优选CATIA实用DMU运动仿真小教程

CATIA装配运动仿真CATIA是一款广泛应用于机械设计领域的三维设计软件，它提供了丰富的功能和工具，可以帮助工程师们进行装配运动仿真分析。

本文将介绍CATIA装配运动仿真的基本原理和步骤，帮助读者了解如何利用CATIA进行装配运动仿真分析。

一、CATIA装配设计基础在进行装配运动仿真之前，首先要进行装配设计。

装配设计是将各个零部件组装在一起，形成一个完整的装配体。

在CATIA中，可以通过创建组合和约束来完成装配设计。

组合是指将零部件拖拽到装配环境中，并进行位置调整，使其符合实际要求。

约束是指通过添加关系和限制条件，确保各个零部件之间具有正确的运动关系。

二、CATIA装配约束设置在进行装配设计的同时，需要对各个零部件之间的运动关系进行约束设置，以确保装配体在仿真过程中符合实际工作要求。

CATIA提供了多种约束关系，如平行、垂直、配合等。

读者需要根据实际情况选择合适的约束关系，并添加到零部件之间。

三、CATIA运动仿真设置在进行装配设计和约束设置之后，就可以进行CATIA装配运动仿真的设置。

首先，需要添加运动学仿真模块，然后选择仿真类型，如运动分析、碰撞检测等。

接着，读者需要对仿真参数进行设置，如仿真时间、时间步长等。

还可以添加各种外部载荷和动力学约束，以模拟实际工况下的运动情况。

四、CATIA装配运动仿真分析设置好仿真参数后，就可以对装配体进行运动仿真分析了。

CATIA 会模拟装配体在仿真时间内的运动情况，并将结果以动画的形式展现出来。

读者可以观察装配体各个零部件之间的运动关系，检查装配是否符合要求。

同时，CATIA还提供了丰富的分析工具和图表，以帮助读者更深入地了解装配体的运动行为。

五、CATIA装配运动仿真优化通过装配运动仿真分析，读者可以获取装配体的运动数据和性能参数。

根据这些数据，可以进行装配设计的优化。

优化可以包括调整零部件的位置和约束关系，以改善装配体的运动性能。

CATIA提供了优化工具和功能，读者可以利用这些工具进行优化，并进行多次仿真分析，逐步改进装配体的运动行为。

第五章DMU 机构运动分析1 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析目录1产品介绍 (4)2图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) (4)2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (4)2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (4)2.3DMU Generic Animation (5)2.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (6)2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (6)2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (6)3功能详细介绍 (7)3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (7)3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands） (7)3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws） (9)3.1.3仿真感应器（Sensors） (10)3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup） (12)3.1.5创建固定副（Fixed Part） (12)3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver） (13)3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations） (15)3.1.8机构分析（Mechanism Analysis） (17)3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (19)3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击 (19)3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints） (20)3.2.3同轴副（Creating Cylindrical Joints） (21)3.2.4创建球铰连接（Creating Spherical Joints） (22)3.2.5创建平动副（Creating Planar Joints） (23)3.2.6创建刚性副（Rigid Joints） (24)3.2.7点-线副（Point Curve Joints） (24)3.2.8曲线滑动副（Slide Curve Joints） (25)3.2.9点-面副（Point Surface Joints） (26)3.2.10万向节（Universal Joints） (26)3.2.11C V连接（CV Joints） (27)3.2.12创建齿轮副（Gear Joints） (28)2 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析3.2.13滑动-转动复合运动副（Rack Joints） (30)3.2.14滑动-滑动复合运动副（Cable Joints） (32)3.2.15用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems） (32)3.3DMU Generic Animation工具条 (34)3.3.1创建运动仿真记录（Simulation） (34)3.3.2生成重放文件（Generate Replay） (36)3.3.3重放（Replay） (37)3.3.4仿真播放器（Simulation Player） (37)3.3.5编辑序列（Edit Sequence） (37)3.3.6包络体（Swept Volume） (37)3.3.7生成轨迹线（Trace） (37)3.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (38)3.4.1机构位置刷新（Update） (38)3.4.2输入子机构（Import Sub-Mechanisms） (38)3.4.3重设位置（Reset Positions ） (39)3.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (40)3.5.1关闭干涉检查（Clash Detection（Off） (40)3.5.2打开干涉检查（Clash Detection（On） (40)3.5.3遇到干涉停止（Clash Detection（Stop） (40)3.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (40)3.6.1干涉检查（Clash） (40)3.6.2距离和距离带分析（Distance and band analysis） (40)3.7示例 (41)3 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析1 产品介绍DMU机构运动分析（Kin ）是专门做DMU装配运动仿真的模块。

CATIADMU运动机构仿真教程CATIA是一款广泛应用于机械设计和制造领域的三维建模软件，而DMU(Digital Mock-Up)则是CATIA的一项重要功能，它能够在虚拟环境中对机械产品进行完整模拟和测量。

本篇文章将重点介绍如何使用CATIA DMU进行运动机构仿真。

首先，我们需要打开CATIA软件，并新建一个机械装配模型。

在装配模型中，我们可以选择和放置各种零件，然后使用约束关系将它们链接在一起，从而形成一个机械运动机构。

在确定机构设计之后，我们需要进行运动仿真来验证其运动性能和机构强度。

在装配模型中，选择"DMU Kinematics"工具栏中的"Module Creation"来创建一个新的运动模块。

然后，在"Product1"下创建一个新的机构，命名为"Motion"。

在"Motion"中选择"Insert"，然后选择"Mechanisms"来添加运动机构零件。

接下来，我们需要选择合适的约束关系来定义机构的运动自由度。

在CATIA中，可以使用各种约束关系来模拟机构零件之间的运动关系，比如：旋转关节、滑动关节、齿轮齿条传动等。

例如，我们可以选择两个零件之间的旋转关节来定义它们之间的旋转运动。

在"Motion"中选择"Insert"，然后选择"Rigid"关节来添加一个旋转关节。

然后选择两个需要链接的零件，按住Ctrl键并点击它们。

CATIA将自动在两个零件之间创建一个旋转关节。

设置旋转关节的旋转轴和角度范围后，即可完成约束的定义。

定义完所有的约束关系后，我们可以通过点击"Close"来关闭约束定义窗口。

然后选择"Motion Analysis"工具栏中的"Define Simulation"来定义仿真参数。

CATIADMU机构运动分析CATIA DMU（Digital Mock-Up）机构运动分析是一种在CATIA软件平台上进行的数字化样机的运动分析方法。

通过对机构的运动进行模拟和分析，可以评估设计的有效性、发现潜在问题，并优化设计方案。

1.建立机构模型：首先需要在CATIA软件中建立机构的几何模型，包括各个部件的几何形状、尺寸和位置关系等信息。

可以通过绘制二维草图、拖拉特定形状的线条等方式进行模型的绘制。

2.定义机构间的运动关系：在建立机构模型后，需要定义各个部件之间的运动关系。

可以通过定义关节、连杆、驱动器等方式，将不同部件之间的运动关系设定为特定的线性或非线性关系。

3.设置运动分析条件：在进行机构运动分析前，需要设置一些分析条件，比如加载条件、边界条件等。

可以根据实际情况设定机构的振动频率、加载力的大小和方向等。

4.进行机构运动分析：在设置好运动分析条件后，即可开始进行机构运动分析。

CATIA软件会根据设定的运动关系和加载条件，模拟机构的运动情况，并输出相应的运动结果。

可以对机构的运动速度、加速度、位移等参数进行分析，评估机构设计的合理性和稳定性。

5.优化机构设计：通过对机构的运动分析结果进行评估，可以发现机构设计中存在的问题，比如各个部件之间的干涉、运动范围受限等。

可以根据分析结果对机构进行优化设计，改进设计方案，提高机构的性能和可靠性。

CATIADMU机构运动分析的应用领域广泛，主要用于机械工程、航空航天工程、汽车工程等领域。

通过该方法可以在设计阶段对机构进行全面而准确的分析，减少实际制造中的试错成本和时间。

同时，还可以对机构的运动性能和可靠性进行预测和评估，为设计师提供决策支持。

在实际应用中，CATIADMU机构运动分析还可与其他分析方法相结合，比如有限元分析、流体力学分析等，以实现多学科的综合分析。

这样可以对机构的运动、结构、热力等方面进行全面分析，帮助设计师制定更合理、更优化的设计方案。

CATIA DMU运动分析1.1 曲轴连杆运动分析四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动分析是较复杂的机械运动。

曲轴做旋转运动，连杆左做平动，活塞是直线往复运动。

在用CATIA作曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示。

（1）设置曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接。

（2）创建简易缸套机座。

（3）设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接。

（4）模拟仿真。

（5）运动分析。

1.1.1 定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接1.新建组文件(1)点击“开始”选取“机械设计”中的“装配件设计”模块，如图1-1所示。

图1-1 进入“装配件设计”模块（2）进入装配件设计模块后，点击添加现有组件图标，再点击模型树上的Product1图标，此时会出现文件选择对话框，按住Ctrl键，分别选取“Chapter1/huo-sai-xiao.CATPart、huo-sai.CATPart 、lianganzujian.CATproduct、quzhou.CATpart”，将这些零件体载入到Product1中。

（3）此时，零件体载入后重合到一起，点击分解图标，出现分解对话框如图1-2所示。

然后点击模型树上的Product1,点击确定，此时弹出警告对话框，如图1-3所示，警告各零件的位置会发生变，点击警告对话框的按钮“是”，我们会发现各个零件分解开来。

图1-2 分解对话框图1-3 警告对话框（3）由于连杆体零件是装配体，各部分之间存在约束，点击“全部更新”按钮，我们会发现连杆体组件恢复装配后的样子。

（4）点击“约束”工具栏中的“相合约束”图标，分别选择活塞销中心线及活塞孔中心线，如图1-4所示。

然后点击“约束”工具栏中的“偏移约束”图标，选择活塞销的一个端面及活塞孔一侧的凹下去细环端面，如图1-5所示，此时出现“约束属性”对话框，如图1-6所示。

将对话框中的“偏移”一栏改为“3.75mm”，点击“确定”按钮，完成活塞销端面和活塞内凹孔细环端面之间的偏移约束关系。

1.仿真之前的准备将要仿真的模型所需的部件在装配模式下按照技术要求进行装配。

装配时请注意，在能满足合理装配的前提下，尽量少用约束，以免造成约束之间互相干涉，影响下一步运动仿真。

2.运动仿真通过“开始（S）”——“数字模拟”——“DMU Kinematics”进入到运动仿真的模式下，开始进行仿真设置：（1）先建立一个新机制（New Mechanism）；命令在“插入（I）”菜单下，（2）对装配部件进行约束设置，命令在旋转铰里面，点击其图标右下方的箭头，点击后，出现所有铰定义图标按顺序分别是：旋转铰（Revolute joint），棱镜铰（prismatic joint），圆柱铰（Cylinderical joint），螺纹铰（Screw joint），球铰（Spherical joint），平面滑动铰（Planner joint），刚性连接（Rigid joint），点-线铰，滑动曲线铰，滚动曲线铰，点-曲面铰，万向节铰，双万向节铰，齿轮铰，齿轮-齿条铰，缆绳铰，坐标系铰。

各个铰接的的方法见文献《CATIA 机械运动分析与模拟实例》，上有很详细的介绍。

（3）设置固定件，点击固定零件图标，点击后出现New Fixed Part（新固定零件）对话框，不用理它，在图形区选择要固定的零件即可。

各种铰链设置合理，系统会自动提示：，也就是说，机制可以仿真了。

(a.)仿真使用“命令模拟”时，点击，就会出现运动模拟对话框，在对话框内拖动鼠标，由大到小或有小到大改变角和实数的范围，然后点击下面的黑色开始键，就可以看到仿真运动了。

对话框示例如下(b.)仿真采用“模拟”时，点击，即可进入和将动画视点和自动插入都选上后，用鼠标拖动command 后的命令块由大到小或由小到大改变角和实数的范围，然后点击下面的黑色开始键，就可以看到仿真运动了下面以齿轮运动仿真为例说明：装配过程不多说了，直接进入仿真模块下。

分析：构成：主动齿轮，从动齿轮，侧板使两齿轮运动起来，要用到一个新机制，新机制里有一个齿轮铰，两个旋转铰，一个固定铰，一个驱动。

CATIA运动仿真DMU空间分析CATIA运动仿真DMU空间分析是一种基于CATIA软件平台进行的运动分析和仿真技术。

该技术通过对机械系统的各种运动进行模拟和分析，可以帮助设计人员更好地理解机械系统的运动行为，并找出系统中可能存在的问题。

下面将详细介绍CATIA运动仿真DMU空间分析的原理、应用和优势。

CATIA运动仿真DMU空间分析的原理是基于动力学理论和计算机仿真技术。

首先，使用CATIA软件建立机械系统的三维模型，并设定系统的运动参数，如速度、加速度等。

然后，根据模型和参数，通过解析学方法求解系统的运动方程。

最后，利用计算机仿真技术，将求解得到的运动方程转化为计算机程序，进行数字仿真。

CATIA运动仿真DMU空间分析具有广泛的应用领域。

在机械设计中，可以对机械系统的运动性能进行分析，如运动轨迹、速度、加速度等，从而优化系统设计。

在工程实施中，可以模拟和分析机械系统的各种运动情况，如工作过程中的振动、冲击等，从而预防事故和故障。

在产品制造中，可以预测机械系统的运动性能，如工件在加工过程中的变形、修正等。

另外，还可以应用于各种教育和培训活动中，提高学生和工程师的运动分析和仿真能力。

CATIA运动仿真DMU空间分析有以下几个优势。

首先，它具有较高的准确性和可靠性，能够在很大程度上预测和模拟机械系统的运动行为。

其次，它具有较高的灵活性和适用性，可以应用于不同类型的机械系统和运动场景。

再次，它具有较高的效率和便捷性，能够快速分析系统的运动性能，并给出相应的结果。

最后，它具有较高的可视化和交互性，能够直观地展示系统的运动轨迹和性能，并支持用户交互操作。

综上所述，CATIA运动仿真DMU空间分析是一种基于CATIA软件平台进行的运动分析和仿真技术，可以帮助设计人员更好地理解机械系统的运动行为，并找出系统中可能存在的问题。

它具有广泛的应用领域和较高的优势，对于机械设计、工程实施、产品制造和教育培训等方面都具有积极的促进作用。

1 前言机构运动分析是在虚拟的环境中模拟产品实际的运动状况。

在DMU环境下进行机构运动分析时，首先根据机构的实际运动状态，运用相应的机构运动副来创建两个零部件之间的相对运动关系；然后创建机构运动的参照物和驱动机构进行运动的驱动源(Command)。

在定义完机构运动所必需的条件之后，就可以对机构运动进行仿真和分析。

建立机构运动的流程如下所示：在动态过程检验机构设计是否符合概念设计阶段对机构所做的定义。

同时，在动态过程中对产品的位置信息、运动特性信息进行检查和分析。

2 功能介绍2.1 DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条命令驱动仿真（Simulating with Commands）规则驱动仿真（Simulating With Laws）机构修饰（Mechanism Dressup）创建固定副（Fixed Part）装配约束转换（Assembly Constraints Conver）测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）机构分析（Mechanism Analysis）2.2 DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）创建转动副（Creating Revolute Joints)创建滑动副（Creating Prismatic Joints）创建同轴副（Creating Cylindrical Joints）创建球铰连接（Creating Spherical Joints）创建平动副（Creating Planar Joints）创建刚性副（Rigid Joints）点-线副（Point Curve Joints）曲线滑动副（Slide Curve Joints）点-面副（Point Surface Joints）万向节（Universal Joints） CV连接（CV Joints）创建齿轮副（Gear Joints）滑动-转动复合运动副（Rack Joints）滑动-滑动复合运动副（Cable Joints）用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems）2.3 DMU Generic Animation创建运动仿真记录（Simulation）生成重放文件（Generate Replay）重放（Replay）仿真播放器（Simulation Player）编辑序列（Edit Sequence）包络体（Swept Volume）生成轨迹线（Trace）2.4机构刷新（DMU Kinematics Update）机构位置刷新（Update）输入子机构（Import Sub-Mechanisms）重设位置（Reset Positions）2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode）关闭干涉检查（C lash Detection（Off））打开干涉检查（C lash Detection（On））遇到干涉停止（C lash Detection（Stop））2.6 DMU 空间分析（DMU Space Analysis）干涉检查（Clash）距离和距离带分析（Distance and band analysis）3 功能详细介绍3.1 DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands）是用命令驱动的方式对已创建的机构进行运动仿真，这种方法比较直接、简便，但不能记录下来。

第五章DMU 机构运动分析1 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析目录1产品介绍 (4)2图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) (4)2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (4)2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (4)2.3DMU Generic Animation (5)2.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (6)2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (6)2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (6)3功能详细介绍 (7)3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (7)3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands） (7)3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws） (9)3.1.3仿真感应器（Sensors） (10)3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup） (12)3.1.5创建固定副（Fixed Part） (12)3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver） (13)3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations） (15)3.1.8机构分析（Mechanism Analysis） (17)3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (19)3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击 (19)3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints） (20)3.2.3同轴副（Creating Cylindrical Joints） (21)3.2.4创建球铰连接（Creating Spherical Joints） (22)3.2.5创建平动副（Creating Planar Joints） (23)3.2.6创建刚性副（Rigid Joints） (24)3.2.7点-线副（Point Curve Joints） (24)3.2.8曲线滑动副（Slide Curve Joints） (25)3.2.9点-面副（Point Surface Joints） (26)3.2.10万向节（Universal Joints） (26)3.2.11C V连接（CV Joints） (27)3.2.12创建齿轮副（Gear Joints） (28)2 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析3.2.13滑动-转动复合运动副（Rack Joints） (30)3.2.14滑动-滑动复合运动副（Cable Joints） (32)3.2.15用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems） (32)3.3DMU Generic Animation工具条 (34)3.3.1创建运动仿真记录（Simulation） (34)3.3.2生成重放文件（Generate Replay） (36)3.3.3重放（Replay） (37)3.3.4仿真播放器（Simulation Player） (37)3.3.5编辑序列（Edit Sequence） (37)3.3.6包络体（Swept Volume） (37)3.3.7生成轨迹线（Trace） (37)3.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (38)3.4.1机构位置刷新（Update） (38)3.4.2输入子机构（Import Sub-Mechanisms） (38)3.4.3重设位置（Reset Positions ） (39)3.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (40)3.5.1关闭干涉检查（Clash Detection（Off） (40)3.5.2打开干涉检查（Clash Detection（On） (40)3.5.3遇到干涉停止（Clash Detection（Stop） (40)3.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (40)3.6.1干涉检查（Clash） (40)3.6.2距离和距离带分析（Distance and band analysis） (40)3.7示例 (41)3 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析1 产品介绍DMU机构运动分析（Kin ）是专门做DMU装配运动仿真的模块。

CATIADMU实例教程-雨刮器运动仿真雨刮的运动模拟仿真一、基本原则：将雨刮器拆分成各个零件，然后调入同一个 product 文件里面，通过约束，使自由度为 0，即可使机构按照预定的设计进行运转。

二、将雨刮器分为以下几个部件：部件一、雨刮电机（包括输出轴，但不包括曲柄）★ 雨刮电机作为整个机构的固定部分，即作为固定基准，其他一些不动的固定管、电机安装板之类的也可以一起作为固定参考部分，见图1。

★ 在电机输出轴的位置分别做一条轴线，和一个参考面，见图 2。

图1图2 部件二、雨刮电机曲柄（包括与连杆连接的球头）---见图 3 ★ 曲柄作为雨刮电机的驱动源，他的旋转带动了整个机构的旋转。

★ 注意在曲柄与电机输出轴的部位同样建立一个轴线和一个平面，注意此轴线必须与电机的轴线同心，否则，无法建立约束。

两个球心轴线和平面图3★ 同时在与两个连杆连接的球头处，分别做出球头的球心点。

部件三、主侧连杆（包括与曲柄球头、摇臂球头连接的球碗）---见图 4★ 注意在各球碗处，建立球碗的球心点，此球心点必须与相应的球头球心同心或重回，否则无法建立约束。

注：在这种情况下，可以在建球头、球碗的球心时，采用同一个参考元素，这样建立的球心必定重回。

其他的如建立轴线时也可以采取这种方法。

★ 建立两球碗之间的联系。

球心和球心连线图4部件四、副侧连杆（包括与曲柄球头、摇臂球头连接的球碗）---方法和注意事项同主侧相同。

部件五、主侧摇臂（包括摇臂、球头、主刮臂、刮片）--图 5图5★ 摇臂的运动与刮平的运动是同步的，摇臂的运动角度，就是刮臂刮片的运动角度。

★ 注意在主摇臂与主衬套连接的部位做一个轴线和一个平面，因为摇臂与轴套之间是旋转的关系，与曲柄和电机轴之间的关系是一样的。

见图6. ★ 注意在与连杆连接的球头处建立球心，和球心到摇臂连接平面的垂线。

球心和轴线平面和轴线图6 部件六、副侧摇臂（包括摇臂、球头、主刮臂、刮片）----方法同主侧摇臂部件七、主侧衬套-----图7 ★在主侧衬套上，建立与主摇臂相对应的轴线和平面平面和轴线图7 部件八、副侧衬套----方法与主侧相同。