LMS Virtual.Lab Motion_簡單機構建模與分析

機構是由多個構件組成,各個構件之間通過運動副連接起來。各個構件之間按照運動關系進行裝配,施加驅動以及力的邊界條件,對該機構進行動力學求解。通過求解可以得到各個構件的位置、速度、加速度以及構件上的受力。在這個實例中,機構由兩個構件組成。通過在滑動體和大地之間建立一個運動副,再在機構上定義一個驅動,求解后可以察看整個機構的運動情況。機構組成如下圖所示,紅色的套筒代表與大地固定的體,綠色的圓柱代表滑動體。

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一、 啟動Virtual.lab motion模塊

在桌面上雙擊你的Virtual.Lab圖標,選擇File Open,找到你保存模型文件的位置,出現如下界面。

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二、 定義圓柱運動副

在定義一個多體運動模型時,有許多可選單元。每個單元都有相關的圖標快捷方式,在機構設計平臺上都可一一找到。選擇哪個單元,相應的按鈕就會變亮。在Virtual.lab motion中定義一個圓柱副需要選擇兩根軸,定義的旋轉軸都屬于相應的體,通過圓柱副相連的兩個體能沿軸相互滑動和轉動。

1、在特征樹上雙擊Analysis Model激活機構設計平臺。

2、點擊固定副(Bracket Joint)blob.png右下角的下拉箭頭,在下拉出的運動副庫中選擇圓柱副(Cylindrical Joint)blob.png,彈出如下所示的圓柱運動副定義對話框。

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對話框說明要完成圓柱副的定義,需要選擇兩個體,每個體用一根軸代替。在選軸之前我們看到每個選框里都是No Selection,一旦選擇了體,選框會有對應的顯示。

3、將鼠標指向代表與大地固連的紅色套筒,當鼠標移到幾何體附近時就會出現一根軸,如下所示當套筒的中心軸高亮度顯示時就按下鼠標鍵選定。

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馬上可以看到在圓柱副定義對話框的Body1后面的軸選框就變了。

4、將鼠標指向代表滑動體的綠色實體附近,等中心軸高亮度顯示后按下鼠標鍵選定,看到在圓柱副定義對話框的Body2后面

的軸選框也變了。

選擇OK關閉軸運動副定義對話框,兩個構件同時也裝配到了一起。


三、 在圓柱副上施加一個運動副驅動

在圓柱副上施加的運動副驅動,定義這兩個用圓柱副裝配起來的體的相互之間的軸向運動和繞軸的轉動。

1、點擊Create Difference Constraint blob.png右下角的箭頭,在下拉出的約束庫中選擇Create Joint Driverblob.png 圖標,彈出如下對話框。

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2、在Joint后面的選框里選擇Cylindrical Joint,在TYPE后面的選框里選擇REL.TRANS。

3、在Function后面的選框里點擊右鍵,在下拉菜單中選擇New,彈出如下所示的TimeLength Function定義對話框。在Function Type選框選擇HARMONIC。這時在詳細的模型子結構中Analysis Model→Data下出現一個新的分支TimeLength Function.1。

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4、為完成這個函數,需要確定四個參數,其中第一個是系統默認的,它代表兩個通過圓柱運動副連接的體在連接點的初始偏移量。第二個參數填20mm,代表這兩個體在軸向有20mm的振動位移,第三個參數填45turn_mn,代表轉速。點擊OK關閉TimeAngle Function對話框,再點擊OK關閉Joint Driver Definition對話框。


四、 求解

1、雙擊Analysis Model AnalysisCase.1下的Solution Set,彈出Solution Set對話框,對各求解參數進行設置。點擊OK關閉Solution Set對話框。

2、選擇Compute Solution blob.png按鈕進行求解。


五、 結果仿真

在Analysis Model  AnalysisCase.1下面選擇Solution Set,

點擊Animateblob.png 按鈕,彈出仿真對話框。點擊Parametersblob.png按鈕,在采樣步長Sampling Step填0.05s,關閉player

parameters設置對話框,點擊Play Forward blob.png按鈕。通過仿真我們可以看到滑動體將沿軸向與套筒(代表大地)發生相對位移。


六、 在圓柱副上重新施加一個運動副驅動

1、在Analysis Model    Constraints下雙擊Joint Driver.1,彈出Joint Driver對話框,在TYPE選框選擇REL.ANGLE.

2、在Function后面的選框里點擊右鍵,在下拉菜單中選擇New,彈出TimeAngle Function定義對話框,在Function Type選框選擇HARMONIC.這時在詳細的模型子結構中Analysis Model    Data下出現一個新的分支TimeAngle Function.1。

3、和上面施加第一個運動副驅動一樣,函數的第一個參數為系統默認,第二個參數填20deg,第三個參數填45turn_mn.

4、點擊OK關閉TimeAngle Function對話框,再點擊OK關閉Joint Driver Definition對話框。


七、 插入一個新的分析

從主菜單選擇Insert   New Analysis Case,點擊OK關閉Analysis Case對話框,這時在Analysis Model下應出現一個新的分支AnalysisCase.2。


八、 運行新的分析

雙擊Analysis Model  AnalysisCase.1下的Solution Set,彈出

Solution Set對話框,可以對各求解參數進行設置。點擊OK關閉Solution Set對話框。選擇Compute Solutionblob.png 按鈕進行求解。


九、 仿真新的分析結果

在Analysis Model    AnalysisCase.1下面選擇Solution Set,點擊Animate blob.png按鈕,彈出仿真對話框。點擊Parameters blob.png按鈕,在采樣步長Sampling Step填0.05s。關閉player parameters設置對話框,點擊Play Forwardblob.png按鈕仿真模型。


十、 分析結果后處理

從機構設計平臺中點擊運動曲線繪制blob.png按鈕,會彈出如下所示的曲線繪制窗口。

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在左上角Analysis Case后面選擇AnalysisCase.2,在曲線圖繪制中,X軸系統自動設為仿真時間,Y軸自己選擇所需結果。在這里Element后的Type項下拉選擇Body,Viriable后的Type項下拉選擇Length,在下面就過濾出分析中的可選項。選擇part2(2.1):z,就能在曲線圖的Y軸上繪出滑動體slider在全球坐標中z方向(軸向)的任一時刻的位置。

完成曲線繪制的設置后,點擊曲線創建按鈕blob.png,在右邊的plots manager中我們就可以看到出現了一個新的分支。點擊新曲線展示按鈕blob.png,在彈出的New Function Display對話框中選擇2D Plots,點擊Finish。在彈出的窗口中右擊選擇Select Data,彈出Select Data窗口,選擇***AnalysisCase***   SYSTEM:Time_Slider:x option,出現如下所示的曲線圖,代表滑動體slider在全球坐標中z方向(軸向)的任一時刻的位置。

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保存模型。



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