SolidWorksMotion運動仿真培訓SolidWorksMotion運動仿真培訓1SolidWorksMotion課程安排課程內(nèi)容前言運動仿真基礎第01課運動仿真流程第02課配合及后處理第03課接觸、彈簧及阻尼簡介第04課實體接觸第05課曲線接觸第06課凸輪合成第07課運動優(yōu)化第08課輸出結(jié)果到FEA第09課基于事件的仿真SolidWorksMotion課程安排課程2微積分讀書筆記微積分讀書筆記3SolidWorksSimulationPremiumSolidWorksSimulationProfessional靜態(tài)分析模態(tài)/屈曲穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱分析跌落測試疲勞機構(gòu)運動學/動力學優(yōu)化非線性時間-歷程瞬態(tài)響應SolidWorksFlowSimulation隨機振動壓力容器載荷工況合成諧波響應復合材料SolidWorksSimulationPremiumS什么是機構(gòu)？機構(gòu)是用來傳遞運動和動力的構(gòu)件系統(tǒng)，是具有確定運動的實物組合體。任何系統(tǒng)的運動由以下要素決定：連接構(gòu)件的配合；部件的質(zhì)量和慣性屬性；對系統(tǒng)添加力（動力學）；驅(qū)動運動(馬達或推進器)時間；什么是機構(gòu)？5運動系統(tǒng)零件在強迫或限制下運動整體完全受控制，并且無論在力和自重的狀況下只有一個運動零自由度動力系統(tǒng)運動零件在受力狀況下自由運動在力的作用下部分受限制，并且有有限個運動大于零的自由度運動系統(tǒng)6質(zhì)量和慣性一切物體總保持勻速運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使他們改變這種狀態(tài)自由度：三個移動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度約束：減少自由度將限制構(gòu)件的獨立運動。運動分析牛頓第二定律：∑F=ma動量守恒：∑M=dH/dt質(zhì)量和慣性7單位系統(tǒng)

SolidWorksMotion單位系統(tǒng)使用全局單位單位系統(tǒng)

SolidWorksMotion單位系統(tǒng)使用全您可從運動算例使用MotionManager，此為基于時間線的界面，包括有以下運動算例工具：動畫：可使用動畫形式裝展示配體的運動。基本運動：您可使用基本運動在裝配體上模仿馬達、彈簧、碰撞、以及引力。運動分析：您可使用運動分析裝配體上精確模擬和分析運動單元的效果（包括力、彈簧、阻尼、以及摩擦）。您可從運動算例使用MotionManager，此為基于時間9運動仿真界面過濾器運動仿真樹滾動條工具條時間條鍵碼變化條運動算例標簽時間線運動仿真界面過濾器運動仿真樹滾動條工具條時間條鍵碼變化條運動Lesson1運動仿真流程課程要點：理解動畫、運動、Motion應用運動連接理解復合運動后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson1運動仿真流程課程要點：11分析實例：車用千斤頂問題描述：馬達轉(zhuǎn)速100rpm，頂部施加8900N載荷模擬重物，模擬機械起重機頂起重物的過程，并考慮重力影響下的機構(gòu)運動狀況。分析目標：查看馬達能量消耗狀況。分析實例：車用千斤頂設置向?qū)D設置向?qū)D13圖標類型和意義圖標類型和意義14最大馬達力矩:7244Nmm最大能量消耗:76W結(jié)果圖解:力矩與能量消耗

最大馬達力矩:7244Nmm最大能量消耗:76W結(jié)果練習1及結(jié)果練習1及結(jié)果Lesson2配合及其后處理課程要點：理解約束配合的概念應用運動連接理解復合運動后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson2配合及其后處理課程要點：17分析實例：曲柄問題描述：利用配合連接各個機構(gòu)，數(shù)據(jù)點控制的逆時針馬達，模擬曲柄滑塊機構(gòu)運動狀況。分析目標：查看導桿和滑塊的線性位移狀況。分析實例：曲柄基礎配合理解基礎配合理解19約束圖的理解一個重合和一個同心配合構(gòu)成一個轉(zhuǎn)動連一個同心配合構(gòu)成圓柱連接一個點和一個點同步（重合）配合構(gòu)成一個球形連接

一個點與軸同步構(gòu)成在直線上的連接約束圖的理解一個重合和一個同心配合構(gòu)成一個轉(zhuǎn)動連20在運動仿真中，配合關系應該能反饋機構(gòu)在相應的位置正確的運動關系。.在運動仿真的環(huán)境中搭建裝配體在運動仿真中，配合關系應該能反饋機構(gòu)在相應的位置正確的運動關外部數(shù)據(jù)輸入配合過成功的提示外部數(shù)據(jù)輸入配合過成功的提示最大馬達力矩:10N-mm最大能量消耗:0.06W結(jié)果圖解:馬達力矩與能量消耗

最大馬達力矩:10N-mm最大能量消耗:0.06W結(jié)

運動結(jié)果圖解–絕對

組件在全局坐標系下圖解組件在局部坐標系下圖解

運動結(jié)果圖解–絕對

組件在全局坐標系下圖解組件在局部坐

運動結(jié)果圖解–相對

組件在全局坐標系下圖解組件在局部坐標系下圖解

運動結(jié)果圖解–相對

組件在全局坐標系下圖解組件在局部坐練習2練習2Lesson3接觸、彈簧及阻尼簡介課程要點：3D接觸設置彈簧與阻尼運動仿真中的干涉檢查后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson3接觸、彈簧及阻尼簡介課程要點：27分析實例：彈射器問題描述：投射臂馬達3秒鐘轉(zhuǎn)990度，并在3.4秒鐘控制失效，添加接觸關系以及定義彈簧與阻尼，完成物體拋射動作。分析目標：查看機構(gòu)運作及彈簧相應圖解。分析實例：彈射器創(chuàng)建馬達步驟1:控制馬達3秒轉(zhuǎn)動990度步驟2:在3.4秒時讓馬達失效創(chuàng)建馬達步驟1:控制馬達3秒轉(zhuǎn)動990度定義實體接觸定義實體接觸摩擦相關知識摩擦相關知識結(jié)果圖解力矩彈簧位移彈簧速度彈簧力結(jié)果圖解力矩彈簧位移彈簧速度彈簧力練習5關門器練習5關門器Lesson4實體接觸課程要點：接觸類型函數(shù)表達式收斂問題創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson4實體接觸課程要點：34分析實例：鎖扣問題描述：基于時間控制的馬達step(time,0,0D,1,90D)+step(time,1.5,0D,3,-90D)，控制鎖扣J型勾的運動，設定彈簧k=10.00N/mm，阻尼C=0.1Nmm/s。分析目標：查看機構(gòu)運作及相應圖解。分析實例：鎖扣馬達分段函數(shù)馬達分段函數(shù)馬達設置界面馬達設置界面定義實體接觸使用低精度接觸關系導致計算失敗定義實體接觸使用低精度接觸關系導致計算失敗系統(tǒng)默認的積分求解方法，是一種快速且精確的計算位移方法，用于廣泛的運動模擬中突然步長大小更改而在模型中出現(xiàn)斷續(xù)力、斷續(xù)運動時，諸如接觸類，使用此積分方法可以獲得更高的精度，計算速度較慢。在運動足夠平穩(wěn)時，此方法對速度和加速度能提供更好的精確度，對于較小步長也更精細，但計算緩慢。GSTIFFWSTIFFSI2-GSTIFF積分求解器系統(tǒng)默認的積分求解方法，是一種快速且精確的計算位移方法，用于接觸力圖解精細圖解注意：碰撞時產(chǎn)生的峰值可以忽略不計GSTIFF結(jié)果圖解

接觸力圖解精細圖解注意：碰撞時產(chǎn)生的峰值可以忽略不計GSTI接觸力圖解精細圖解計算結(jié)果與GSTIFF求解器非常接近.WSTIFF計算結(jié)果接觸力圖解精細圖解計算結(jié)果與GSTIFF求解器非常接近.WS練習6后備箱蓋練習6后備箱蓋Lesson5曲線接觸課程要點：理解所定義接觸的類型后處理創(chuàng)建結(jié)果圖解Lesson5曲線接觸課程要點：43此問題類似有限元分析中的2D簡化此問題類似有限元分析中的2D簡化44分析實例：電影放映機問題描述：如圖所示機構(gòu)讓裝置以一定轉(zhuǎn)速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)分析目標：查看機構(gòu)運作及相應圖解。分析實例：電影放映機定義曲線之間的接觸定義曲線之間的接觸定義曲線之間的接觸注意圖中的接觸方向定義曲線之間的接觸注意圖中的接觸方向結(jié)果圖解：接觸力尖銳峰值的接觸力可以被忽略！結(jié)果圖解：接觸力尖銳峰值的接觸力可以被忽略！Lesson6凸輪合成課程要點：利用樣條曲線來控制馬達跟蹤路徑圖解根據(jù)CAM輪廓創(chuàng)建SW零件Lesson6凸輪合成課程要點：49分析實例：CAM凸輪加工過程問題描述：如圖所示，利用追蹤功能機構(gòu)讓裝置以一定轉(zhuǎn)速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)曲線圖建立凸輪草圖。分析目標：建立一個符合設計要求的凸輪。分析實例：CAM凸輪加工過程跟蹤路徑圖解利用跟蹤路徑功能生成加工輪廓.跟蹤路徑圖解利用跟蹤路徑功能生成加工輪廓.Lesson7運動優(yōu)化課程要點：通過定義傳感器來檢測運動仿真的結(jié)果定義參數(shù)用來執(zhí)行設計優(yōu)化算例創(chuàng)建設計優(yōu)化算例Lesson7運動優(yōu)化課程要點：52分析實例：醫(yī)用躺椅問題描述：考察躺椅的升降過程，優(yōu)化結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)在滿足一定運動軌跡的狀態(tài)下馬達理輸出滿足最小。分析目標：定義優(yōu)化分析選取最佳方案。分析實例：醫(yī)用躺椅定義馬達定義馬達Y方向最大位移Y方向最小位移最大馬達力傳感器Y方向最大位移傳感器在設計優(yōu)化算例中，模型的尺寸可以被設為參數(shù)定義參數(shù)在設計優(yōu)化算例中，模型的尺寸可以被設為參數(shù)定義參數(shù)定義設計優(yōu)化算例優(yōu)化目標分析結(jié)束后，選定方案中椅子的質(zhì)量最小定義變量參數(shù)給定極限位移約束定義設計優(yōu)化算例優(yōu)化目標分析結(jié)束后，選定方案中椅子的質(zhì)量最小結(jié)果馬達力經(jīng)優(yōu)化后減少了30%結(jié)果馬達力經(jīng)優(yōu)化后減少了30%Lesson8運動和FEA聯(lián)合仿真課程要點：從Motion輸出載荷到FEA在SW的Simulation中運行結(jié)構(gòu)分析在SW的Motion中運行結(jié)構(gòu)分析Lesson8運動和FEA聯(lián)合仿真課程要點：59分析實例：傳動軸問題描述：輸入端添加旋轉(zhuǎn)馬達2800RPM；輸出端添加力矩15000000N·mm；設置每秒2000幀，并運行0.05秒。分析目標：查看運動圖解并輸入FEA進行剛度強度校核。分析實例：傳動軸驅(qū)動馬達與反向力矩輸入馬達轉(zhuǎn)速2000RPM反向力矩15e6N-mm驅(qū)動馬達與反向力矩輸入馬達轉(zhuǎn)速2000RPM反向力矩15e驅(qū)動軸角速度圖解力矩運動仿真結(jié)果圖解

驅(qū)動軸角速度圖解力矩運動仿真結(jié)果圖解

配合位置決定零件如何彼此間移動是正確的FEA與力的結(jié)果所必須配合所應用的面，點和線是無效的設置正確才能得到合理的FEA結(jié)果配合位置承載面FEA輸出

配合位置決定零件如何彼此間移動配合所應用的面，點和線是無效的最大Von

Mises應力(485

MPa).最大位移(0.115mm).全局結(jié)果圖解

最大VonMises應力(485MPa).最大位移(0.VonMises應力位移最終結(jié)果云圖VonMises應力位移最終結(jié)果云圖Lesson9基于時間的仿真課程要點：添加伺服馬達添加傳感器創(chuàng)建事件的具體時間和邏輯關系Lesson9基于時間的仿真課程要點：66分析實例：傳動軸問題描述：輸入端添加旋轉(zhuǎn)馬達2800RPM；輸出端添加力矩15000000N·mm；設置每秒2000幀，并運行0.05秒。分析目標：查看運動圖解并輸入FEA進行剛度強度校核。分析實例：傳動軸裝載中空箱子裝載實體箱子驅(qū)動