DMU高级教程解析

电子样机DigitalMockup郝万军[e-mail]电子样机概念电子样机漫游器运动机构模拟空间分析电子样机概念电子样机漫游器运动机构模拟空间分析电子样机（DigitalMock-Up）简称DMU，是对产品真实化的计算机模拟，通过对样机的计算机模拟，能够满足各种各样的功能，可以提供用于工程设计、加工制造、产品拆装维护的模拟环境；是支持产品和流程、信息传递、决策制定的公共平台；覆盖从产品概念设计到维护服务的整个生命周期。电子样机技术主要是指在计算机平台上，通过三维CAD/CAE/CAM软件，建立完整的产品数字化模型；组成电子样机的每个部件除了准确定义三维几何图形外，还赋予相互间的装配关系、技术关联、工艺、公差、人力资源、材料、制造资源、成本等信息；电子样机应具有从产品设计、制造到产品维护各阶段所需的所有功能，为产品和流程开发，以及从产品概念设计到产品维护整个产品生命周期的信息交流和决策提供一个平台。电子样机的功能和特点与CAX集成，并以“上下关联的设计”方式作业。提供强大的可视化手段。具备各种功能性检测手段，如安装/拆卸、机构运动、干涉检查、截面扫描等。具有产品结构的配置和信息交流功能。CATIAV5的电子样机功能CATIAV5的电子样机功能由专门的模块完成，从产品的造型，上下关联的并行设计环境，产品的功能分析，产品浏览和干涉检查，信息交流，产品可维护性分析，产品易用性分析，支持虚拟实现技术的实时仿真，多CAX支持，产品结构管理等各方面提供了完整的电子样机功能，能够完成与物理样机同样的分析、模拟功能，并能进行更多的设计方案验证。电子样机概念电子样机漫游器运动机构模拟空间分析DigitalMockupNavigator电子样机漫游器电子样机漫游器（DigitalMockupNavigator），简称DMN，可以通过视觉变化、环境漫游和人机交流对电子样机进行审核。借助漫游器中大量的工具，例如标注支持、超级链接、动画生成、公告和会议等，参与电子样机审核的人员可以方便地进行相互交流与合作。通过自动化命令和可视化文件，用户可大大提高工作效率。借助与其它电子样机产品的集成，使技术人员对电子样机的审核及仿真成为可能。电子样机漫游器在电子样机漫游器模块中，可以进行下面的操作：操纵组件；显示组件；执行高级组件管理；创建照相和动画；文件注释；执行基本测量等功能。工具栏简介DMUMeasure工具栏，主要有区间距离测量，单个实体测量，数字模型的物理特性测量等功能。DMUMove工具栏，主要进行数字模型的空间位置编辑。DMUGenericAnimation工具栏，具有播放动画，创建基于事件的动画，干涉检验等功能。DMUDataNavigation工具栏，具有搜索，查询，超级链接，出版等功能。DMUNavigatorTools工具栏，可进行2D图形注释。漫游器中的部件管理功能部件管理包括：通过移动、旋转、定位、吸附等方式来改变物体的位置和方向；使用邻近查询命令选择物体；通过使用添加材料特性命令对物体分配物理属性。移动和旋转命令为什么要移动物体？移动物体的方法有哪些？吸附命令可以移动组件，主要用于使物体之间的边缘、表面、轴线一致漫游器中的仿真管理功能电子样机漫游器中的仿真(Simulation)是共享文件和展示数字模型的一种方式，用户可以从不同的角度访问样机，显示它的几何特征。主要用来供技术人员审查样机和向设计人员展示样机。电子样机仿真管理（Managesimulation）主要是指管理在漫游器中建立的仿真和动画。一些概念在电子样机（DMU）漫游器中，仿真是由一系列由命令结合起来的视点创建的动画。通常可以使用两种方式来创建此类动画仿真：记录一个动态视点仿真，这是样机基于仿真的空间航行，是最简单的方式；记录一个照相机仿真，这是基于照相机的仿真，可以使用指南针或者照相机窗口来移动它。创建仿真的方法是：创建相关的事件，然后把它们按顺序组织起来。所谓事件是指所有可以被DMN排列和按顺序模拟的情境，其中包括：轨迹、颜色、可见性、自定义顺序等等。电子样机漫游器里经常使用的四种主要事件有：轨迹、颜色、数字模型的可见性、注释视图；轨迹是一个单位路径的概念，不是对物体的连接，它是路径与物体的耦合，也是一个特殊的基于画面锁定而拍摄的事件。为了创建仿真要使用轨迹事件移动照相。漫游器中的场景管理功能在一个已经保存的视点里，场景能够捕获或者存储组件在装配里的位置和状态，总的说来，场景可以控制：（１）组件的隐藏状态；（２）组件的颜色；（３）组件的空间位置；（４）激活显示；（５）场景可以存储在装配文件里；（６）场景可以用来创建三维的装配关系图，使用场景为组件寻找一个新的位置，然后把这个位置应用到主文件，通过组件隐藏、颜色更改、组件定位场景等，可以用来明确产品的装配顺序。电子漫游器应用举例演示功能电子样机概念电子样机漫游器运动机构模拟空间分析DMUKinematics(KIN)2020/5/1321电子样机运动仿真的一般步骤进入运动仿真模块创建机构(Mechanism)创建运动副(Joint)定义驱动命令(Command)定义固定件(FixedPart)进行模拟(SimulatingaV5Mechanism)2020/5/1322运动副(约束)的类型在CATIAV5电子样机运动学机构仿真中有16种不同形式的约束，见表6.2—1。表6—1约束情况一览表2020/5/1323序号约束类型图标自由度驱动命令类型1铰接副Revolute一个旋转自由度角度2棱柱副Prismatic一个移动自由度长度3圆柱副Cylindrical一个旋转自由度，一个旋转自由度角度加长度，角度或长度4球形副Spherical三个旋转自由度2020/5/13245万向副UJoint一个旋转自由度6滚动曲线副RollCurve一个旋转、一个移动长度7滑动曲线副SlideCurve两个旋转、一个移动8点和曲线副PointCurve三个旋转、一个移动长度2020/5/13259点和表面副PointSurface三个旋转、两个移动10CVJoint11螺旋副ScrewJoint一个旋转或一个移动角度或长度12平面副Planar两个移动一个旋转2020/5/132613刚性结构副Rigid14齿轮副Gearjoint一个旋转角度驱动15接头副CableJoint16齿条副RackJoint电子样机概念电子样机漫游器运动机构模拟空间分析DMUSpaceAnalysis2020/5/1328电子样机空间模块界面2020/5/1329电子样机空间分析电子样机空间分析（DMUSpaceAnalysis）是CAD一支独立的分支，主要用于干涉分析、截面选取、3D产品比较、精确测量以及质量和惯量的计算。样机测量截面选取干涉分析产品比较2020/5/1330样机测量样机测量是电子样机空间分析的基本功能，为电子样机的空间分析提供了完备的测量工具。利用这些工具可以测量几何实体或者点之间的最短距离和角度、以及与被测对象相关的特性、转动惯量、密度和质量等。另外，还可以测量弧线的长度、半径、角度和圆心坐标等。2020/5/1331a.最短距离测量测量一个组内的物体或两个组内物体之间的最短距离。2020/5/13322020/5/1333b.区域分析区域分析（BandAnalysis）的功能：计算并显示小于用户规定最短距离的区域和处于规定范围内的区域。主要用于对电子样机的操纵空间的分析。2020/5/13342020/5/1335c.三点弧线测量通过定义弧线上的三点（起点、中点、终点）来确定一段圆弧，用这段圆弧来近似的反映被测弧线。可测量的项目包括弧线长度、中心角、顶点角、半径、直径以及三点的坐标值。2020/5/13362020/5/1337d.两项测量两项测量（MeasureBetween）功能在于测量两几何实体（表面、边、顶点和产品）或两点之间的最短距离和角度。2020/5/1338e.项目测量测量与所选项（点、边、面和整个产品）相关的特性，如面的周长、面积、面的重心等；立方体表面积、体积、重心等。2020/5/13392020/5/1340f.惯量测量测量面或体的惯性特性，包括质量、相对各中性轴的转动惯量、重心以及惯性矩阵等，并获取面密度或体密度以及所选物体的面积或体积。2020/5/13412020/5/13422020/5/1343样机测量实例演示2020/5/1344截面选取截面选取是利用切削平面对电子样机进行截面剖分来显示装配模型内部结构，并进行简单的干涉分析。结合空间分析中的其它命令，还能够对二维截面图形进行测量和批注。2020/5/1345关于截面选取默认切削平面平行于系统坐标系的YZ平面，切削平面中心位于所选物体外切圆的圆心。切削平面有自身的定位坐标系。U、V、W分别代表三个坐标轴，W轴为切削平面的法向量。在进行截面剖分时，利用切削平面操纵命令，可以对电子样机的任意位置进行剖分。在进行截面选取时，会弹出一个单独的截面图形窗口。在该窗口中，可以检查截面内各部件的干涉情况。2020/5/1346关于截面选取_2体积切割可以将材料从切削平面的反方向切除，暴露电子样机的内腔，以便观察电子样机的内部结构。截面选取功能结合两项测量功能，可以对截面图进行测量。2020/5/1347截面选取的步骤单击截面选取按钮，或从主菜单中选择Insert|Sectioning命令。选择进行剖分的部件。默认为整个模型产品。对切削平面进行定位和大小调整。打开截面结果，并对截面结果进行操作。保存结果。2020/5/1348截面的创建：3种类型截切平面（SectionPlane）截切片（SectionSlice）截切箱（SectionBox）2020/5/1349截面的创建：3种类型2020/5/1350截面（切削平面）操作默认切削平面具有以下特点：切削平面的中心位于选择部件的包容箱中心。切削平面平行XY（YZ）平面。切削平面为矩形。切削平面的尺寸依据最远部件到惯性中心的距离确定。一般情况下，截切平面位置和尺寸并不理想，还需要：重新定位。移动和旋转。尺寸更改。2020/5/1351截面操作的3种方法直接操作法位置和尺寸编辑命令几何目标定位法2020/5/1352直接操作法直接操作法就是直接利用鼠标操纵切削平面，一般切削平面的操作是尺寸大小调整、方向旋转、XY平面内的位置移动、平行XY平面的移动。（a）截面尺寸调整（b）截面旋转（c）截面法向移动（d）平行XY面的移动2020/5/1353位置和尺寸编辑命令切削平面的定位更精确2020/5/1354几何目标定位法利用光标选择切削平面的位置并控制切削平面方向的方法2020/5/1355截面视窗的使用在截面结果视窗中，对截面结果进行操作的工具有三类：截面对话框提供的工具、鼠标右键提供的工具和其它外部工具。截面对话框提供的工具包括：截面填充（FillSection）、栅格切换（DisplayGrid）、栅格编辑（ModifyGridoptions）2020/5/1356截面视窗的使用（续）截面填充的切换2020/5/1357栅格编辑栅格切换2020/5/1358截面视窗的使用（续）鼠标右键提供的工具包括：截面图形锁定（2DLock）、右旋转（RotateRight）、左旋转（RotateLeft）、垂直翻转（FlipVertical）、水平翻转（FlipHorizontal）其它外部工具，包括：测量和批注工具2020/5/1359截面视窗的使用（续）三种类型的截面批注方法：截面测量、3D批注、2D批注2020/5/13602020/5/1361截面选取实例演示2020/5/1362干涉分析干涉分析功能用于对装配模型进行碰撞分析、接触分析和间隙分析，并判断各元件之间的干涉程度