運動仿真分析的案例
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 基于Adams的六足直立式步行機器人運動仿真分析
基于Adams的六足直立式步行機器人運動仿真分析
張久雷
（廣東職業技術學院 機電工程系， 廣東 佛山 528041）
摘要 分析了一種以雙電機為驅動力、以曲柄連桿機構為傳動系統的六足直立式步行機器人的工作原理。首先，利用矢量解析法對步行腿機構建立相應運動數學模型并分析；再利用虛擬樣機分析軟件Adams對單側步行腿機構進行運動軌跡建模仿真分析；最后，搭建實物樣機驗證了工作原理、方案設計、虛擬仿真結果的正確性和可行性。結果表明，步行腿機構的運動特性能夠滿足六足直立式步行機構的工作要求，設計方案可行，可為下一步的動力學分析和優化設計提供理論基礎。
關鍵詞 Adams 六足步行機器人 四連桿機構 運動學分析
0 引言
曲柄連桿機構是連桿足式步行機器人的核心機構，是實現步行腿行走的關鍵零部件[1]。步行機構曲柄連桿的方案設計及其運動特性是影響機器人行走和運動動作的重要因素[2]。本文中以張久雷設計制作的六足直立式步行機器人的步行機構為研究對象[3]118-119，通過對步行機構分解出的簡單平面四連桿機構進行解析，以矢量法為基礎，建立步行腿機構運動數學模型，再通過虛擬樣機技術對步行腿運動軌跡進行仿真研究分析，判斷是否發生干涉。通過運動學速度、加速度仿真分析，了解從動件步行腿的速度變化規律是否滿足步行工作要求。在此基礎上，搭建實物樣機驗證步行機構方案設計的可行性，進一步證明了該步行機構工作原理和虛擬仿真結果的正確性，可為下一步的動力學分析和優化設計制造奠定理論基礎，具有重要的研究意義。
1 步行機器人的工作原理
1.1 步行原理
本文中研究分析的六足直立式步行機器人[3]119-121如圖1所示。
展開 基于SIMPACK的機構運動仿真分析及應用
1 多體動力學仿真軟件簡介
SIMPACK軟件于1985年由德國宇航局(DLR)開
發,并很快在歐洲航天航空領域得到了廣泛的應用。
SIMPACK軟件采用的相對坐標系下完全遞歸算法,是
機械/機電系統運動學/動力學仿真分析的多體動力學
軟件。利用SIMPACK軟件,可以快速建立機械系統和
機電系統的動力學模型,包含關節、約束、各種外力或
相互作用力,并自動形成其動力學方程,然后利用各種
求解方式(如時域積分)得到系統的動態特性或頻域分
析,以預測復雜機械系統整機的運動學/動力學性能和
系統中各零部件所受載荷。由于采用了最新的數學力學方法, SIMPACK軟件
在計算速度極其優異的同時,仍保持了很高的計算精
度和穩定性。SIMPACK的主要應用領域有:汽車、鐵
道(制造商、供應商、設計公司) 、航空航天、國防軍事、
船舶、工程機械、人機工程、電器產品、生物工程和仿生
學及各類通用機械等。
2 SIMPACK的機構運動分析
SIMPACK軟件的機構運動分析部分操作簡單方
便,主要可以實現機構的前期設計、優化、運動仿真、參
數(目標點的位移、速度及加速度等)輸出,曲線繪制
等。能很好地提高機構設計效率,節約成本。其應用
主要體現在以下幾個方面: ①可直接在設計環境中建
立參數化的機構分析模型; ②可根據需要的機械輸出
運動規律設計機構的各輸入參數,以進行運動和力的
研究; ③選擇一個或多個靈敏度參數,使其在一個范圍
內變化,然后檢查輸出結果,并與預期的運動規律比
較,確定產生顯著變化的參數; ④通過指定多個設計參
數和一個目標參數,優化設計,得出最佳方案。................
基于SIMPACK的機構運動仿真分析及應用.pdf
展開 某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
（添加V：fwz0703）
某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
1.分析目標
電氣設備開關類產品或接觸器在電力系統中承擔著控制電路通斷的重要任務。當接觸器觸頭斷開電路時，會產生電弧。電弧的存在不僅會影響接觸器的正常工作，還可能導致觸頭材料燒蝕，降低接觸器的可靠性和電壽命。因此，研究接觸器觸頭電弧運動特性，對接觸器的設計與改進至關重要。
2.計算難點
傳統對電弧的研究主要以實驗為主，但電弧運動涉及流場、熱場和電磁場等復雜變化過程，實驗研究難度較大。隨著計算機計算性能和仿真軟件技術的進步，電弧仿真逐漸成為可能，且仿真結果的準確性大大提高。通過仿真分析，可以在虛擬環境中模擬電弧運動過程，深入了解電弧特性，為接觸器的優化設計提供依據。
2.1流體、電磁與輻射過程方程
電弧運動過程中，流場、熱場和電磁場相互作用、相互影響。例如，電磁力會影響電弧的運動軌跡，電弧的溫度分布又會影響氣體的物性參數，進而影響流場的變化。磁流體動力學模型能夠綜合考慮這些多物理場的相互耦合關系，準確描述電弧的運動特性。
2.2氣體物性參數計算方法
1.流體過程方程主要描述電弧等離子體的流動特性，包括連續性方程、動量方程和能量方程等，用于求解氣體的速度、壓力和溫度分布。
2. 電磁過程方程則考慮了電場、磁場與電弧等離子體的相互作用，通過麥克斯韋方程組來描述電磁現象，求解電場強度、磁場強度等參數。
3. 輻射過程方程用于考慮電弧在運動過程中的熱輻射損失，它對電弧的能量平衡和溫度分布有著重要影響。通過合理的輻射模型，可以準確計算電弧的輻射能量，提高仿真結果的準確性。
展開 
202基于matlab的曲柄滑塊機構的運動學仿真分析 ￥15.5
基于matlab的曲柄滑塊機構的運動學仿真分析，分析各個桿的速度、位移、加速度曲線，以及曲柄滑塊機構的動畫。程序已調通，可直接運行。
203基于matlab的曲柄滑塊機構的運動學仿真分析GUI ￥19.89
基于matlab的曲柄滑塊機構的運動學仿真分析GUI，包括《系統仿真與matlab》綜合試題文檔。分析滑塊速度、角速度，曲軸投影長。曲柄滑塊機構的動畫。程序已調通，可直接運行。
基于ADAMS的助老起升裝置的運動學仿真分析
2 ADAMS 虛擬樣機的運動學仿真分析
利用多體動力軟件 ADAMS 對裝置進行運動學 及動力學仿真分析。
2．1 模型導入 首先在 CＲOE 中對建立好的裝配模型進行簡化， 在保證模擬真實工況的前提下，省去螺栓、角件等零 件，后續用布爾操作來代替［7］。然后將簡化后的模 型另存為 ADAMS 軟件可識別的．x_t 文件，并導入到 ADAMS2018，完成基本的單位設置。
此模型中的材料種類較多，見表 1。主體框架為 鋅鋁合金 6063－T5，起升板和連桿材料為普通 45 鋼。
由于三維模型結構較為復雜，需對 28 個零件模 型進行布爾操作，以便優化結構組成，如將主體鋁合 金框架合為一組，其余對稱零件分別合為一組，一共 分為 6 組零件。
2．2 連接設置
由于此產品需進行運動分析，故設置完模型后需 進行運動副連接設置，根據 ADAMS 軟件運動庫內 容，裝配體主要由旋轉副、移動副、固定副組成，具體 類型及相關構件信息見表 2。
2．3 施加載荷與驅動
起升板在靜止狀態下額定載荷為 1 000 N，但是 在運動過程中，根據受力分析，其額定載荷為一個時 間函數，即 F = 1 000 cos( 8t) ，其中 t 為運動時間。由 于推桿的行程為 40 mm，額定速度為 10 mm /s，在電 動推桿中施加類型為 translational 的驅動［8］，其位移 函數為 Function = 10* time，圖像如圖 3 所示。
2．4 仿真設置
最后進入 Simulation 模塊，根據模型的實際運動 情況對仿真時長及步數進行設置，進而得到相關運動 參數曲線，自此完成 ADAMS 環境下模型的設置，如 圖 4 所示。
展開 SolidWorks運動仿真類型你都懂嗎？
在Solidworks運動仿真中，系統假設裝配體的所有零件都是剛性的，這意味著在接觸過程中不會發生變形。下面簡單談談Solidworks常用的三種仿真類型。
1.要在Solidworks中進行運動仿真分析，可以單擊Solidworks用戶界面左下角的“運動算例1”選項卡。
同時需要點擊“展開 Motion Manager”按鈕從而顯示Solidworks Motion Manager時間線。
2.選擇需要進行的仿真類型。在Solidworks中有3種類型的運動模擬仿真，分別是動畫，基本運動和Motion分析。那么這三種仿真類型有什么區別呢？
1.動畫
可生成不考慮質量或引力的演示性動畫。通過添加馬達來驅動裝配體中一個或多個零件的運動。通過設定鍵碼點在不同時間規定裝配體零部件的位置，它使用插值來定義鍵碼點之間零部件的運動。
2.基本運動
我們可以使用基本運動來顯示模型之間的基本聯系，它可以生成考慮質量、碰撞或引力且近似實際的演示性模擬動畫。
3.Motion分析
Motion分析是三者中最先進的運動仿真模式，由于它能夠考慮到裝配體物理特性，因此可用于精確模擬和分析組件上的運動元素（包括彈簧力、阻尼力和摩擦力等）的影響。要使用Solidworks的Motion分析 ，需要需要點擊【工具】 >【插件】，在菜單中激活SOLIDWORKS Motion加載項 。
來源：機械時代網
展開 液壓支架三維建模與運動仿真
支架三維實體模型運動仿真結果可以用來生成移動組件的動畫，清晰直觀地顯示出支架關鍵點的運動軌跡，也可用來檢查支架部件在整個仿真運動過程中的干涉情況。
利用Solid Edge軟件建立的液壓支架三維實體模型，可以調入與其兼容性比較好的UG運動分析環境中作更進一步的運動和強度分析,提高支架設計的可靠性。
5、 結語
Solid Edge三維機械設計CAD軟件的使用，大幅度縮短了綜采液壓支架的設計周期，提高了支架的設計效率和設計質量，使支架的設計更趨完美。同時，也有利于發揮設計人員的技術創新能力，為設計人員更新設計觀念和推廣先進的工程設計手段做了有效的嘗試。
液壓支架三維建模與運動仿真.doc
展開 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 三自由度機械臂運動學分析+仿真 ￥40
=trans( JD(2)+pi/2, 0, 0, pi/2);
T23 =trans( JD(3), 0.328, 0, 0);
T06 =T01*T12*T23;
End
1.%2.%3 機器人逆運動學分析
機器人逆運動學問題采用矩陣逆乘方法進行求解，如下所示：
1.
210基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼 ￥12.2
基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼，包括運動仿真和變量變化分析圖的生成，包括角速度、速度、加速度等曲線。程序已調通，可直接運行。
Comsol超聲空化仿真分析氣泡運動 ￥2200
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我的qq： 209870384有興趣的可以加我，交流模型。
超聲空化是一種重要的物理機理。超聲空化是指液體介質中的微小氣泡核在強超聲波的作用下,氣泡體積經歷生長振蕩而最終迅速崩潰的過程。在超聲空化氣泡的崩潰過程中,會在非常有限的體積內瞬間產生巨大的壓力梯度和溫度梯度,從而引發系列的化學、物理和生物等效應,如對金屬表面的腐蝕,光脈沖輻射的產生,化學反應速率的加快,生物組織結構的改變等。超聲空化過程是眾多空化氣泡的動力學過程,對單一空化氣泡的動態過程研究不僅是研究多個氣泡空化的起點,而且是研究系列超聲空化現象的基礎。
其主要的控制方程如下：
本模型調用系數型邊界偏微分方程和動網格，展示了氣泡在超聲空化過程中的變化：
兩個周期振蕩過程中，氣泡的半徑與初始半徑比值的動態變化。
這是氣泡動能的變化 ，相比較，隨著振動周期，氣泡動能也在增加。
有興趣的可以加我，交流模型。
展開 MCCB觸頭打開電弧運動過程仿真分析
電弧分析是斷路器設備的重點與難點，主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析，其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片，本次分析的是經典案例，將MCCB的觸頭分開，那么觸頭之間產生電弧，在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢，觀察電弧將進入柵片的過程
溫度變化過程如圖所示
電流變化過程如圖所示
電壓出現下降趨勢，結果如圖
采用的動網格顯示效果如圖所示
獲取電壓的變化過程云圖，電弧進入柵片，動靜觸頭打開，電弧電壓上升，該過程能夠很好的變化電流運動過程，查看其效果觀察柵片的布局合理性，觀察電壓變化過程，為滅弧室設計提共很好的支撐
關鍵詞：MCCB 電弧仿真 斷路器
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專注于電弧仿真的方法研究
如有問題請留言！！！
展開 基于UG NX的錘片式粉碎機的三維建模及運動仿真教程
圖7 帶輪的三維設計模型
2.2 部件的虛擬裝配
UG的裝配模塊不僅能快速組合零件成為產品，而且在裝配中，可以參考其它部件關聯設計，并可以對裝配模型進行間隙分析、質量管理等相關操作。按照自上往下的裝配原則，通過組件的定位和配對操作，建立對應的裝配關系，裝配完成部件及整機。以下圖8～圖11分別是機蓋的虛擬裝配模型、機座的虛擬裝配模型、轉子的虛擬裝配模型、整機的虛擬裝配模型。
3 模型分析
裝配完成后的錘片式粉碎機可以在UG中進行結構分析、間隙分析、質量管理、有限元分析等，可以提高產品設計的可靠性。UG的菜單中有分析的功能，可以得到零部件的體積、質量、慣量、轉矩的信息。現以錘片的有限元分析為例：錘片在運行過程中，主要受到離心力、重力、物料的沖擊力,受力后發生形變。通過有限元分析找出易損部位（危險截面）。有限元分析的步驟：創建解法；對需要理想化的幾何體（如對稱結構）進行理想化；設置錘片的材料屬性；給錘片施加約束與載荷；劃分網格；有限元模型檢查；解算；進入后處理。錘片的有限元后處理如圖12、圖13所示。
4 運動仿真
運動仿真模塊可以進行機構的干涉分析，跟蹤零件的運動軌跡，分析機構中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。運動仿真的分析結果可以指導修改零件的結構設計（加長或者縮短構件的力臂長度、修改凸輪型線、調整齒數比等）或調整零件的材料（減輕或加重以及增加硬度等）[5]。該模塊與ADAMS的功能有著一致性,產生運動仿真的步驟有:第一步,創建連桿(Links)；第二步,創建運動副(Joints)；第三步,定義運動驅動(Motion Driver)。完成后可以創建動畫仿真，并作出速度、加速度、力等圖表，還可以導出MPEG、GIF格式等視頻。
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