catia运动仿真案列讲析
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第16章 CATIA 运动分析16.1 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。
16.1.1 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16-1所示。
图16-1 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“Chapter16/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16-2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16-3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16-2 分解对话框图16-3 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16-4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16-5所示,此时出现“约束属性”对话框,如图16-6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。
CATIA钻床运动仿真实例
第一步:打开CATIA 进入“开始”——“机械设计”——“装配设计”
点击“相合约束”选中图示两零件的轴线
让后点击“全部更新”按钮生成装配体
可以通过“操作”命令把零件移动到适当的位置。
第二步:打开“开始”——“数字化装配”——“DMU运动机构”
单击“装配约束转换”得到如下结果
令激活,单击“自动创建”的到如下的模型树
双击模型树中的“圆柱面,1(yaobi,1,dizuo,1)出现图中所示的对话框
选中对话框中的”驱动角度“以及“驱动长度”按钮可以进行数据的修改。
得到两个命令“命令,1”,“命令,2”
单击“固定零件”选中底座点击“确定”后弹出“可以模拟机械装置”
单击“使用命令进行模拟”,””””弹出如下对话框”在点击黑色三角形按钮并在”“命令,1”“命令,2”后面的框中输入需要的值就可以继续点击三角形按钮进行模拟了!!
祝,,学习愉快!。
前言CATIA软件是法国达索飞机制造公司首先开发的。
它具有强大的设计、分析、模拟加工制造、设备管理等功能。
其设计工作台多达60多个,就足以说明软件功能的强大。
本书是作者在出版系列CATIA软件功能介绍后,专门针对某一项功能写的实例教程。
在讲解示例的过程中,作者也注意了将某些快捷功能插入进来,进行讲解。
比如在装配设计工作台对零件进行重新设计,比如在装配图中直接导入或者插入新的零件。
在同类的图书中,很难涉及到这些快捷功能。
本书是基于CATIA V5 R16写成的,在完成本书时,已经有R17版本了,读者在更高的版本上也可以使用此书。
读者在阅读本书,使用软件时,需要反复练习,才能熟练运用本书所讲解的一些功能。
可以根据本书的步骤,做一些自己学习和工作中遇到的模型,也可以拿机械设计的标准件来做练习实例。
本书适合做机械设计的专业人员和机械相关专业的学生使用。
本书也同样适合想学习CATIA软件的其他读者。
本书前面20章都是讲解某一项铰的设计方法,最后一章是综合前面各章内容做的一个实例。
本书编写过程中考虑到了初学者可能对CATIA机械零件设计的功能还不是很熟悉,因此,对于各章所涉及到的零件,模型建立方法都做了详细的介绍。
对于已经熟悉CATIA基本设计功能的读者,可以略读这部分内容,直接阅读各章最后一节的内容。
对于只想了解CATIA 机械零件设计的读者,可以仔细阅读每章前面各节的内容,把本书作为机械设计的详细教程,未尝不可。
感谢我的家人,他们给了我很大的支持,使我能抽出时间完成此书。
感谢我的单位领导对工作的支持,特别是反应堆结构室的领导和各位同仁,他们的鼓励和帮助,使我坚持下来完成此书,并使我受益匪浅。
本书由盛选禹和盛选军主编。
冯志江老师参加了本书第1、第2、第3章的编写工作。
王存福同志参加了第6、第7、第8章的编写工作参加本书编写工作的还有张宏志,王玉洁,孙新城,盛选贵,曹京文、陈树青、王恩标、于伟谦、盛帅、候险峰、盛硕、陈永澎、盛博、曹睿馨、张继革、刘向芳、富晶、孟庆元、宗纪鸿、唐守琴。
CATIA软件模拟仿真案例解析CATIA是由法国达索系统公司开发的一种先进的三维设计软件,广泛应用于各个领域的产品设计和工程仿真中。
本文将通过对两个实际案例的解析,介绍CATIA软件在模拟仿真方面的应用。
案例一:汽车碰撞模拟汽车碰撞模拟是汽车工程中的一个重要环节,帮助设计师在产品开发早期发现并解决潜在问题。
CATIA的仿真模块可以模拟汽车在不同速度和碰撞角度下的碰撞情况,帮助设计师评估车身结构的强度和安全性。
在CATIA中,使用模块化的方法,先建立车辆的几何模型,然后设置碰撞参数,例如车辆速度、碰撞角度等。
通过调整碰撞条件,设计师可以观察到车辆碰撞过程中的应力、应变分布,并对车身结构进行优化。
案例二:飞机机翼弯曲仿真飞机机翼的强度和刚度对飞行安全至关重要。
利用CATIA软件的仿真模块,设计师可以预测飞行中机翼的变形情况,并进行优化设计。
在仿真过程中,设计师首先导入飞机机翼的三维模型,并设置飞行时的力和载荷情况。
通过仿真软件提供的弯矩和应力分布图,设计师可以了解机翼在受力情况下的变形情况,同时可以评估结构的强度和刚度,以便进行设计上的改进。
总结CATIA软件模拟仿真功能在产品设计和工程应用中有着广泛的应用。
通过模拟仿真,设计师可以预测产品在不同工况下的性能表现,并进行相应的改进和优化。
无论是汽车碰撞模拟还是飞机机翼弯曲仿真,CATIA都提供了可靠且准确的仿真结果,帮助设计师在早期的设计阶段发现和解决问题,从而提高产品的质量和安全性。
通过以上两个案例的解析,我们可以看到CATIA软件在模拟仿真方面的强大功能和广泛应用。
它为各个行业的产品设计和工程师们提供了有力的支持,帮助他们更好地进行产品的开发和改进。
随着技术的不断发展,CATIA软件在模拟仿真领域将会有更多的应用和突破,为工程界带来更多的创新和进步。
应用CATIA做运动仿真,按如下步骤做: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。
CATIA机械运动分析与模拟实例CATIA是一款功能强大的计算机辅助设计(CAD)软件,广泛应用于机械设计领域。
在CATIA中,机械运动分析和模拟是非常重要的工作流程之一,它可以帮助工程师们验证他们设计的机械系统的运动性能,并且通过模拟来优化设计方案。
在本文中,我们将介绍CATIA中机械运动分析和模拟的基本原理,并通过一个实例来展示如何在CATIA中进行机械运动分析和模拟。
1.CATIA机械运动分析的基本原理在CATIA中,机械运动分析主要是通过定义物体之间的关系和约束,来模拟和分析机械系统的运动。
为了实现机械运动分析,首先需要将机械系统的各个零部件以及它们之间的关系建模,然后定义它们之间的运动约束,最后通过仿真来模拟整个系统的运动过程。
在CATIA中,可以使用“装配设计”模块来建立机械系统的装配关系,通过将零部件逐一装配起来,形成完整的机械系统模型。
然后,可以通过“约束”功能来定义零部件之间的关系,如固定、旋转、平移等运动约束。
最后,通过“机械运动仿真”模块来进行机械系统的运动仿真分析,通过调整参数和条件来测试不同的设计方案,验证系统的运动性能。
现在,我们以一个简单的机械系统为例来演示CATIA中机械运动分析和模拟的过程。
我们设计了一个由两个齿轮组成的传动系统,其中一个齿轮通过电机驱动,另一个齿轮通过齿轮传动与之相连。
我们将通过CATIA来分析和模拟这个机械系统的运动。
首先,在CATIA中建立两个齿轮的零部件模型,包括齿轮的外形、齿轮齿数等参数。
然后,将两个齿轮装配在一起,并定义它们之间的齿轮传动关系。
接下来,建立一个电机的模型,将电机与一个齿轮相连,并定义电机的输出转速和扭矩参数。
然后,通过CATIA中的机械运动仿真模块来进行机械系统的运动分析。
首先定义电机的输入条件,如旋转速度和扭矩,然后运行仿真分析,查看齿轮系统的运动情况。
可以通过调整电机的输入条件、齿轮的参数等来优化设计方案,验证系统的运动性能。
产品研发一部底盘室:马学超题目:CATIA的DMU运动机构模块功能介绍CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•对于产品的数字模型而言,进行准确的机构运动及状态分析,是十分基本并且重要的功能。
在DMU运动机构系统中,我们可以依照运十分基本并且重要的功能在运动机构系统中我们可以依照运动学的原理,通过约束自由度的方式建立机构,并且分析机构的运动状态与移动轨迹;态与轨•本文主要提供几种基本的结合,使我们建立机构运动,并且可以本文主要提供几种基本的结合使我们建立机构运动并且可以进行动态仿真,记录运动情形,制作成影片播放;CATIA DMU运动机构CATIA—DMU 运动机构•模块简介:CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•功能键一览:功能键览CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•过程:—————将装配件导入DMU模块建立机械装置分析运动结合类型—建立运动结合——约束固定件——设置驱动形式——(两种做法运动仿真):运动仿真)1、使用命令进行模拟(可编辑传感器,导出数据,并绘制图形);2、模拟(可生成自动播放动画,也可编辑传感器)——可通过编译模拟,生成重放,——生成包络体;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•运动结合点:运动结合点从左至右结合类型依次为::旋转结合;:棱形结合;:圆柱结合;:螺钉结合;:球面结合:平面结合;:刚性结合;:点线结合;:滑动曲线结合;:滚动曲线结合;:点面结合;:通用结合;:CV结合;:齿轮结合;:架子结合;:电缆结合;:基于轴的结合;CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构•:旋转结合1、点击按钮,弹出右图1窗口;图12、点击右上角“新机械装置”,弹出图2窗口;图23、单击“确定”按钮,弹出图1窗口图3CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构4、图中“直线1”、“直线2”、“平面1”、“平面2”依次选取螺栓轴线、螺母轴线、螺栓垂直轴线平面、螺母垂直轴线平面,螺栓一垂直轴线平面、螺母一垂直轴线平面,并点击“偏移”与“驱动角度”按钮,如右图4显示,并单击“确定”图4CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构5、单击中的按钮,弹出右图所示窗口,然后直接左键单击螺弹出右图所示窗然后直接左键单击螺栓part,这时系统会出现“可以模拟机械装置”提示,点击确定CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构6、在左侧树中双击图中高亮显示的旋转结合,在左侧树中双击图中高亮显示的“旋转”结合,便会弹出如右图5所示窗口,在窗口‐360deg和+360deg处可修改角度范围,修改完点击确定;(注意此时机械装置自由度=0,若不为0是不能仿真的,此项尤为重要,下述每个结合均是如此,不再反复强调)图5CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构点中使用7、点击中的(使用命令进行模拟)按钮,弹出右图6所示窗口,点击“模拟”下的“立刻”按钮,便可拖动上面的游标随意旋转;也可使用“按需要”命令,修改一下右上角数字框中的数据,就可点击下方的箭头标示,使构件自行转动;图6箭头标示使构件自行转动CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•:棱形结合棱形结合1、单击(棱形结合)按钮,弹出如右图1所示窗口单击(棱形结合)按钮弹出如右图图12、点击右上角“新机械装置”按钮,弹出图2所示窗口图2 3、单击确定按钮,图1窗口变为图3所示窗口,图3CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构4、窗口中“直线1”、“直线2”、“平面1”、“平面2”、分别选择螺栓轴线、螺母轴线、螺栓中的zx平面、螺母中的zx平面(所选平面必须与所选直线平行),并点选“驱动长度”按钮,如右图4所示,并单击确定;图4CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构5、单击中的按钮,弹出右图所示窗口,然后直接左键单击螺弹出右图所示窗然后直接左键单击螺栓part,这时系统会出现“可以模拟机械装置”提示,点击确定CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构6、在左侧树中双击图中高亮显示的“棱形”结合,所示窗在窗便会弹出如右图5所示窗口,在窗口‐100mm 和100mm 处可修改长度范围,修改完点击确定;图5CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构点中使用7、点击中的(使用命令进行模拟)按钮,弹出右图6所示窗口,点击“模拟”下的“立刻”按钮,便可拖动上面的游标随意移动;也可使用“按需要”命令,修改一下右上角数字框中的数据,就可点击下方的箭头标示,使构件自行移动;图6箭头标示使构件自行移动CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构•圆柱结合单击(圆柱结合)按钮弹出如右图图11、单击(圆柱结合)按钮,弹出如右图1所示窗口图22、点击右上角“新机械装置”按钮,弹出图2所示窗口3、单击确定按钮,图1窗口变为图3所示窗口,图3CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构线、螺母轴线,并点选“驱动角度”、“驱动长度”按钮如右图所示并单击确定圆长度”按钮,如右图4所示,并单击确定;(圆图4柱)结合从动件既可沿轴向转动,也可同时沿轴向移动);CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构5、单击中的按钮,弹出右图所示窗口,然后直接左键单击螺弹出右图所示窗然后直接左键单击螺栓part,这时系统会出现“可以模拟机械装置”提示,点击确定CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构6、在左侧树中双击图中高亮显示的“圆柱面”结合,便会弹出如右图5所示窗口,在窗口‐100mm和所示窗在窗100mm处可修改长度范围,在窗口‐360deg和360deg处可修改角度范围,修改完点击确定;图5CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构点中使用7、点击中的(使用命令进行模拟)按钮,弹出右图6所示窗口,点击“模拟”下的“立刻”按钮,便可拖动上面的游标随意移动和转动;也可使用“按需要”命令,修改一下右上角数字框中的数据,就可点击下方的箭头标示,使构件自行移动和转动;图6据就可点击下方的箭头标示使构件自行移动和转动CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构•螺钉结合单击(螺钉结合)按钮弹出如右图图11、单击(螺钉结合)按钮,弹出如右图1所示窗口图22、点击右上角“新机械装置”按钮,弹出图2所示窗口3、单击确定按钮,图1窗口变为图3所示窗口,图3CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构4、窗口中“直线1”、“直线2”分别选择螺栓轴线、螺母轴线,并点选“驱动角度”、或“驱动长度”按钮,如右图4所示,并单击确定;(螺钉结合可通过驱动角度和螺距的设置控制运动,也可通过驱动长度的设置控制运动);动也可通过驱动长度的设置控制运动)图4CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构5、单击中的按钮,单击弹出右图所示窗口,然后直接左键单击螺栓part,这时系统会出现“可以模拟机械装提示点击确定;装置”提示,点击确定;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构6、在左侧树中双击图中高亮显示的“螺钉”结合,便会弹出如右图5所示窗口,在窗口“螺距”处所示窗在窗“螺距”处可修改螺栓螺母的螺距,在窗口‐360deg和360deg处可修改角度范围,修改完点击确定;图5CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构点中使用7、点击中的(使用命令进行模拟)按钮,弹出右图6所示窗口,点击“模拟”下的“立刻”按钮,便可拖动上面的游标随意移动和转动;也可使用“按需要”命令,修改一下右上角数字框中的数据,就可点击下方的箭头标示,使构件自行移动和转动;图6据就可点击下方的箭头标示使构件自行移动和转动CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构•球面结合(球头连接)单击(螺钉结合)按钮弹出如右图图11、单击(螺钉结合)按钮,弹出如右图1所示窗口图22、点击右上角“新机械装置”按钮,弹出图2所示窗口3、单击确定按钮,图1窗口变为图3所示窗口,图3CATIA—DMU 运动机构CATIA DMU 运动机构4、在窗口中,点1点选球头面,自动识别球心;在窗口中,点点2点选球套面,自动识别球心位置,如右图所示可先在p中建球点4所示,也可先在part 中建立球心点,前后然后点选时只需直接选取点就行,选选取完之后点击确定,点击确定之后,两球心会相合在一起;4图CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构5、单击中的按钮,此时系统并未自动弹出“可以模拟机械装置”窗口,在树中打开“机械装置”,发现此时的自由度=3,并不等于0,所以只有球面结合和固定件的情况下,是“球面结合”和“固定件”的情况下是不能进行仿真的,“球面结合”必须和其他带有驱动性质的结合一起使用;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•平面结合平面结合和球面结合的步骤基本一样,并且只是约束平面结合和固定件的话机械装置的自由度也不为0,需要和别需要和别的带有驱动性质的结合在一起使用;的带有驱动性质的结合在起使用CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•刚性结合刚性结指将零件具有动式零件刚性结合是指将零件与已经具有运动形式的零件固定在一起,与其做相同的运动,或是与固定件绑定在一起不做运动;窗口中的“零件1”选择已经具有运动形式零件,“零件2”选择要与之刚性结合的零件;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•点曲线结合点曲线结合是指一个part以本身的一个点与另外一各part点曲线结合是指个t以本身的个点与另外各t 中的一条曲线连接点沿着曲线方向移动中的一条曲线连接,点沿着曲线方向移动;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构将曲线固定后,这时系统并不会提示“可以模拟机械装置”,如右图所示,机械装置的自由度=3,并不为0,因为点所在的part并没限制本身的旋转自由度,所以点曲面结合也需要与其他具有驱动特性的结合配合使用;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•滑动曲线结合滑动曲线结合,顾名思义就是一条曲线沿着另一条曲线滑动,但仅仅曲线沿着另一条曲线滑动但仅仅约束滑动结合,机械装置的自由度还不为0,必须要与其他形式的结合配合使用;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•滚动曲线结合滚动曲线结合,顾名思义就是一条曲线沿着另一条曲线滚动,但仅仅曲线沿着另一条曲线滚动但仅仅约束滚动结合,机械装置的自由度还不为0,必须要与其他形式的结合配合使用;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•点曲面结合点曲面结合,顾名思义就是一个点在一个曲面上运动,但这是远远不够的,无论是方向还是转动的自由度都没有约束完全,方向还是转动的自由度都没有约束完全所以是不能够模拟仿真,也需要与其他形式的结合一起使用;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•通用结合通用结合是两个旋转结合的复合,将第一个旋转结合进行驱动的设置,第二个旋转不用设置驱动,通过通用结合,就是将第二个旋转结合的旋转零件的轴线与第个旋转结合的旋转零件的轴线连接起来,成为第个旋转件的轴线与第一个旋转结合的旋转零件的轴线连接起来成为第一个旋转零件的从动件;具体操作如下:CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构1、在蓝色零件和灰色零件之间建立旋转结合,命名为“旋转1”,并设置“驱动角度”;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构2、分别在绿色零件与灰色零件、浅蓝色零件和灰色零件之间建立旋转分别在绿色零件与灰色零件浅蓝色零件和灰色零件之间建立旋转结合,分别命名为“旋转2”、“旋转3”,这两个旋转都不设置“驱动角度”,并将灰色零件设置为固定件;旋转2旋转3CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构3、点击(通用结合)按钮,出现如下图所示窗口,“旋转1”处选择蓝色零件轴线,“旋转2”处选择绿色零件轴线,“十字销轴线方向”选择“垂直于旋转2”,点击确定;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构4、重复使用通用结合,如下图所示:“旋转1”选择绿色零件轴线,“旋”选择浅蓝色零件“十字销轴线”选择“垂直于旋转”点击确转2选择浅蓝色零件,十字销轴线选择垂直于旋转1,点击确定之后,系统便会提示“可以模拟机械装置”;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构操作完成后,具体树的情况见右图,图中两个U形接合右图,图中两个“形接合”便是通用结合;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•CV结合CV结合与通用结合一样,CV结合只是可以同时识别连接三个旋转结合,并且也是只需第一个旋转结合设置驱动角度就行,后两个旋转结合都是随动件;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构展开左边的树可以发现展开左边的树,可以发现,cv结合就是两个通用结合的复合,而通用结合就是两个旋转结合的复合;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构•齿轮结合齿轮结合也是复合结合,也要识别两个旋转结合,所以首先要在两个齿轮和支座之间建立旋转结合;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构点击齿轮结合,窗口中的旋转结合1、口中的“旋转结合”“旋转结合2”分别要在树中选取;比率填写小齿轮与大齿轮的分度圆直径比;旋转方向,紧挨着的两个齿轮方向相反,若两齿轮间默认有中间齿轮话,则方向相同;驱动角度依据具体情况选取主从动关系;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•架子结合架子结指就轮架子结合指的就是齿轮齿条的运动结合,也是复合结合,首先要在齿条和支座之间建立棱形结合,在齿轮和支座之间建立旋转结合,建立完成之后,如右图树中所示;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构点击架子结合,弹出右上图,“棱形结合”处在树中选择“棱形.1”,“旋转结合”选择“旋转.2”;比率处选择定义,弹出右中图所示窗口,“半径”处选取齿轮分度圆直径,窗口会自动生成比率,点击确定,会转至右图下所示窗口;驱动方式的地方,根据具体情况选取“棱形的驱动长度”或是“旋转示窗口驱动方式的地方根据具体情况选取“棱形的驱动长度”或是“旋转的驱动角度”,点击确定完成,即可模拟仿真;CATIA—DMU运动机构CATIA DMU 运动机构•电缆结合电缆结合是指将两个滑块用虚拟滑轮通过虚拟滑轮连接起来,所以要先在绿色滑块与支撑座、蓝色滑块与支撑座之间建立棱形结合,并在“棱形1”结合中设置驱动长度,将支撑座设置为固定件;CATIA DMU 运动机构CATIA—DMU运动机构点击按钮,弹出如右上图所示窗口,图中“棱形结合1”在左边树中选取“棱形.1”,“棱形结合2”在树中选取“棱形.2”,比率根据实际数据进行填写,驱动方式选取“棱形1的”驱动长度,设置完之后点击确定,会提示“可驱动长度设置完之后点击确定会提示“可以模拟机械装置”;。
CATIA机械运动分析与模拟实例假设我们要设计一个能够自动关上门的机械装置。
为了实现这个功能,我们需要进行机械运动分析与模拟,以确保机械装置能够正常运行。
首先,在CATIA中创建一个新的装配文件,并导入相关零件。
这些零件包括门、门铰链、门锁等。
然后,我们需要对这些零件进行约束和装配。
门与门铰链之间可以使用铰链约束进行连接,并添加适当的约束条件,以确保门可以在一定范围内开合。
门与门锁之间可以使用接触约束进行连接,并设置适当的接触类型和参数。
完成约束和装配后,我们可以进行机械运动分析与模拟。
在CATIA的机械运动分析模块中,可以设置相关参数和条件,以模拟真实的运动情况。
例如,我们可以设置门的初始位置和速度,然后通过求解机械系统的运动方程,计算出门在一定时间内的运动轨迹和速度变化。
同时,还可以对门的运动进行可视化显示,观察门在运动过程中的变化和效果。
在进行机械运动分析与模拟之前,我们可以先进行静态分析,以确定各个零件的受力情况和稳定性。
这样可以帮助我们优化设计,并确保装置具有足够的强度和刚度,以承受运动中的各种力和负载。
完成机械运动分析和模拟后,我们可以对结果进行评估和分析。
例如,我们可以计算门在运动过程中的最大速度和加速度,以确定装置的动态性能。
同时,还可以观察门的运动路径,以确保门与其他物体之间的安全间距。
如果发现了设计上的问题或不足,我们可以对装置进行调整和优化,然后重新进行机械运动分析和模拟,直到满足设计要求为止。
综上所述,CATIA提供了强大的机械运动分析和模拟功能,可以帮助我们设计和优化机械装置。
通过进行机械运动分析和模拟,我们可以预测和评估装置的性能和运动情况,从而提高设计的准确性和效率。
这对于提高机械装置的可靠性和性能非常重要,特别是在需要实现复杂机械运动的设计中。
Catia链轮链条仿真运动教程PanyfCatia DMU 运动机构分析——链条链轮运动仿真网上关于catia做柔性零件的运动仿真的资料比较少,(也许我没找到吧)链条的模拟有看到过,但是都是单独做链条的模拟,没有加上链轮的一起仿真的。
下面做个链条与链轮一起运动的仿真教程,希望对不会的朋友有有些帮助。
(做的不好也请见谅)(以下用两个链轮做例子)首先确定所用链轮的参数——节距,滚子直径,齿数z1.z2。
确定链条的运动轨迹。
将两链轮的分度圆定位好,然后用各种线条连接成自己需要的运动轨迹。
1、如果只需要几节链条的模拟,那么只需在运动轨迹绘制几个点,(轨迹上的点与滚子中心点相合)每两个点之间的距离为所选链轮参数中的节距。
这里强调一下,这里的距离是指两点间的直线距离。
2、如果需要安装整条链条,那就需要将整条运动轨迹标以节距为间距标注好n 个点,确保相邻两点间距为节距。
(这里说一下,由于之前两链轮已经约束了,所有点都约束后会出现过分约束,可以将其中一个链轮的其中一个约束去掉或者改为参考,比如将图中的103.165删除或者,这样就可以确保每个点之间的距离都为节距)制作好单节链条,一个内挡板,一个外挡板,两点为滚子中心,距离等于节距。
(我做的比较简单,只是个样子,把滚子和内挡板做一块了)进入装配设计,导入各个零件。
将链条一内一外安装在轨迹上的点上,最后头尾相接。
安装好链轮。
如图所示这里提醒下,做链条模拟每个链节都是独立的,都要进行接合定义,举个例子,如果你的整个链条由50节链节(即50个滚子)组成,那么你就得定义51个点曲线接合,49个旋转接合。
选的越多接合越多,如果你电脑牛X,那可以选多点,如果电脑一般,就尽量少点吧。
进入DMU 运动机构建立各种接合。
首先选择固定件,把运动轨迹做为固定件。
选平面接合。
选择内挡板与运动轨迹相合的两个面建立每节链条与运动轨迹的运动接合。
(我的方法是:此接合只要对内挡板和外挡板其中一个使用。
今天我有个同学问我关于CATIA运动仿真的问题,是说如何利用CATIA进行四连杆的运动仿真。
这是一个较为基础的运动仿真,现在我把步骤写下来,以供参考。
第一步,首先要建立四连杆的四根杆的三维模型。
为了方便,就只以平行四边形为例来做。
建立part1,做一个20*10*5mm的长杆,然后长杆上建立两个φ
5*10mm的圆柱以做轴销之用。
如图
接着建立part2,做一个20*10*5mm的长杆,然后在长杆上做两个孔,孔的大小和位置当参考先前做的轴销。
如图
第二步,将part1和part2导入到“装配设计平台”,为四根杆做相关的约束。
采用的约束几乎相同,只用到两种。
一种是“相合约束”,另一种便是“偏移约束”。
这两种约束建立好,如图所示。
第三步,将装配好的四连杆机构导入到“DMU运动结构”平台,在这个平台里添加运动约束。
先将其中的任意一根杆设置为“固定零件”,作为固定架。
将与它连接的任意一根杆作为驱动杆,这是关键步骤。
所采用的运动约束为“旋转结合”,点击这个按钮后会要求提供结合直线与平面。
其中直线是销轴和销
孔的中心线,平面是销轴顶平面以及与杆偏移为0的面。
最重要的是要选择“驱动角度”。
主动杆驱动确定后就是其它定义另外三个运动约束,运动约束添加方法与以上相同,不同的是都不需要选择“驱动角度”,这很重要。
最后,系统会提示可以进行运动仿真。
这是一个基础的运动仿真实例,希望对我的同学有所帮助。
中国机械cad论坛网址/,这里提供了很多学习的资料。
CATIA DMU模块在悬架和转向系统中的应用1.前悬架和转向系统的装配模块本文前悬架为麦弗逊悬架,转向机为齿轮齿条转向机,悬架和转向系统的运动仿真DMU共分为18个part,包括副车架、左右下摆臂、左右转向节、左右滑柱、转向机、左右转向拉杆、左右传动轴、左右举升台、左右横向稳定杆拉杆、左右横向稳定杆。
为满足运动仿真要求,其中横向稳定杆被分为左、右两个part,以实现横向稳定杆不同方向的扭转;增加了左右举升台,模拟不平路面时车轮的上下跳动。
打开CATIA,进入Assembly Design模块,并将上述各部件调入到同一个product里。
2.前悬架和转向系统的运动仿真2.1 运动约束进入CATIA 的DUM Kinematics 模块,添加运动约束,具体步骤如下: ➢ 首先将固定副车架固定Fixed ,并在副车架上做出滑柱上点,下摆臂转动轴线,转向机中心线。
➢ 左下摆臂与副车架连接为revolute ,限制5个自由度,系统还有1个独立自由度运动约束工具条(点击revolute 下拉菜单弹出)Fixed revolute sphericalu jointprismaticCylindrical point surfacepoint curveRevolute joint➢左下摆臂与左转向节连接为spherical,限制3个自由度,系统还有4个独立自由度Spherical joint➢左转向节与左转向拉杆连接为spherical,限制3个自由度,系统还有7个独立自由度➢左转向拉杆与转向机连接为u joint,限制4个自由度,系统还有9个独立自由度物体1(副车架)上的旋转轴线物体2(下摆臂)上的旋转轴线物体1上的参考平面物体1上的参考平面两参考平面间距离关系物体1上的球心物体2上的球心Universal joint➢转向机与副车架连接为prismatic ,限制5个自由度,系统还有4个独立自由度Prismatic joint➢左滑柱与左转向节连接为Cylindrical,限制4个自由度,系统还有6个独立自由度物体1上的绕转轴物体2的绕转轴物体1上的滑行方向(直线)物体2上的滑行方向(直线,与1的直线重合)物体1上的平面物体2上的平面(与1的平面贴合)Cylindrical joint➢左滑柱与副车架连接为u joint,限制4个自由度,系统还有2个独立自由度➢左举升台与左转向节连接为point surface,限制1个自由度,系统还有7个独立自由度Point surface➢左举升台与副车架连接为Prismatic,限制5个自由度,系统还有2个独立自由度➢横向稳定杆(左)与副车架连接为revolute,限制5个自由度,系统还有3个独立自由度➢左横向稳定杆拉杆与横向稳定杆(左)连接为u joint,限制4个自由度,系统还有5个独立自由度➢左转向节与左横向稳定杆拉杆连接为Spherical,限制3个自由度,系统还有2个独立自由度➢右下摆臂与副车架连接为revolute,限制5个自由度,系统还有3个独立自由度物体1上的旋转轴线物体2上的旋转轴线➢右下摆臂与右转向节连接为spherical,限制3个自由度,系统还有6个独立自由度➢右转向节与右转向拉杆连接为spherical,限制3个自由度,系统还有9个独立自由度➢右转向拉杆与转向机连接为u joint,限制4个自由度,系统还有5个独立自由度➢右滑柱与右转向节连接为Cylindrical,限制4个自由度,系统还有7个独立自由度➢右滑柱与副车架连接为u joint,限制4个自由度,系统还有3个独立自由度➢右举升台与右转向节连接为point surface,限制1个自由度,系统还有8个独立自由度➢右举升台与副车架连接为Prismatic,限制5个自由度,系统还有3个独立自由度➢横向稳定杆(右)与副车架连接为revolute,限制5个自由度,系统还有4个独立自由度➢右横向稳定杆拉杆与横向稳定杆(右)连接为u joint,限制4个自由度,系统还有6个独立自由度➢右转向节与右横向稳定杆拉杆连接为Spherical,限制3个自由度,系统还有3个独立自由度➢左传动轴与左转向节连接为u joint,限制4个自由度,系统还有5个独立自由度➢左传动轴与副车架连接为point curve,限制2个自由度,系统还有3个独立自由度Point curve➢右传动轴与右转向节连接为u joint,限制4个自由度,系统还有5个独立自由度➢右传动轴与副车架连接为point curve,限制2个自由度,系统还有3个独立自由度注:系统此时的自由度数=各个约束限制的自由度数的和+当时系统的独立自由度数。
产品研发一部底盘室:马学超题目:基于CATIA运动仿真案列解析DMUDMU—案例讲析•1、运动分析证明带夹角十字轴不等速性运动分析证明带夹角十字轴不等速性及、三轴平行的等速性;及一、三轴平行的等速性;2、绘制单前桥转向的实际转向特性曲线;单桥转向实转向特性曲线3、扫掠包络体和运动间隙、干涉校核;DMU—案例讲析DMU•案例一:运动分析证明带夹角十字轴不等速性及一、三轴平行的等速性DMU—案例讲析DMU本案例以通用结合为基础,先做运动仿真,模型如下;仿真步骤就不再赘述在蓝色零件和灰色零件之间的旋转结合设置驱动角度,其余两个设为从动件;由右下图的十字销轴线方向可以的“十字销轴线方向”可以看出通用结合是在两个旋转结合之间用默认的十字轴或是万向节接所以可以看成是传动轴间的动;连接,所以可以看成是传动轴之间的运动;DMUDMU—案例讲析设置完成之后,点击(使用命令进行模拟)按钮,弹出如下图1所示窗口,并点击“激活传感器”,弹出如下图2所示窗口,依次将窗口中的三个旋转结合的传感器打开,“观察到”下方的“否”图1全部变为了“是”;此时用鼠标在图1中拖动滚动条到个极限位置然后选中拖动滚动条到一个极限位置,然后选择“按需要”,并点击让其旋转两周;图2DMU—案例讲析DMU旋转过两周之后,点击“传感器”窗口中的“图形”按钮,系统便会自动弹出如下图1所示窗口,图中左边窗口表示三个旋转结合的运动曲线图,横坐标表示步骤数,纵坐标表示瞬时角度值;图1DMU—案例讲析DMU由右两图可以分析出,红色线和黄色线完全重合,色线和黄色线完全重合表示旋转结合1和旋转结合3的瞬时角度值始终是相等的;黄色线和绿色线并未重合,而是随着的步骤数或是时间的变化,存在着大、小、相等关系的波动;由上可得结论:夹角相等的传动轴的角速度是时刻相等的,夹角不同的传动轴的角速度是不相等的;DMU—案例讲析DMU•案例二:绘制单前桥转向的实际转向特性曲线首先对前桥产品中各个部件之间的结合关系进行分析(此处已将左轮毂与做轮胎合并为一个part,右轮毂与轮胎合并为一个part):左轮与工字梁之间是旋转结合,左轮与横拉杆之毂与轮胎合并为个t)左轮与工字梁之间是旋转结合左轮与横拉杆之间是球头结合,右轮与横拉杆之间是球头结合,右轮与工字梁之间是旋转结合;按照分析,依次将各结合实施好;DMUDMU—案例讲析按照分析将各个部位结类束好按照分析将各个部位的结合类型约束好,发现系统的自由度并不为0,不会提示“可以模拟机械装置”,那是因为横拉杆和左右车轮之间的两个球头结合并不能将横拉杆绕本身轴线转动的自由度约束住,所以不能模拟,此时我们可以将左端的球头约束处添加一个万向节,由球头约束转化成十字轴与万向节前后节叉之间的两个旋转结合,再将前节叉与左轮之间的两个旋转结合再将前节叉与左轮固连在一起,后节叉与横拉杆固连在一起,这样便能够约束住横拉杆的转动;十字轴的中点就是球头的中点;DMUDMU—案例讲析yzxo一根杆本身具有6个自由度,分别为沿x、y、z三个轴的轴向移动,和绕三个轴的转动,轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住,的转动轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住绕y轴和z轴的转动自由度能够约束住,但是绕x轴,也就是本身球头中心点连线的转动自由度没有约束住,所以自由度是没有约束完全的,所以要将其中的一处球面结合转化为其他形式的结合类型;DMU—案例讲析DMUyzxo对于具有折弯的杆系,对其一端处球面结合类型的转化或添加其他形式的结合类型非常关键,杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话,会导致杆型非常关键杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话会导致杆系折弯处与周边零部件之间的干涉、间隙校核出现严重错误,经过一定量的实验经验验证,将一端处的球面结合转化为一个万向节的方式较为合理,没有太大出入,并且理解、操作较为简单;入并且理解操作较为简单DMUDMU—案例讲析※将两个球头中一个球头结合转化成万向节连接是一个重点,也是难点,将两个球头中个球头结合转化成万向节连接是个重点也是难点万向节的初始位置对仿真模拟的运动真实性有很大影响,尤其是在有多个万向节并用的时候,这个要在反复的尝试和经验的指导中寻找到比较合适的位置与状态;DMU—案例讲析DMU将万向节的结合设置好之后,系统便会提示将万向节结设好后统便会提示“可以模拟机械装置”,此时产品中的树的状态如右图所示,双击“旋转1”,弹出右下图所示窗口,对其中的角度进行设置,左转为‐45deg,右转为36deg,设置完成点击确定;DMU—案例讲析DMU单击(使用命令进行模拟)按钮,弹出右上图所示窗口,点击“激活传感器”,弹出如右下图所示窗口,将其中“旋转1”、“旋转2”的传感器打开,其状态由“否”变为“是”;此时,点击上图窗口中的按钮,让滚动条此时点击上图窗中的按钮让滚动条滚动一圈,此时,点击下图窗口中的“图形”按钮,便会弹出下页中的曲线图;DMUDMU—案例讲析系统自动生成右图曲线图为旋转1和旋转5即左轮和右轮的不同步骤时或是不同时刻时的角度值同时刻时的角度值;DMU—案例讲析DMU点击右图中“文件”按钮,会弹出右下图所示窗口,此窗口为上页所示曲线图的各个步骤时的对应的角度值的excel表格导出命令,将此表格文档命名为“texingquxian”,并保存;DMU—案例讲析DMU双击,打开文档,文档中C列为左轮的瞬时文档中“”列为左轮的瞬时转角值,“D”列为右轮的瞬时转角值,其所处表格格式为文本格式,先将其转化为“文本”格式,先将其转化为“数字”格式;DMU—案例讲析DMU在excel中插入X Y(散点图),然后点击,弹出右下图,点击窗口中的“添加”按钮,弹出下页窗口DMU—案例讲析DMU右图中系列名称填写转向特性右图中“系列名称”填写“转向特性曲线”,“X轴系列值”选择“C”列数据,“Y轴系列值”选择“D”列数据点击确定时文档中图表据,点击确定,这时文档中图表变为下图所示曲线,此便为以数模为基础的“实际转向特性曲线”通过“实际转向特性曲线”与“理论转向特性曲线”的比较,可分析“吃胎”问题;“吃胎”问题DMUDMU—案例讲析案例中要点此案例中的要点:1、数模的准确性:数模中的主销倾角,横拉杆长度,梯形节臂,球头中心点位置的准确等;2、等效转换球头结合的万向节的节叉的初始位置的合适性;DMUDMU—案例讲析•案例三:扫掠包络体和运动间隙、干涉校核将4181车型数模按照如图所示进行装配,零件有:车架(包含固定在车架上的方向机及转向操作机构,前悬架总成,前轴挡泥板)转向垂臂,直拉杆,左转向轮,工字梁,横拉杆,右转向轮;DMU—案例讲析DMU具体结合类型:转向垂臂和方向机之间为旋转结合,垂臂和直拉杆之间为球头结合,直拉杆和左转向轮的转向节臂之间为球头结合,左转向轮为球头结合直拉杆和左转向轮的转向节臂之间为球头结合左转向轮和工字梁之间为旋转结合,左转向轮梯形臂和横拉杆之间为球头结合,横拉杆和右转向轮梯形臂之间为球头结合,右转向轮和工字梁之间为旋转结合,设置车架为固定件,工字梁和车架固连在一起,左转向轮和工转结合设置车架为固定件工字梁和车架固连在一起左转向轮和工字梁之间的旋转结合设置驱动角度;DMU—案例讲析DMU由案例2知:连续的两个球头结合中,要将其中的一个球头结合转化为一个万向节的连接,现在产品中导入万向节叉和十字轴,将转向垂臂和直拉杆之万向节的连接现在产品中导入万向节叉和十字轴将转向垂臂和直拉杆之间的球头结合用一组万向节代替,前后节叉分别与十字轴之间设置旋转结合,前节叉与转向垂固连在一起,后节叉与直拉杆固连在一起,将左转向轮梯形臂和横拉杆之间的球头结合用组万向节代替,前后节叉分别与十字轴之间臂和横拉杆之间的球头结合用一组万向节代替,前后节叉分别与十字轴之间设置旋转结合,前节叉与左转向轮梯形臂固连在一起,后节叉与横拉杆固连在一起,此时系统会提示“可以模拟机械装置”;DMU—案例讲析DMU各个部位的结合命令和刚性连接以及固定件都设置好之后,模型树如右图所示;将左轮和工字梁之间的旋转结合设置驱动角度,范围‐45deg到36deg;DMU DMU—案例讲析单击中的(模拟)按钮,弹出右边图1、图2两个窗口,将图1中滚动条拖动到一边极限位置,此时将图图1滚动条拖动到边极限位置,此时将图2窗口中“动画视点”和“自动插入”按钮激活,此时再用鼠标拖动图1中的滚动条来回滚动一遍,然后点击确定;图2DMUDMU—案例讲析此时在左边的树中会显示如右图所示,会生成一栏“模拟”DMU—案例讲析DMU接着点击中第二个(编译模拟)按钮,弹出下图所示窗口,直接点击确定系统会自动成放点击“确定”,系统会自动生成“重放”文件,在左边树中会增加如下图显示;DMU—案例讲析DMU点击中的(模拟播放器)按钮,弹出下图所示窗口,此时在左边树中点击,播放器被激活,此时单击播放器窗口中的各个按钮,仿真运动会自动播放;DMUDMU—案例讲析点击中的(扫掠包络体)按钮,弹出右图1所示窗口,点击“要扫掠的产品”后面的按钮,弹出如下图2窗口,会显产品”后面的按钮弹出如下图窗口会显示出所有要扫掠包络体的产品,这里只做左轮的包络体,单击确定;将图1中的“轮廓”项激活,过滤精度改为1mm;单击预览;激活“过滤精度”改为图1图2DMUDMU—案例讲析单击预览之后,系统会自动计算生成包络体,生成包络体过程比较慢;右下图所示便是左轮的扫掠包络体;DMU—案例讲析DMU此时点击“扫掠包络体”窗口中的“保存”按钮,系统自动弹出生成包络体的保存窗口,其命名可根据需要进行更改,其格式只有四种供选择;这里选择cgr格式进行保存;DMU—案例讲析DMU保存完之后,在“插入”中点击“现有部件”,找到刚才保存的左轮的包络体,插入到装配文件中,此时包络体被导入到装配文件中,如右图显示;件中如右图显示(保存的包络体文件)DMU—案例讲析DMU本案例要点:1、关于万向节的引用,各个位置点必须做到与实际一致,并且在进行结合设置之前,必须保证同轴和平面平行;在进行结合设置之前必须保证同轴和平面平行2、扫掠包络体必须先进行“模拟”‐‐“重放”;(这里只介绍这一种,扫掠包络体还可以识别“追踪”)。