动力学分析基础

千红一酷 · 发表于 2012-6-22 00:18

一，机构分析步骤
1，创建模型，生成连接，定义运动轴设置。
2，拖动组件，检查模型。
3，添加建模图元，应用伺服电机。
4，准备分析，定义初始条件，创建测量。
5，分析模型，运行位置分析，运行运动分析。
6，结果：回放结果，检查干涉，查看测量，创建轨迹曲线，创建运动包络。
二，机构分析类型
运动学 (Kinematic) - 使用运动分析，可得出模型在伺服电动机作用下的运动。可选择分析期间要使用的伺服电动机，并指定其在分析期间的开始和终止时间。如果仅对模型某部分的运动感兴趣，可使用“分析定义”(Analysis Definition) 对话框内“首选项”(Preferences) 选项卡中的主体锁定或连接锁定选项，以消除某些允许的自由度。使用运动分析可计算机构中的点或运动轴的位置、速度和加速度。

单击 “分析”(Analysis) ▶
“机构分析”(Mechanism Analysis)，打开“分析定义”(Analysis Definition) 对话框，可创建、编辑和运行分析

运动学是动力学的一个分支，它考虑除质量和力之外的运动所有方面。运动分析会模拟机构的运动，满足伺服电动机轮廓和任何接头、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求。运动分析不考虑受力。因此，不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。模型中的动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，不会影响运动分析。

如果伺服电动机具有不连续轮廓，“机械设计”在运行运动学分析前会尝试使其轮廓连续。如果本软件不能使其轮廓连续，则电动机将不能用于分析。

使用运动分析可获得以下信息：

●几何图元和连接的位置、速度以及加速度

●元件间的干涉

●机构运动的轨迹曲线

●作为 Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络

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“机构分析”(Mechanism Analysis)，打开“分析定义”(Analysis Definition) 对话框，可创建、编辑和运行分析。

动态 (Dynamic) - 使用动态分析可分析由施加的载荷、伺服和执行电动机以及重力所产生的运动。在动态分析期间，可启用或禁用执行电动机，但伺服电动机（如果包括的话）在分析期间处于活动状态。“机械动态”不会将几何伺服电动机包括在动态分析中。

在“分析定义”(Analysis Definition) 对话框的“首选项”(Preferences) 选项卡中输入的信息不会被用于计算动态分析的时间间隔。这些值只改变图形的显示。要改变动态分析的精度，请使用“设置”(Settings) 命令。

动态分析是力学的一个分支，主要研究主体运动（有时也研究平衡）时的受力情况以及力之间的关系。使用动态分析可研究作用于主体上的力、主体质量与主体运动之间的关系。

运行动态分析时应切记以下要点：

●基于运动轴的伺服电动机在动态分析期间都处于活动状态。因此，从分析时域导出的“从”(From) 和“至”(To) 将显示为不可编辑的“开始”(Start) 和“终止”(End) 值。

●可添加伺服电动机和执行电动机。

●如果伺服电动机或执行电动机具有不连续轮廓，“机构设计”在运行动态分析前会尝试使其轮廓连续。如果不能使其轮廓连续，则电动机将不能用于分析。

●可使用“外部载荷”(Ext Loads) 选项卡添加力/力矩

●可考虑或忽略重力和摩擦力

在开始动态分析时，通过指定持续时间为零并照常运行，可计算位置、速度、加速度和反作用力。系统会自动确定用于计算的合适的时间间隔。如果用图形表示分析的测量结果，则图形将只包含一条线。

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“机构分析”(Mechanism Analysis)，打开“分析定义”(Analysis Definition) 对话框，可创建、编辑和运行分析。

静态 (Static) - 使用静态分析为机构查找稳定、平衡的位置。使用此分析可在对运动中的机构进行设置前确定稳定的配置。伺服电动机不能用于“静态”分析中。

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“机构分析”(Mechanism Analysis) 来处理分析。

静态学是力学的一个分支，研究主体平衡时的受力状况。使用静态分析可确定机构在承受已知力时的状态。“机械设计”会搜索配置，其中机构中所有负荷和力处于平衡状态，并且势能为零。静态分析比动态分析能更快地识别出静态配置，因为静态分析在计算中不考虑速度。

虽然静态分析的结果是稳态配置，但还是应将这些结果与示例中的结果进行比较，以更好地理解所获得的结果。

运行静态分析时应切记以下要点：

●如不指定初始配置，单击“运行”(Run) 时，系统将从当前显示的模型位置开始静态分析

●运行静态分析时，会出现加速度对迭代数的图形，显示机构图元的最大加速度。随着分析的进行，图形显示和模型显示都会变化以反映计算过程中到达的中间位置。当机构的最大加速度为 0 时，表明机构已达到稳态。

●通过修改“分析定义”(Analysis Definition) 对话框的“首选项”(Preferences) 选项卡内的“最大步距因子”(Maximum Step Factor)，可以调整静态分析中各迭代之间的最大步长。减小此值会减小各迭代之间的位置变化，且在分析具有较大加速度的机构时会很有帮助。

●如果“机械设计”找不到机构的静态配置，则分析结束，机构停留在分析期间到达的最后配置中

●计算出的任何测量尺寸都是最终时间和位置的尺寸，而不是处理进程的时间历程的尺寸。

力平衡 (Force Balance) - 要确定模型保持静止所需的平衡力，请使用力平衡分析。如果模型包含所受的力，且希望能使模型达到静平衡状态，则此分析非常有效。运行此分析后，可得到在指定方向的某个指定点处所施加力的大小，此力即保持机构静止所需的力。还可得到保持平衡状态所需的连接或电动机的反作用力。

力平衡分析是一种逆向的静态分析。在力平衡分析中，是从具体的静态形态获得所施加的作用力，而在静态分析中，是向机构施加力来获得静态形态。

使用力平衡分析可求出要使机构在特定形态中保持固定所需要的力。

在运行力平衡分析前，必须将机构自由度降至零。使用连接锁定、两个主体间的主体锁定、某点的测力计锁定或者将活动的伺服电动机应用于运动轴。使用“分析定义”(Analysis Definition) 对话框中的项目计算机构的自由度，并对机构应用约束，直到获得零自由度为止。

三，各类分析的测量结果

测量有助于了解和分析移动机构所产生的结果，并可提供用来改进机构设计的信息。

必须先运行或保存并恢复一个或多个对机构的分析结果，之后才能计算和查看测量结果。

对于每种分析类型，下表列出了哪些测量可提供最有用的信息：

1，运动学分析，可测量：位置、速度、加速度；间隔；Pro/ENGINEER 特征；自由度；冗余；时间；主体方向；主体角速度；主体角加速度。
2，动态分析，可测量：除测量计外所有力。
3，静态分析，可测量：位置；连接反作用；净负荷；所有系统测量；所有主题测量；Pro/ENGINEER 特征。
4，力平衡分析，可测量：可测量：位置；连接反作用；净负荷；测力计；所有系统测量；所有主题测量；Pro/ENGINEER 特征。
5，位置分析，可测量：位置；间隔；自由度；冗余；时间；主体加速度；Pro/ENGINEER 特征。

四，机构分析实例
实例：皮带轮从动轮上加额定扭矩后，分析带的受力情况。

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