malab機構仿真的案例
淺析機構運動仿真分析在機構設計中的作用
首先對UG/ Scenario和機構運動仿真進行簡要介紹，然后以自卸車舉升機構為例，介紹了機構運動仿真分析在機械設計中的方法和技巧。
引言
傳統機械設計總是先制定設計方案，然后再采用理論力學的方法計算其運動學或者動力學特性，而后再進行優化、強度分析及結構設計等。這個過程單就運動學或者動力學特性分析而言，要經過大量的理論分析及計算。本文作者以一汽集團的自卸車舉升機構設計為例，采用UG軟件的運動仿真功能來說明一種運動學或者動力學特性分析的新的設計方法。
1、介紹
機構運動仿真分析，可以實現機械工程中非常復雜、精確的機構運動分析，在實際制造前利用零件的三維數字模型進行機構運動仿真已成為現代CAD工程中的一個重要方向及課題。機構仿真分析所解決的問題有以下幾點：位移、速度、加速度、力，解決零件間干涉、作用力、反作用力等問題。一般說，工程師首先將零件的三維模型建好，其次確定運動零件，并確定各運動零件之間的約束關系，最后利用特定分析軟件進行機構分析，如ADAMS、ANSYS等。其中的關鍵環節為建立零件間約束關系及載荷定義，并求解。
UG軟件是美國EDS公司推出的大型CAD/CAE/CAM軟件，它的運動分析模塊（UG Scenario）是一個模擬仿真分析的設計工具，它是ADAMS軟件的一個子集。它既能進行運動學（Kinematic）分析，又能進行動力學（Dynamic）分析。典型步驟如下：首先將要分析的裝配圖存入一個Scenario文件，確定分析所需構件（LINKS），再建立構件之間的運動副（JOINTS），然后定義整個機構承受的載荷（FORCES），進行機構運動仿真，從中得出所分析的運動副處的位移、速度、加速度及力的數值及特性曲線，為下一步做有限元分析或作強度分析、結構設計、優化設計打下了基礎。
展開 [原創] 雙滑塊機構:Matlab－SIMULINK機構動態仿真
10.simulink仿真經驗。
寫在前面的話：
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本案例目的：
介紹初學者認識Matlab－SIMULINK，了解機構動態仿真基本概念及Matlab－SIMULINK運行方式。
問題的提出：
考慮如圖1所示的雙滑塊機構： 建立以如圖1中所示的力Fe為輸入的動態仿真。使用下表1列出的參數，畫出若Fe以10 sin(5t)的規律變化時滑塊處正反力的變化規律。
說明：
案例的分析分如下幾個步驟進行：1．運動學方程，2．質心加速度方程，3．閉環矢量方程，4. 系統方程組裝，5. 仿真實現，6. 仿真結果。在進行機構動態仿真之前需要進行一些概念和技術說明。
參考文獻：
[1] John Gardner. Simulations of Machines:Using MATLAB and Simulink[M]. Thomson.
[2] 薛定宇. 基于MATLAB/Simulink的系統仿真技術與應用[M]. 清華大學出版社
歡迎各路高手加入專家組，有意者請聯系版主：IF_THEN.
展開 ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真.doc
結構靜力分析指南.pdf
機構運動仿真分析
1.3、創建rigid body
rigid body用于施加轉速，通過旋轉來帶動機構運動。
1.4、創建約束
本例中的約束是在ANSA中完成的，這個因人而異。
二、求解設置
1.1、分析步設置
選擇合適的分析類型，設置好計算時間。
1.2、接觸設置
摩擦系數設置為0.1，選擇合適的接觸類型。
1.3、鉸鏈創建
本例中需要創建很多鉸鏈，具體操作步驟請看視頻。
1.4、重力加速度
施加向下的重力場，用于模擬真實工作環境。
1.5、加載
轉動輪處施加轉速值，并添加幅值曲線，確保計算過程中的收斂性。
1.6、提交計算
三、后處理
1.1、位移云圖
1.2、應力
1.3、速度
1.4、某個節點的速度曲線
四、詳細操作視頻教程網址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15726
展開 
ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真
ProE機構運動仿真.doc
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SIMULINK與機構動態仿真
附件1為西安交通大學出版的《機構動態仿真使用MATLAB和SIMULINK》上的例子，你可以參考一下。
附件2為基于《MATLAB/SIMULINK的系統仿真技術與應用》中的機械運動例子，原例子無法運行，做了簡單的修改
89803-MechanicSimulink.rar
89805-mechine.rar
LS_DYNA 平面連桿機構的仿真
連桿機構（Linkage Mechanism）又稱低副機構，是機械的組成部分中的一類，指由若干（兩個以上）有確定相對運動的構件用低副（轉動副或移動副）聯接組成的機構。
平面連桿機構中最基本也是應用最廣泛的一種型式是由四個構件組成的平面四桿機構。由于機構中的多數構件呈桿狀，所以常稱桿狀構件為桿。低副是面接觸，耐磨損；加上轉動副和移動副的接觸表面是圓柱面和平面，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。連桿機構廣泛應用于各種機械和儀表中。
操作視頻觀看地址：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11520
有限元模型
2.鏈接關系
3.模型中所使用到的關鍵字：
*SET_NODE_LIST
*INITIAL_VELOCITY_GENERATION
*LOAD_BODY_Y
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY
*DEFINE_CURVE
*BOUNDARY_SPC_NODE
*SECTION_SHELL
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
…………
4.結果云圖
展開 ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
行星齒輪機構運動學及動力學仿真
1 行星齒輪機構組成
行星齒輪機構如圖1所示，主要由太陽輪、行星支架、行星輪和內齒輪組成。通常內齒輪固定，太陽輪和行星支架一個作為輸入軸一個作為輸出軸轉動，行星輪在和行星支架一起轉動的同時繞行星支架上的轉軸自轉。
圖1行星齒輪機構圖
2 行星齒輪運動學仿真過程
2.1 模型的簡化及導入
ADAMS軟件對減速器仿真時需要將一些對仿真結果影響不大的零件進行簡化，例如螺栓、軸承、螺栓孔、擋圈、鍵等這些零件對仿真結果不會產生較大影響。為了提高仿真的效率，就有必要對這些對仿真影響不大的零件進行簡化處理，提高仿真的效率。本文將建立好減速器實體模型導入ADAMS/View中后，然后對這些對仿真結果影響不大的零件進行忽略處理。
模型導入，由于UG與ADAMS之間能實現模型的直接導入，但是它們只能識別某些格式文件，因此本文在UG軟件中完成裝配圖后直接將裝配圖另存為為ADAMS可讀出的Parasolid格式的文件，然后在ADAMS軟件界面中點擊“File”（文件）一“import”（輸入）命令，選擇已保存好的parasolid（*.x_t）文件，然后點擊“確定”命令即可，這樣模型就導入到ADAMS/View 中。
展開 基于Solid Edge的高級機構運動仿真
本文以單、雙萬向聯軸結機構為例，簡述運用Solid Edge 三維造型和裝配模塊進行機構的裝配、運動模擬及運動分析、動力分析的過程。
在機構設計中，分析輸入/輸出構件運動的相關性是比較困難和繁瑣的，但若能方便地得到輸入/輸出構件及相關中間構件的運動曲線，解決這類問題就會容易許多。
Solid Edge 具有功能強大的三維造型模塊和裝配模塊，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge實現了Dynamic Desinger和Solid Edge的無縫集成，用戶不必離開自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以對所設計的裝配體進行運動仿真。
Dynamic Designer產品由Simply Motion、Motion和Professional組成，用戶可以根據設計的復雜程度進行選擇，也可以根據實際應用的情況逐步升級到更高一級的產品。在機構設計中，熟練使用以上模塊，完成零件的三維實體造型，模擬整個機構的裝配，分析裝配干涉情況，進而實現運動模擬、運動干涉分析和動力分析，即可實現機構的精確設計，優化機器的性能和可靠性，從而減少從設計到產品的開發周期。
本文以單、雙萬向聯軸結機構為例，簡述了運用以上模塊進行機構的裝配、運動模擬及運動分析、動力分析的過程。
一、單萬向聯軸結機構的運動分析
圖1是應用Solid Edge的Part模塊制作的十字結、叉軸和支架。在支架的制作中要注意精確定位左右軸孔的位置及角度，以便準確安裝。
圖1 十字結、叉軸和支架的實體造型
圖2為裝配后的單萬向聯軸結，裝配中左右叉軸與支架、十字結的定位關系均為軸對齊、面對齊。
展開 本人以前作的曲柄劃塊機構仿真
comprelaaa.m
function [x]=compvelaaa(u)
%
%copyright 2006
%Chaof Li
%
%u(1)=omega2
%u(2)=theta2
%u(3)=theta3
%
% Define the geometry
%
r2=1.0
r3=4.0
a=[r3*sin(u(3)) 1; -r3*cos(u(3)) 0];
b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))];
%
x=inv(a)*b;
exaple0520.mdl
未命名.bmp
samcef傳動機構仿真分析
在傳動機構仿真方面，SAMCEF提供了齒輪傳動，帶傳動，鏈傳動等多種傳動方式的建模方式，其中：齒輪傳動建模方面相對簡單，samcef提供了幾乎所有的齒輪建模，包括直齒、錐齒、斜齒、齒輪齒條、內齒外齒等傳動的建模，samcef field下可以設置各種參數完成建模。帶傳動與鏈傳動則相對復雜，具體建模見附件，拿帶傳動來說，需要將帶設置為SHELL單元，并利用SAMCEF提供的接觸建模方式建立帶與帶輪的接觸關系，在此還可以利用Bacon在Epiloug中設置接觸方式。
齒輪建模實例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=8056144358154877990
帶傳動建模實例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=1227852791335855362
展開 
samcef 多體運動機構 仿真一例
Samcef環境中的艙體仿真，此部件有多柔體，復合材料組成。裝配連接主要應用了hinges，spherical及prismatic。艙體為碳纖維材料，分析方法采用隱式非線性。
其中可伸縮的jack為剛體，材料為合金鋼，艙體頂部可開合的為3mm的柔性殼，艙體由三層碳纖維組成。
基于SOLIDWORKS-ADAMS的機構動力學仿真
對一個實際的機構做動力學仿真，是我們在機械設計實踐中經常會遇到的的問題。一般我們會首先用某款三維軟件（如SOLIDWORKS,SOLIDEDGE,PRO/E,UG,CATIA等）對所有零件進行建模，然后把零件組裝成為裝配體，接著把模型導入到機構動力學軟件如ADAMS中進行動力學中仿真。
然而，從三維軟件的裝配模型導入到ADAMS中時，由于裝配體中的零件很多，如果直接導入，會在ADAMS中出現許多零件，而其中許多零件之間并不存在相對運動，為了在ADAMS中進行正確的仿真，就需要首先對沒有相對運動的一系列零件之間建立固定副。對于簡單的裝配體，這個工作量并不算大。但是當零件數目成百上千時，這種工作量就大到不可思議的程度。
為了能迅速對復雜裝配體進行動力學仿真，筆者摸索出一套方法，在這里公布出來，以為朋友們做機構動力學仿真提供參考。
例子如下圖。這是我們在一些小區里面經常見到的一種健身機構。人坐在搖臂的椅子中，用腳蹬踏支架，從而起到鍛煉腿部肌肉的作用。我們在SOLIDWORKS中，首先建立了所有零件的模型，然后組裝成為一個裝配體。現在要使用ADAMS對該機構進行動力學仿真，考察在自身重力的作用下，該擺臂會如何運動。
下面說明操作步驟。
1. 在SOLIDWOKRS中打開裝配模型。
可以看到，該裝配由五個零件組成，兩根立柱，兩個橫杠，一個擺臂。其中兩根立柱和兩個橫杠之間都是固定的，而擺臂與上橫桿之間存在相對轉動。如果把該模型直接導入到ADAMS，則需要在立柱，橫杠之間建立一些固定副，對于本問題而言，還相對簡單，但是對于某些復雜的裝配而言，這種固定副可能多達二十幾個，會十分麻煩。下面說明最簡單的方法。
2. 壓制擺臂，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為1.x_t文件。
3. 壓制支架，得到下圖所示的裝配體，然后把該裝配另存為2.x_t文件。
展開 《機構動態仿真--使用MATLAB和SIMULINK》
該書提出了利用MATLAB及Simulink工具箱在計算機上解決機構動態建模及仿真問題的分析思路、方法、MATLAB腳本文件和Simulink仿真模塊框圖以及供學生自主學習研討的習題。全書包括9章內容和一個關于Simulink入門輔導的附錄，分別是引言和概述、矢量環及矢量鏈方程、位置問題的求解、運動學的Simulink仿真、動力學引論、聯立約束法、雙連桿平面機器仿真、可變機構仿真、拋石機仿真。
本書可作為已具備MATLAB基本知識的機械、能動、土木、汽車、力學、航空航天等專業高年級本科生和研究生相關課程的參考書和補充教材，也可供有關教師、工程技術人員參考使用。
【商品目錄】
第1章 引言和綜述
第2章 矢量環與矢量鏈方程
第3章 位置問題的求解解概述
第4章 運動學仿真
第5章 動力學引論
第6章 聯立約束法
第7章 兩連桿平面機器人
第8章 可變機構的仿真
第9章 拋石機
附錄
索引
展開 《機構動態仿真--使用MATLAB和SIMULINK》
【原書名】
Simulations of Machines:Using MATLAB and Simulink [原書信息]
【原出版社】
Thomson
【作者】
（美）John Gardner[同作者作品]
【譯者】
周進雄[同譯者作品] 張陵
【叢書名】
BookWare系列叢書
【出版社】
西安交通大學出版社
【書號】
7-5605-1564-9
【開本】
16開
【頁碼】
130
【出版日期】
2002-9-1
【版次】
1-1
《機構動態仿真--使用MATLAB和SIMULINK》
本書系Brooks／Cole出版公司(Thomson Learing出版集團的下屬子公司)2001年推出的BookWare系列叢書(BookWare Companion SeriesTm)之一。該書提出了利用MATLAB及Simulink工具箱在計算機上解決機構動態建模及仿真問題的分析思路、方法、MATLAB腳本文件和Simulink仿真模塊框圖以及供學生自主學習研討的習題。全書包括9章內容和一個關于Simulink入門輔導的附錄，分別是引言和概述、矢量環及矢量鏈方程、位置問題的求解、運動學的Simulink仿真、動力學引論、聯立約束法、雙連桿平面機器仿真、可變機構仿真、拋石機仿真。
本書可作為已具備MATLAB基本知識的機械、能動、土木、汽車、力學、航空航天等專業高年級本科生和研究生相關課程的參考書和補充教材，也可供有關教師、工程技術人員參考使用。
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