牛頓擺ansys仿真
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
牛頓擺ansys仿真的實例教程
在ANSYS中，我們通過2個載荷步實現：
載荷步1：在
右邊的第一個小球的運動副上施加一個
運動副載荷，類型為轉動，并設置轉動角度為30°，載荷步結束時間為0.2s，來模擬第一步抬起小球30°；
載荷步2：取消激活載荷步1中設置的運動副載荷，
載荷步結束
時間為1s，實現松開小球
的動作，此時牛頓擺開始運行；
Step7
結果
我們提取兩個運動（最右邊和最左邊）小球的動能結果：
1. 觀察最右邊小球的動能結果發現：小球在0.375s時動能最大，為0.54774mJ。此時小球擺到了最低點，重力勢能全部轉化成了動能；
2. 觀察最左邊小球的動能結果發現：小球也是在0.375s時動能最大，
為0.54734mJ。此時小球在最低點，以此看出，
最左邊小球的動能全部傳遞給了最右邊小球。
對于一些專業的多體動力學軟件，如MSC的Adams等，做這樣的仿真比ANSYS就簡單多了，以下是筆者用Admas做的牛頓擺運動仿真，花費的時間不到ANSYS的三分之一。
注：本文做的只是一個示意性算例，結果不具備實際工程意義。
展開 二、仿真
1.在裝配體界面，將Solidworks Motion插件載入，單擊布局選項卡中的運動算例，在算例類型下拉列表中選擇【Motion 分析】。
2.添加實體接觸。選擇下面的兩個小球，取消勾選材料和摩擦。
在彈性屬性欄中選擇回復系數，設置為0.9.
3.再次添加接觸。選擇下面的兩個小球，設置與上面相同。
采用同樣的方法再次創建第三個小球和第四個小球的接觸以及第四個小球與第五個小球的實體接觸。
4.添加重力，如下圖。
將仿真時間設置為5s，單擊計算按鈕，進行仿真求解。
完成。
來源：機械時代網
二、仿真
1.在裝配體界面，將Solidworks Motion插件載入，單擊布局選項卡中的運動算例，在算例類型下拉列表中選擇【Motion 分析】。
2.添加實體接觸。選擇下面的兩個小球，取消勾選材料和摩擦。
在彈性屬性欄中選擇回復系數，設置為0.9.
3.再次添加接觸。選擇下面的兩個小球，設置與上面相同。
采用同樣的方法再次創建第三個小球和第四個小球的接觸以及第四個小球與第五個小球的實體接觸。
4.添加重力，如下圖。
將仿真時間設置為5s，單擊計算按鈕，進行仿真求解。
完成。
在ANSYS中，我們通過2個載荷步實現：
載荷步1：在
右邊的第一個小球的運動副上施加一個
運動副載荷，類型為轉動，并設置轉動角度為30°，載荷步結束時間為0.2s，來模擬第一步抬起小球30°；
載荷步2：取消激活載荷步1中設置的運動副載荷，
載荷步結束
時間為1s，實現松開小球
的動作，此時牛頓擺開始運行；
Step7
結果
我們提取兩個運動（最右邊和最左邊）小球的動能結果：
1. 觀察最右邊小球的動能結果發現：小球在0.375s時動能最大，為0.54774mJ。此時小球擺到了最低點，重力勢能全部轉化成了動能；
2. 觀察最左邊小球的動能結果發現：小球也是在0.375s時動能最大，
為0.54734mJ。此時小球在最低點，以此看出，
最左邊小球的動能全部傳遞給了最右邊小球。
對于一些專業的多體動力學軟件，如MSC的Adams等，做這樣的仿真比ANSYS就簡單多了，以下是筆者用Admas做的牛頓擺運動仿真，花費的時間不到ANSYS的三分之一。
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一個有趣的案例
牛頓擺是個解壓且能激發創造力的玩具。除此之外，它還向人們昭示著自然界中兩個極其重要的基本物理定律——能量守恒定律和動量守恒定律。
動量守恒定律
牛頓擺是個解壓且能激發創造力的玩具。除此之外，它還向人們昭示著自然界中兩個極其重要的基本物理定律——能量守恒定律和動量守恒定律。
動量守恒定律
一、裝配
1.新建組件文件。
2.插入底座，其原點與組件的默認原點重合。
3.插入支架，支架與底座的一側相距為60。
按住Ctrl選擇支架進行拖拽，即可再次添加一個新的支架。按住下圖的方法將兩個支架與底座進行裝配。
4.插入繩子，將繩子與支架進行裝配。
選擇繩子，鼠標右擊選擇【隨配合復制】，快速裝配出5個繩子。
一、裝配
1.新建組件文件。
2.插入底座，其原點與組件的默認原點重合。
3.插入支架，支架與底座的一側相距為60。
按住Ctrl選擇支架進行拖拽，即可再次添加一個新的支架。按住下圖的方法將兩個支架與底座進行裝配。
4.插入繩子，將繩子與支架進行裝配。
選擇繩子，鼠標右擊選擇【隨配合復制】，快速裝配出5個繩子。
5.插入懸球，將其與繩子通過同軸心配合和面重合進行配合
