在外围添加材料功能快捷图标参数设置说明倒角Chamfer斜面的宽度(Width)圆角Fillet圆角半径(Radius)末端半径值(EndRadius)要求圆角半径变化时，需选择EndRadius项，输入末端半径值，此时圆角半径为起始半径开孔Hole半径(Radius)，深度(Depth)半径和深度的设置，不能使几何体分成两块凸圆Boss半径(Radius)，高度(Height)挖空壳体厚度t（Thickness）外围添加材料Hollow添加部分厚度t（Thickness）删除内部的形体2013/12/2134.64.6修改几何形体修改几何形体3种方法：拖动热点、利用对话框和编辑位置表拖动热点：选择几何体，拖动热点2013/12/214修改几何形体修改几何形体------利用对话框利用对话框鼠标右键→弹出式菜单→几何体→Modify命令2013/12/215修改几何形体修改几何形体----编辑位置表编辑位置表修改直线、多义线、拔出形体、回转体的形状弹出式修改对话框中，选择More快捷键2013/12/2164.74.7修改构件特性修改构件特性--------特性修改对话框特性修改对话框鼠标右键→弹出式菜单→构件→Modify命令设置惯性和惯性矩设置初始速度设置初始位置设置材料（右键）测量移动和旋转注释2013/12/217（（二）约束机构二）约束机构4种类型的约束运动副约束，例如：转动副，棱柱副等指定约束方向限制某个运动方向接触约束定义两构件在运动中发生接触时，是怎样相互约束的约束运动规定一个构件遵循某个时间函数按指定的轨迹规律运动2013/12/2185.25.2约束工具约束工具连接工具集运动工具集2013/12/2195.35.3常用的运动副常用的运动副1．.铰接副2．棱柱副3．圆柱副约束2个旋转3个移动自由度约束3个旋转2个移动自由度约束3个旋转2个移动自由度4．.球形副5．平面副6．恒速副约束3个移动自由度约束2个旋转1个移动自由度约束1个旋转3个移动自由度2013/12/220常用的运动副常用的运动副7．螺旋副8．固定副9．万向副约束1个自由度*约束3个旋转3个移动自由度约束1个旋转3个移动自由度10．万向副11．齿轮副12．关联副约束1个旋转3个移动自由度2013/12/221修改运动副修改运动副鼠标右键→弹出式菜单→运动副→Modify命令设置基本参数定义运动设置初始条件2013/12/2225.45.4其它约运动束方式其它约运动束方式----指定约束，凸轮机构指定约束，凸轮机构2013/12/223施加运动约束施加运动约束指定初始状态位置（位移、转角）速度，角速度加速度、角加速度指定运动过程位置轨迹速度，角速度加速度、角加速度运动描述：位置、速度、加速度内置几十个函数用户可自定义函数用户可自编子程序（C、Fortran语言）2013/12/224（三）（三）..施加载荷施加载荷4种类型的力：作用力柔性连接力特殊力（例如：重力等）接触力定义力时需要说明:力或力矩力作用的构件和作用点力的大小和方向2013/12/2256.26.2调用施加力工具调用施加力工具参数设置参数设置主工具箱Build菜单力作用在一对构件上(作用力和反作用力)力作用在构件和地基之间(单作用力）2013/12/2266.36.3施加作用力和修改力施加作用力和修改力选择施加的力:设置栏选择Spacefixed、Bodyfixed、或Twobodies选择力方向的定义方法：NormaltoGrid或PickFeature，输入力值(Constant)，输入系数K和C（KandC），或自定义（Custom）如果选择采用方向矢量定义力的方向，需定义方向矢量使用自定义函数或自定义子程序定义力：显示修改力对话框修改力或力矩的定义使用自定义函数或自定义子程序2013/12/227修改力或力矩修改力或力矩2013/12/228（四）编辑样机模型（四）编辑样机模型使用表格编辑器编辑对象表格编辑器几乎可以编辑所有对象，例如：构件、标记、点、运动副、力、运动、变量等Tools菜单→TableEditor命令→表格编辑器操作命令列标题行标题对象类型选择输入栏图7-5表格编辑器2013/12/229编辑样机模型编辑样机模型修改、复制、删除和重新命名对象，两种方法使用弹出式菜单使用数据库浏览器---菜单移动和旋转对象通过拖动近似地移动对象使用位置手柄移动和旋转对象手柄位置手柄位置2013/12/230采用增量法移动和转动对象采用增量法移动和转动对象绕x轴旋转绕y轴旋转绕z轴旋转沿x轴移动沿y轴移动设置视图方向设置支点角度增量位移增量2013/12/231采用作图法移动和转动对象采用作图法移动和转动对象移动对象，镜象轴1.绕所选轴镜象对象对象和基准的配合面1.通过基准面定位对象移动对象，旋转轴，基准轴等1.绕一根轴旋转对象(选About)2.旋转对象，使其沿基准轴排列(选Align)移动对象，第1、2点或矢量（轴）Selected参数表示移动当前选择的对象Copy参数表示移动当前选择的对象的副本1.通过定义两点移动对象(选FromTo)2.沿一矢量移动对象(选DirectionDistance)作图选择设置栏参数说明用途工具图标2013/12/232对象的无效处理对象的无效处理对象有两种状态，活动状态和无效状态在默认状态下，所有的对象都是活动的使对象无效或活动有两种方法：在对象的弹出式菜单中，选择(De)activate命令在Edit菜单中，选择Deactivate或Activate命令2013/12/233往复式压缩机曲柄滑块机构往复式压缩机曲柄滑块机构动态分析动态分析曲轴以15000r/min转速旋转；载荷F=1000KN，方向与滑块运动相反确定：滑块的位置、速度和加速度；驱动力矩sredr/8.1570min/15000)8.1570,5.0,0,0,(timeSTEPF=