catia电子样机之运动学仿真

CATIA软件装配中的运动模拟教程CATIA（Computer-Aided Three-dimensional Interactive Application）是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于机械设计、装配与运动仿真等领域。

本教程将为您介绍CATIA软件在装配过程中的运动模拟功能，帮助您更好地理解和应用这一功能。

第一步：打开CATIA软件并创建装配文件在开始之前，首先确保您已经正确安装了CATIA软件。

打开软件后，选择“新建”，然后在弹出的对话框中选择“装配设计”。

第二步：导入零部件文件在装配过程中，我们需要导入零部件文件以进行后续的装配和运动模拟操作。

点击“导入”按钮，选择待导入的零部件文件，并将其添加到装配设计中。

第三步：创建关系在装配文件中，我们需要为不同零部件之间创建适当的关系，以确保它们按照预期方式进行运动。

选择“约束”工具，在零部件之间创建合适的约束关系，例如定位、配合等。

第四步：设置运动学属性在进行运动模拟之前，我们需要为每个零部件设置相应的运动学属性。

选择“属性”工具，为每个零部件设置正确的运动学类型，如旋转、平移等。

第五步：创建运动学关系运动学关系用于定义零部件之间的运动方式，将其连接起来形成一个整体模型。

选择“运动学”工具，在零部件之间创建适当的运动学关系，如齿轮、凸轮等。

第六步：设置运动规则在第五步中创建了运动学关系后，我们需要为整个装配定义运动规则。

选择“运动规则”工具，设置适当的约束和限制条件，以确保装配在运动模拟中的行为符合真实情况。

第七步：进行运动仿真完成以上准备工作后，我们可以开始进行运动仿真了。

选择“运动仿真”工具，在CATIA软件中模拟装配的运动过程，并观察各个零部件的运动轨迹、速度和加速度等参数。

第八步：分析运动仿真结果当运动仿真完成后，我们可以对仿真结果进行分析和评估。

CATIA 软件提供了丰富的可视化和数据分析工具，帮助我们深入了解装配过程中的运动性能和互动关系。

运动仿真学习情况1——旋转副；可以单独驱动，驱动的是旋转角度；只能实现绕自身的轴旋转；√2——棱形副；可以单独驱动，驱动是滑动长度；只能实现沿着公共线滑动；√3——圆柱副；可以单独驱动，可以同时驱动是滑动长度和旋转角度，这两个驱动添加后就可以运动了；只能实现绕轴旋转并沿轴线滑动；√4——螺钉副；可以单独驱动，实现实体每转动1圈，就前进多少mm。

不一定非要是螺杆和螺母，其他的旋转前进仿真也可以使用该命令。

6——平面副；不可以单独驱动，约束一公共平面，具有除沿平面法向移动及绕平面坐标轴转动外的3个运动自由度√7——点曲线副；不可以单独驱动，只能由其他运动副带动起来；点必须在曲线的上面，不在就是不行，实现点在曲线，也就是点在轨迹线上走动。

√8——滑动曲线；不可以单独驱动，只能由其他运动副带动起来；约束两轨迹线相切，实现线在线上滑动；√9——滚动曲线；不可以单独驱动，只能由其他运动副带动起来；约束两轨迹线相切，实现线在线上滑动；√10——点曲面；√不知道他与点曲线有何区别？11——U形结合；√3条轴线相交且位于同一平面内，且输入、输出端轴线与中间轴轴线夹角相同时，可以使用该命令13——齿轮接合；注意齿轮接合的对象不一定是齿轮，只要是一个旋转体带动另一个旋转体的话，就可以使用齿轮接合。

14——齿轮齿条：对旋转副和棱形副进行约束，有个比率15——电缆；√16——刚性结合；√17——使用命令进行模拟√18——使用法则曲线进行模拟√19——机械装置修饰20——装配约束转换√22——分析机械装置23——模拟24——编辑模拟25——重放26——模拟播放器27——编辑序列28——扫略包络体29——轨迹30——重置位置：√仿真的注意点如下：1——驱动对象的选择是有原则的；不可以随便选择，必须符合实际的运动情况；当定义驱动对象时，驱动对象也是有原则的，比如我们在定义旋转副的驱动对象时，如果要求我们的驱动对象进行360度全周旋转的话，那么的我们的对象在实际情况中必须能够或者说可以旋转360度，在整个运动机构当中并不是所有的旋转副都可以旋转360度，有的只能旋转几度，，因此一定要搞清楚哪个对象可以旋转360度，搞清楚这个事情后在去将他定义为驱动对象，如果对象本身不可能旋转360度，而你要把他定义为驱动，还要他旋转360度的话，这样的运动仿真是不成功的。

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运动仿真DMU空间分析
一、CATIA关于动态仿真的介绍
CATIA动态仿真是一款非常先进和强大的模拟软件，它提供了强大的
模拟技术，它使用创建复杂机械组件和机械系统的过程变得简单，更快捷，更安全。

它提供强大的模拟技术，可以模拟机械系统的运动，尤其是双向
模拟，它可以将机械系统的运动还原到任何位置，从而更好地模拟机械系
统的运动，便于确定机械系统的建模参数，如型号，装配参数等，对于机
械模型的仿真来说，这是一个非常重要的工具，可以处理多种复杂的机械
设计任务，更好地模拟机械系统的行为，进行有效的实验验证。

二、CATIA动态仿真的功能
1、CATIA动态仿真功能：支持动画功能，可以在动画模式下模拟机
械系统的运动，准确演示机械系统的设计方案，帮助机械设计者完成机械
系统的设计；
2、双向模拟：可以模拟机械系统的双向运动，可以从模型驱动，也
可以从轨迹驱动，在复杂的机械系统中，可以模拟机械系统的双向运动，
实现机械系统动态特性的曲线和表达式，结合运动模拟可以实现选择性的
光滑动画效果；
3、空间分析：可以支持复杂机械系统的空间分析。

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。

CATIA运动仿真DMU空间分析CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。

它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。

它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。

它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。

DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。

X.1 相关的图标菜单CATIA V5的空间分析模块由一个图标菜单组成：空间分析(DMU Space Analysis)Clash: 干涉检查Sectioning: 剖面观察器Distance and Band Analysis: 距离与自定义区域分析Compare Products: 产品比较Measure Between: 测量距离和角度Measure Item: 单项测量Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧Measure Inertia: 测量惯量3D Annotation: 三维注释Create an Annotated View: 建立注释视图Managing Annotated Views: 管理注释视图Groups: 定义产品组x.2 空间分析模块的环境参数设定在开始使用CATIA V5的空间分析模块前，我们可以根据自身的习惯特点，合理地设定其环境参数。

在菜单栏中使用下拉菜单Tools→Option→Digital Mockup打开DMU Space Analysis的环境参数设定界面，在此窗口中有六个标签，分别对应不同的参数设定。

x.2.1 干涉检查设置(DMU Clash)该设置针对Clash命令，允许设置以下内容：Retrieve Information：得到干涉的结果From previous computation：从前一个计算得到分析结果From PDM(UNIX only with ENOVIA VPM)：从PDM中得到分析结果(在UNIX系统下是ENOVIA VPM)None：（缺省）无比较Results Window /Automatically open：当进行干涉检查时自动打开结果显示窗口Display in Results box：设置缺省的显示条目list by conflict：冲突列表list by product：产品列表First line automatically selected：（缺省）自动选择冲突列表或产品列表的第一行Type of Computation：设置冲突的缺省类型和缺省的安全距离During Initial Computation：计算并显示所有冲突的深度和最小距离x.2.2 干涉检查细节设置(DMU Clash – Detailed Computation)该设置针对Clash命令，允许设置以下内容：Level of Detail：设置细节的级别Element：（缺省）让用户全面地工作于产品级别，直到查明有关的元素。