Inventor技巧:運動仿真窺探

相信小夥伴們在Inventor以往的使用過程中,CAD部分一定了如指掌了,參數化設計,建立本地標準和特徵庫都不是問題,部分小夥伴iLogic用的也是溜溜的呢。

講到仿真分析,Inventor也是不逞多讓,今天就來試用一下能讓設計的機械動起來的功能——運動仿真吧~

Q1: 什麼是運動仿真?

請看下圖

Inventor技巧:運動仿真窺探

Q2:運動仿真的意義在哪裡?

機構運動分析的任務是根據機構運動簡圖及原動件的運動規律,確定機構中其他構件上相關點的軌跡、位移、速度及加速度,相關構件的位置、角位移、角速度和角加速度等運動參數。

運動分析的目的是為機械運動性能和動力性能的研究提供必要依據,是瞭解、剖析現有機械,優化、綜合新機械的必要環節。

機構運動分析的方法很多,主要有圖解法、解析法和實驗法。

*圖解法的特點是形象直觀、簡單方便、易於掌握,分析結果一目瞭然,但精度不高,因而不適於分析一些對精度要求較高的機構,如計算機構等。

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*解析法的特點是將機構中的已知尺寸和運動參數與未知的運動參數之間的關係,用數學式表示出來然後求解,故精度很高,但比較抽象、不直觀、計算也較繁瑣。

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四杆機構中瞬心的位置及速度分析

*運動仿真則是兼有兩種方法的優點,既可以在CAD軟件中直接展示結果製作動畫,又不會由於作圖的失誤導致出錯。

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典型四連桿機構(GIF可動)

相比於其他機構仿真軟件,Inventor運動仿真被與Inventor的裝配環境無縫集成,既可以在仿真環境中直接添加運動類型,也可以將裝配中的連接和約束關係轉換為運動仿真當中的運動類型,設計完成後可直接從CAD環境進入仿真環境。

下面我即興以大擺錘這個遊樂場為例,建立模型進行一個簡單的運動仿真示意。

第一步

建立模型並進行裝配

這一步就不詳細解說了,相信大家都信手拈來

稍微,恩,我們稍微簡化一下,把擺錘簡化為支架,擺臂和擺輪三部分組成,如下圖:

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第二步

將連接轉換為運動仿真中的運動類型

值得稱道的是,Inventor可以直接將裝配環境中的連接和約束自動轉換為運動,當然這裡有一些不得不提的訣竅:

*1.推薦使用連接,相較於約束,轉換的成功率更高。

*2.在進入仿真之前,將不作用於運動而只用於零部件之間定位的約束關係進行抑制,否則會產生多餘的運動類型。

*3.裝配件中至少要有一個被固定,不然憑空無法產生正確的運動類型。

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可以看到,一旦進入運動仿真環境,旋轉連接即自動轉換為鉸鏈運動。

第三步

定義驅動和載荷

首先在這裡,我們假定擺錘運動為僅受重力和阻尼影響的單擺,而擺輪的自轉則被電機驅動,以恆定速度自轉。

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加載重力

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在鉸鏈運動:2上右擊“特性”以定義轉動速度

第四步

定義仿真時間

載荷與驅動定義完成之後,就可以自定義仿真時間,由於此次模擬的是有阻尼單擺運動,所以擺動幅度會逐漸減小,直到趨近於靜止,就可以認為完成了整個方針過程。

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第五步

運行仿真

此時可以看到,隨著仿真的進行,在轉輪上所選定的點的運動軌跡會被記錄下來,隨時支持旋轉察看。而對應的速度,加速度,力,力矩等能夠以圖形的形式在輸出圖示器上被記錄下來,並且支持導出excel,也支持使用函數對數據進行處理,生成自定義曲線以進行數據分析,典型如傅里葉變換等。

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可以發現,在300秒左右的時候,由於阻尼的作用,單擺運動停止了。

Inventor技巧:運動仿真窺探


Inventor技巧:運動仿真窺探

與此同時,Inventor也支持將FAE導出,如果有需求的話,可以方便地在ANSYS中進行進一步的分析。

第六步

仿真發佈

(可選)可以將運動仿真的結果以動畫形式發佈



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