第九章 运动仿真
运动仿真教程
UG运动仿真
1.打开以装配好的模具或者模型。
2.单击右上方开始按钮→运动仿真。
3.进入仿真页面后，右击assembly→新建仿真→确认。
→
4.单击连杆→选择连杆（将不做运动的连杆固定）；将滑块也设
置为连杆（不固定）；将丝杠和把手也设置为连杆（不固定）。
5.打开运动副→旋转副→选择丝杠连杆（原点为丝杠圆柱的圆
心）方向向里，咬合连杆选择下底座。
6.点击驾驶员→选定恒定速度（初速度为100，其他的为0）
7.点击运动副，选择滑动运动副，选择连杆（上面的滑块），咬
合连杆为底座。
同样驾驶员为恒定100.
8.选择结算命令按钮。
8.点击动画按钮,开始播放.
注意事项:ug运动仿真中的时间与步数是怎么设置的? 时间和你的仿真意图有关,一般简单的运动仿真,典型的时间是 1 秒.
步数的设置和上面的时间设置应具有一定比例关系.
步数是用来控制仿真动画精细度的.推荐如下设置:
假设仿真时长是1秒,
1.验证仿真正确性和可行性:步数10(也就是每秒10步)
2.用UG直接输出仿真动画:每秒步数24步
3.仔细观察仿真运动过程,每秒1000步
4.仔细观察仿真运动的细节运动,每秒2000~10000步。
UG__运动仿真教程
UG__运动仿真教程运动仿真是一种模拟真实运动过程的技术，可以帮助人们更好地理解和预测物体的运动规律。
它在物理学、机械工程、计算机动画等领域有着广泛的应用。
本文将介绍运动仿真的基本原理和常用的仿真方法。
一、运动仿真的基本原理运动仿真是通过数学模型来描述和模拟物体的运动过程。
它基于牛顿运动定律和其他物理定律，对物体的运动状态进行建模，并通过计算机算法来模拟物体在特定环境下的运动。
运动仿真的基本原理包括两个方面：力学模型和数值计算。
1.力学模型：力学模型是对物体受力和运动状态的描述。
它包括质点模型、刚体模型和弹性模型等。
质点模型将物体简化为一个质点，假设物体的质量集中在一个点上；刚体模型将物体看作刚性物体，不考虑形变；弹性模型考虑物体的形变和弹性恢复。
2.数值计算：数值计算是运动仿真的核心部分，它通过数值方法来求解运动模型。
最常用的数值方法是欧拉法和改进的欧拉法。
欧拉法通过离散化时间和空间来模拟运动过程，但它的精度较低；改进的欧拉法通过对欧拉法的改进，提高了仿真的精度。
二、运动仿真的常用方法运动仿真的方法很多，根据具体应用的需求和物体的特点选择适合的方法。
下面介绍几种常用的方法：1. 刚体动力学仿真：刚体动力学仿真适用于刚性物体的运动模拟。
它通过对刚体的受力和运动状态进行建模，并使用牛顿运动定律来求解物体的运动。
常用的方法有欧拉法、改进的欧拉法和Verlet积分法等。
2.弹性体仿真：弹性体仿真适用于弹性物体的模拟，如弹簧和橡胶。
它通过考虑物体的形变和弹性恢复来模拟物体的运动。
常用的方法有有限元法和质点弹簧模型等。
3.粒子系统仿真：粒子系统仿真适用于模拟大量粒子的运动，如雨滴、火焰和爆炸等。
它通过对粒子的位置、速度和力进行计算来模拟粒子的运动。
常用的方法有欧拉法和改进的欧拉法等。
4.刚柔耦合仿真：刚柔耦合仿真是将刚体和弹性体结合起来进行仿真。
它能够模拟包含刚性和弹性物体的复杂运动，如人物的运动和生物的行为等。
运动仿真技术
精心整理一SW运动仿真1.简介二十世纪八十年代以来，设计工程中首次使用计算机辅助工程（CAE）方法后，有限元分析（FEA）就成了最先被广泛采用的模拟工具。
多年来，该工具帮助设计者在研究新产品的结构性能时节约了大量时间。
由于机械产品日渐复杂，不断加剧的竞争加快了新设计方案投入市场的速度。
设计者迫切感到必须使模拟超出FEA的局限范围，除使用FEA模拟结构性能外，还需要在构建物理原型之前确定新产品的运动学和动力学性能。
用。
2.程序会CAD何体发生改变时，可在几秒内更新所有结果。
图4为急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉。
图4急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉运动模拟可在短时间内对任何复杂程度的机构进行分析，可能包含刚性连接装置、弹簧、阻尼器和接触面组。
如雪地车前悬架、健身器、CD驱动器等的运动。
图5复杂机构的运动仿真除机构分析外，设计者还可通过将运动轨迹转换成CAD几何体，将运动模拟用于机构合成。
例如，设计一个沿着导轨移动滑杆的凸轮，用运动仿真生成该凸轮的轮廓。
首先将所需滑杆位置表达为时间和滑杆在旋转凸轮上移动轨迹的函数，然后将轨迹路径转换为CAD几何体，以创建凸轮轮廓。
图6滑杆沿导轨移动的位移函数图7滑杆沿旋转盘移动绘制的凸轮轮廓设计者还可将运动轨迹用于很多用途，例如，验证工业机器人的运动、测试工具路径以获取选择机器人大小所需的信息，以及确定功率要求。
图8工业机器人在多个位置之间的移动运动模拟的另外一项重要应用是模拟零部件之间的碰撞和接触，以研究零部件之间可能形成的缝隙，得出机构的精确结果。
例如，通过模拟碰撞和接触，可以研究阀提升机构中凸轮和曲线仪（摇杆）之间可能形成的缝隙。
3.将运动仿真与FEA结合想了解运动仿真和FEA在机构仿真中如何结合使用，首先要了解每种方法的基本假设。
FEA是一种用于结构分析的数字技术，已成为研究结构的主导CAE方法。
它可以分析任何固定支撑的弹性物体的行为，此处弹性是指物体可变性。
运动仿真
3 弧面分度凸轮运动仿真及分析运动仿真模块主要用于建立运动机构模型，分析其运动规律。
基于NX的运动仿真可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构运动过程中零件的位移、速度、加速度、作用力、反作用力以及力矩等的变化规律。
运动仿真模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。
设计的修改可以直接反映到装配主模型的运动仿真中，以完成最终的优化设计。
基于NX的运动仿真主要分为三个过程：一是前处理，包括创建连杆(Links)、运动(joints)和定义运动驱动(Motion Driver)；二是运动仿真，主要有关节运动(Articulation)和运动仿真(Animation)两种形式，其中前者足基下位移的运动，后者是基于时间的运动；三是运动分析，即以图表(Graphing)和电子表格(Spreadsheet)等形式分析相关零件的运动规律。
3.1 前处理先将弧面分度凸轮与从动盘进行装配。
将弧面分度凸轮定义为L001，从动盘定义为L002，并在弧面分度凸轮上创建旋转副J001，添加驱动类型为恒定，初速度30rad/s，在从动盘上创建旋转副J002，为了保证凸轮与滚子在整个运动过程中始终是彼此接触，创建—个3D接触G001。
创建的运动导航器，如图4(a)所示，约束后的弧面分度凸轮装置，如图4(b)所示。
图4 前处理3.2 运动仿真打开解算方案窗口，在解算方案选项中定义时间为10s，步数为50，其它选择默认值，点击确认，然后进行运动方案求解。
运动仿真过程，如图5所示。
图5 运动仿真过程3.3 运动分析NX运动分析包括干涉分析和图表分析。
其中图表分析应用图表功能(Graphing)对选定运动副的位移、速度、加速度等进行分析，并以图表的形式系统反应给操作者。
弧面分度凸轮运动仿真中主要是对从动盘J002进行分析，其结果如图6所示。
图6 运动分析由以上的运动分析可知，位移曲线基本符合所设定的修正正弦运动规律。
运动学分析与运动仿真技术研究
运动学分析与运动仿真技术研究运动学是研究物体运动状态和规律的学科，而运动仿真技术则是运动学的一种应用，通过计算机模拟物体的运动过程，为我们提供了一种直观、高效的研究工具。
本文将对运动学分析与运动仿真技术进行探讨，并介绍其在各个领域的重要应用。
首先，让我们了解一下运动学的基本概念。
运动学主要研究物体在空间中的位置、速度、加速度等物理量，其中最基本的概念就是位移、速度和加速度。
位移是物体从一个位置到另一个位置的移动距离与方向的量度，而速度则是物体在单位时间内移动的位移量。
加速度则是物体在单位时间内速度的变化率。
通过运动学的分析，我们可以揭示物体的运动规律，把握运动过程中的重要特点。
然而，传统的运动学分析方法存在一些局限性。
当涉及到复杂的运动过程时，我们很难通过简单的公式计算得出准确的结果。
这时，运动仿真技术的出现为我们提供了一种新的解决方案。
运动仿真技术利用计算机模拟物体的运动过程，通过逐帧计算物体的位置、速度和加速度等物理量，来模拟真实世界中的物体运动。
相比于传统的运动学分析方法，运动仿真技术更加灵活、准确，能够模拟复杂的运动过程，为我们提供更多的研究信息。
运动仿真技术在各个领域都具有重要的应用价值。
在机械工程领域，运动仿真技术可以帮助设计师预测机械装置的运动情况，优化设计参数。
比如，一辆汽车的悬挂系统设计中，通过运动仿真技术可以模拟汽车通过不同路况时悬挂系统的运动过程，从而为设计者提供更准确的运动学分析结果，帮助优化悬挂系统的设计方案。
在生物医学领域，运动仿真技术可以帮助研究人体运动过程，从而为康复治疗提供指导。
比如，在肌肉骨骼系统疾病的康复训练中，运动仿真技术可以模拟患者在特定训练动作中的运动过程，通过比较真实运动和理想运动的差异，帮助评估患者的康复情况，指导康复治疗的进行。
在电影动画制作领域，运动仿真技术可以帮助动画师模拟物体的真实运动，增加动画的逼真度。
比如，在电影《蜘蛛侠》中，运动仿真技术被广泛应用于蜘蛛侠的动作设计中，通过运动仿真技术可以模拟蜘蛛侠在空中飞行、躲避攻击等动作，使得动画角色的运动更加自然流畅，增强了观众的沉浸感。
(优选)运动仿真分析
2. 标记和智能点
在分析解算前通过在机构模型中设置标记或智 能点，可得到关心点的运动位移、速度等分析结 果。
❖ 标记
比智能点功能强大，创建时与连杆始终相关，且 须定义方向。系统默认名称AS001。
❖ 智能点
没有方向的点，不与连杆相关联，系统默认名称 Me001。
3. 封装 用来收集特定的、用户感 兴趣的对象信息的一组工具。 有三个功能： ➢ 测量 ➢ 跟踪 ➢ 干涉
动。
❖ 滑动副 用来连接两个连杆，有一个自由度，连杆之间不许有转动。 可以实现一个部件相对于另一部件的直线运动。
❖ 圆柱副 用来连接两个连杆，有两个自由度，一个移动自由度和一个转动自由度。
❖ 螺旋副 圆柱副和滑动副的结合。
❖ 万向节 连接两个成一定角度的转动连杆，有两个自由度。
❖ 球形副 用来连接两个连杆，有三个自由度。
❖ 动画
是基于时间的动态仿真。
存储过分析文件
仿真分析的时间段
时间段内机构运动的瞬 态位置数
设计位置 装配位置
以时间为单位 播放
以步数为单位 播放
❖ 球铰
关节运动仿真，通过控制一个或多个原动运动副的位移步 长来进行机构动态仿真。位移为步长大小和步数的乘积。
❖ 生成图表
动画或关节仿真后，可通过图表方式输出机构的分析结果。
创建运动分析对象
在运动分析中，连杆和运动副是组成 构件的最基本要素，两者都具备是机构 运动的必要条件。
连杆
运动副
1. 连杆
连杆几何体
连杆几何体用于将屏幕 中的几何体定义为连杆， 同时系统对该杆赋予一个 默认的名称。
❖ 对机构作运动分析，
名
不必赋予质量和惯性矩等参数。
运动仿真结果分析
运动仿真结果分析运动仿真结果分析文章标题：运动仿真结果分析——步骤思维分析导言：运动仿真在各个领域得到了广泛应用，如机器人、汽车和航空航天等。
本文通过步骤思维的方式，对运动仿真结果进行分析，以揭示其中的规律和优化方向。
第一步：收集数据在进行运动仿真之前，我们需要收集相关的数据，例如物体的质量、形状、运动轨迹等。
这些数据将作为仿真模型的输入，决定了仿真结果的准确性和可靠性。
第二步：建立模型基于收集到的数据，我们可以建立运动仿真模型。
模型的建立需要考虑运动物体的运动学和动力学特性，以及外部环境的影响因素。
通过建立准确的模型，我们可以更好地理解物体的运动规律。
第三步：仿真运行在模型建立完成后，我们可以进行仿真运行。
通过对模型进行计算和仿真，可以得到物体在不同时间点的运动状态。
仿真运行的结果将反映出物体的运动轨迹、速度、加速度等信息。
第四步：结果分析通过对仿真结果进行分析，我们可以得到以下几个方面的信息：1. 运动规律：通过观察物体的运动轨迹和速度变化，我们可以揭示物体的运动规律，例如匀速直线运动、抛体运动等。
这有助于我们对物体的运动特性进行深入理解。
2. 优化方向：通过对仿真结果进行比较和对比，我们可以找到物体运动中存在的问题和不足之处。
例如，如果物体的速度变化过大，可能需要优化其运动控制算法；如果物体的运动轨迹与预期不符，可能需要优化其外部环境的设置。
3. 参数调整：通过对仿真结果进行调整和分析，我们可以确定一些关键参数对于物体运动的影响程度。
这有助于我们对模型进行精确调整和优化，使仿真结果更加符合实际情况。
第五步：结论与展望通过对运动仿真结果的分析，我们可以得出一些结论和展望：1. 从仿真结果中我们可以得知物体的运动规律和特性，这有助于我们对物体的运动进行预测和控制。
2. 通过对仿真结果的优化，我们可以提高物体的运动效率和稳定性，从而提高系统的整体性能。
3. 运动仿真是一个不断发展的领域，未来我们可以进一步完善仿真模型和算法，使其更加准确和可靠。
运动仿真中文
运动分析最简单的、最有用的机制之一是四连杆。
以下论述中的大部分内容集中讨论这种连杆机构，其分析步骤也适用于更复杂的连杆机构。
我们已经知道的四杆机构有一个自由度。
关于四杆机构，还有其它有用的吗？事实上，有！他们包括格拉肖夫准则、变异的概念、死点的位置（分歧点）、分支机构、传动角以及他们的运动特征，包括位置、速度和加速度。
四连杆的形势可能有所谓的曲柄摇杆机构或双摇臂或双曲柄（拉杆）机构，它主要取决于与固定杆相连接的两根杆的运动范围。
曲柄摇杆式输入构件曲柄可以连续旋转360°，而输出构件仅仅是摇动或者摆动。
作为一个特例，在平行四边形的联系，而输入杆的长度等于输出杆长度也是相同的，连杆的长度和固定杆的长度也相等。
输入杆和输出杆可以作整周转动或者转换成称为反平行四边形机构的交叉结构。
格拉夫准则表明：如果任意两杆之间能做连续的相对运动，那么平面四连杆中最长杆与最短杆的长度之和应该不大于其余两杆的长度之和。
应该注意：相同的四杆机构可以为不同的类型，取决于哪根杆被指定为的机架（或固定杆)。
运动变异是固定传动链中不同的杆件产生不同机构的过程。
值得注意的是，不同变异机构连杆间的相对运动并没有改变。
除了有知识的转动的链接的程度，制造之前先建立一个检验机构“运转”效果的度量方法也是很有用的。
哈登伯格（Hartenberg）中提到的"运转"是一个术语，指的是运动传给输出构件的有效性；它意味着的运转平稳，用最大的分力产生驱动输出构建的力或扭矩。
生成的输出力或扭矩不只联系的几何形状的功能，它通常是动态或惯性的力量，往往是静力的几次大的结果。
分析的低速操作，或在运行任何机制可能如何轻而易举地获得指数传动角的概念是非常有用的。
在运动的一种机制，传动角变化值。
0 度传动角可能会出现在一个特定的位置上的输出链接不会移动的怎么不管大力量应用于输入链接。
事实上，关节摩擦，一般法则是设计具有传动角大于指定值的机制。
运动仿真
几何图形建模和复杂几何图形提取工具组 NX 高级仿真为创建可以直接用于 CFD 分析的几何图形提供了一套广泛的工具。通过创建一个理想 化零件，可以自动或手动提取不必要的几何特征，这是在 NX 高级仿真环境里面工作的一个主要优 势。每次几何提取斗鱼 NX 零件和装配相关联。通过自动化的自由建模工具，可以用精确草图、表 面和实体几何图形进行零件建模。一个用户可以在关键区域对网格进行细化，并且选择性地控制网 格密度，从而把模型尺寸减到最小或对其进行优化，以便快速获得准确的解决方案。由于与设计几 何图形之间存在全面关联性，因此当设计或装配被改动时，流体网格会被自动更新。
利用 NX 流体运动仿真（NX Flow）技术，用户可以对复杂的流 体流动问题进行建模。这些解算程序和建模特征包括：
稳态和瞬态分析（自适应纠正多网格解算程序） 未结构化的流体网格（支持四面体、砖型以及楔型单元） 表面网格（边界层网格） 为选定流体领域提供的一整套自动和/或人工网格划分选项 湍流（k-ε，混流长度）、层流和混流 CFD 解决方案的中间结果恢复和重新启动 流体上的热负荷和温度约束 强制、自然和混合对流 流体浮力 多围墙 多流体 内部流和外部流 与 NX Thermal（NX 热）解决方案完整无缝耦合，对共轭传热进行仿真（处理流体/固体边界
运动仿真模型的原理是什么
运动仿真模型的原理是什么运动仿真模型是一种通过计算机模拟来模拟和预测运动行为的方法。
它可以用于研究和分析各种不同类型的运动系统，从机械系统到生物系统，从交通流动到天体运动等等。
运动仿真模型的原理基于数学建模和计算机模拟的技术，其主要包括以下几个方面：建模、数值模拟、数据处理和结果分析。
首先，建模是运动仿真模型的基础。
建模是指将现实世界的运动系统抽象成数学模型，这个模型可以是基于物理原理的，也可以是基于经验规律的。
建模是仿真模型的关键步骤，它需要考虑到运动系统的物理特性、动力学特征和约束条件等因素。
在建模过程中，可以采用多种数学工具和方法，如微积分、方程求解、概率论和统计学等。
其次，数值模拟是运动仿真模型的核心步骤。
数值模拟是将建立的数学模型通过计算机编程来进行计算和求解的过程。
数值模拟的方法一般包括差分法、有限元法、有限体积法等等。
在数值模拟过程中，需要将连续的运动系统抽象成离散的状态，并利用数值方法来近似求解。
数值模拟过程中的时间步长和空间网格的选择对结果的精度和运算速度有着重要的影响，需要进行合理的选择和调节。
然后，数据处理是运动仿真模型的重要环节。
数据处理是指对模拟过程中产生的大量数据进行筛选、统计、分析和可视化等处理。
数据处理可以帮助我们从模拟数据中提取有价值的信息，比如运动系统的特征、规律和趋势等。
数据处理可以基于统计学和机器学习等方法进行，从而实现对模拟数据的深入理解和挖掘。
最后，结果分析是运动仿真模型的重要目标。
结果分析是指对模拟结果进行评估和解释的过程。
通过结果分析，我们可以了解运动系统在不同条件下的行为和响应，比如受力、速度和位置等。
结果分析可以帮助我们验证建模的有效性和准确性，也可以为后续的设计优化和决策提供参考依据。
总之，运动仿真模型的原理是基于建模、数值模拟、数据处理和结果分析等步骤。
通过这些步骤的协同工作，可以实现对运动系统的模拟和预测，从而帮助我们深入理解和优化运动行为。
运动仿真知识点总结
运动仿真知识点总结一、运动仿真的基本原理1. 动力学原理：运动仿真的基本原理之一是动力学原理。
动力学原理是指研究物体在外力作用下产生的运动规律的学科。
它通过牛顿定律、运动矢量、质点动力学、刚体动力学等方面的研究，确定了物体的运动轨迹、速度、加速度等信息，为运动仿真提供了基本的数学模型和理论基础。
2. 控制理论：运动仿真的基本原理之二是控制理论。
控制理论是指研究如何通过控制器来实现对系统运动的控制和调节的一门学科。
在运动仿真中，通过控制器对仿真模型进行控制，可以使其产生不同的运动行为，从而实现对物体、机器人等的精确控制和模拟。
3. 数值计算方法：运动仿真的基本原理之三是数值计算方法。
数值计算方法是指利用计算机对数学问题进行计算和模拟的一种方法。
在运动仿真中，利用数值计算方法对动力学方程、控制模型等进行离散化和求解，可以实现对运动仿真模型的精确求解和模拟。
二、运动仿真的应用领域1. 体育竞赛：运动仿真技术在体育竞赛中得到了广泛的应用。
通过对运动员的运动规律、力学特性等进行仿真，可以对比赛结果进行预测，帮助教练和运动员进行训练和比赛策略的制定。
2. 工程设计：运动仿真技术在工程设计中也得到了广泛的应用。
通过对机械装置、汽车、飞机、船舶等的运动特性进行仿真，可以评估其性能、优化设计方案，减少试验和开发成本。
3. 医学研究：运动仿真技术在医学研究中有着重要的应用。
通过对人体运动、姿势、步态等进行仿真，可以帮助医生对疾病、伤病进行诊断和治疗，设计康复训练方案。
4. 航天航空：运动仿真技术在航天航空领域也有着重要的应用。
通过对航天器、飞机、火箭等的运动特性进行仿真，可以评估其飞行性能、设计控制系统，确保航天航空任务的成功执行。
5. 虚拟现实：运动仿真技术在虚拟现实领域的应用也越来越广泛。
通过对虚拟环境中物体的运动进行仿真，可以实现沉浸式体验、互动式设计等功能，提高虚拟现实系统的真实感和逼真程度。
三、运动仿真的发展现状目前，运动仿真技术已经取得了重要的进展，形成了一系列成熟的理论、方法和工具。
运动仿真
中北新知培训中心 孔老师
图素和可采用的测量方法
图素 点 连接轴 接头连结副 凸轮 凸轮从动件连接 槽从动件连接 齿轮副连接 弹簧、阻尼器、力、动量、伺 服电动机、运行电动机 适用测量 位置、速度、加速度、分离（距离、速 度和速度变更） 位置、速度、加速度、静负荷 连接副反作用、冲力、冲量 凸轮（曲率、压力角和滑动速度） 连接的反作用、冲力、冲量 连接的反作用、冲力、冲量 连接的反作用 静负荷
1
中北新知培训中心 孔老师
各种类型的分析和意义
序 号 1 2 3 4 类型选项 位置：运动学、静态、 动态、重复的组件 速度：运动学、动态 加速度：运动学、动态 连接反作用：静态、动 态、力平衡 净负荷：静态、动态、 力平衡 测力计反作用：力平衡 冲力：动态 冲量：动态 意义和应用 在分析过程中计算点的、顶点、或接 头轴的位置 在分析过程中计算点的、顶点、或接 头轴的速度 在分析过程中计算点的、顶点、或接 头轴的加速度 在接头、凸轮从动件连接处计算反作 用力和动量，例如用来核对轴承是否 超出额定载荷 用来计算电动机、弹簧、阻尼器、力 或动量所作用的力或是接头轴所承受 的静负荷，也可作为测量标准存在 用来计算在力平衡分析过程中，被测 力计锁定的载荷 用来确定分析过程中是否在连接约束、 槽端处或凸轮间发生碰撞。 计算两凸轮间与凸轮曲线相切或垂直 中北新知培训中心 孔老师 方向上的冲量分量。 是否需要 许可证 不需要 不需要 不需要 需要
位置初始条件：确保分析从特定的位置开 始，在默认每个分析都从屏幕显示的位置 开始。 静 态 分 析 进行初始化后，对运动轴编辑定义，先 定义三个非固定杆的相关密度，在对固 定杆进行密度添加，在运动轴上添加执 行电动机，最后机构分析。
中北新知培训中心 孔老师
运动仿真
（5）添加驱动 添加驱动 ①打开伺服电机 打开伺服电机—新建 打开伺服电机 ②定义伺服电机 定义伺服电机，从动实体选“连接轴”，（图选 定义伺服电机 ） ③定义参数， 轮廓-规范“速度”，模“常数”， 定义参数， 定义参数 A“5” （6）创建运动分析 创建运动分析 分析—新建 分析 类型“运动”，结束时间“60”，帧数“10”， 类型 最小时间间隔“0.1” 运行
2.齿轮机构运动仿真 齿轮机构运动仿真
仿真步骤 （1）新建组件文件 新建组件文件 （2）创建基础特征 创建基础特征：中心线和端部平面 创建基础特征 （3）连接元件： 连接方式 以轴线和端部平面为参照 连接元件： 连接元件 （4）定义齿轮副 定义齿轮副 ① 机构—齿轮 ② 新建 — 名称，传动类型，选连接轴，输入节圆直径 ③ 齿轮2，选连接轴，输入节圆直径 ④ 属性，齿数比为“节圆直径”
机构的运动仿真
1.连杆机构的运动仿真 连杆机构的运动仿真
连接形式为“销钉” 不是“刚性” 连接形式为“销钉”，不是“刚性”连接
仿真步骤： 仿真步骤 （1）进入装配模式 进入装配模式 （2）创建驱动杆件 创建驱动杆件 （3）装入其他杆件 装入其他杆件 （4）进入“机ห้องสมุดไป่ตู้”环境 ， 应用程序/机构/机构/连 进入“ 进入 机构” 接
（5）创建驱动器 创建驱动器 建伺服电机 –新建-名称-选驱动件
紫色—驱动件，绿色—参照（地），蓝色—被驱动对象
修改参数：轮廓：“速度”，初始角“0” 摸：“参数”，A为“36” 图形：“位置”，“速度”，“加速度” （6）仿真 仿真 分析 --新建---优先选项 开始时间“0”，终止时间“10” （可变 ） 帧数“10”，最小间隔 0.05 运行 （7）回放 回放
UG运动分析教程(中文版)运动仿真
www.j ix ie cu n.co m运动仿真本章主要内容：z 运动仿真的工作界面 z 运动模型管理 z 连杆特性和运动副 z 机构载荷 z运动分析9.1 运动仿真的工作界面本章主要介绍UG/CAE 模块中运动仿真的功能。
运动仿真是UG/CAE （Computer Aided Engineering ）模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。
通过UG/Modeling 的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion 的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
UG/Motion 的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。
通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。
运动仿真功能的实现步骤为： 1．建立一个运动分析场景；2．进行运动模型的构建，包括设置每个零件的连杆特性，设置两个连杆间的运动副和添加机构载荷；3．进行运动参数的设置，提交运动仿真模型数据，同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制；4．运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出，人为的进行机构运动特性的分析。
9.1.1 打开运动仿真主界面在进行运动仿真之前，先要打开UG/Motion （运动仿真）的主界面。
在UG 的主界面中选择菜单命令【Application 】→【Motion 】,如图9-1所示。
www.j ix ie cu n.com图9-1 打开UG/Motion 操作界面选择该菜单命令后，系统将会自动打开UG/Motion 的主界面，同时弹出运动仿真的工具栏。
9.1.2 运动仿真工作界面介绍点击Application/Motion 后UG 界面将作一定的变化，系统将会自动的打开UG/Motion 的主界面。
运动仿真技术
精心整理一SW运动仿真1.简介二十世纪八十年代以来，设计工程中首次使用计算机辅助工程（CAE）方法后，有限元分析（FEA）就成了最先被广泛采用的模拟工具。
多年来，该工具帮助设计者在研究新产品的结构性能时节约了大量时间。
由于机械产品日渐复杂，不断加剧的竞争加快了新设计方案投入市场的速度。
设计者迫切感到必须使模拟超出FEA的局限范围，除使用FEA模拟结构性能外，还需要在构建物理原型之前确定新产品的运动学和动力学性能。
用。
2.程序会CAD何体发生改变时，可在几秒内更新所有结果。
图4为急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉。
图4急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉运动模拟可在短时间内对任何复杂程度的机构进行分析，可能包含刚性连接装置、弹簧、阻尼器和接触面组。
如雪地车前悬架、健身器、CD驱动器等的运动。
图5复杂机构的运动仿真除机构分析外，设计者还可通过将运动轨迹转换成CAD几何体，将运动模拟用于机构合成。
例如，设计一个沿着导轨移动滑杆的凸轮，用运动仿真生成该凸轮的轮廓。
首先将所需滑杆位置表达为时间和滑杆在旋转凸轮上移动轨迹的函数，然后将轨迹路径转换为CAD几何体，以创建凸轮轮廓。
图6滑杆沿导轨移动的位移函数图7滑杆沿旋转盘移动绘制的凸轮轮廓设计者还可将运动轨迹用于很多用途，例如，验证工业机器人的运动、测试工具路径以获取选择机器人大小所需的信息，以及确定功率要求。
图8工业机器人在多个位置之间的移动运动模拟的另外一项重要应用是模拟零部件之间的碰撞和接触，以研究零部件之间可能形成的缝隙，得出机构的精确结果。
例如，通过模拟碰撞和接触，可以研究阀提升机构中凸轮和曲线仪（摇杆）之间可能形成的缝隙。
3.将运动仿真与FEA结合想了解运动仿真和FEA在机构仿真中如何结合使用，首先要了解每种方法的基本假设。
FEA是一种用于结构分析的数字技术，已成为研究结构的主导CAE方法。
它可以分析任何固定支撑的弹性物体的行为，此处弹性是指物体可变性。
运动仿真操作步骤实例
3.1 计算机仿真概述3.1.1 计算机仿真的概念及其特点计算机仿真是指借助大量及高速存储数字计算及其相关技术，对真实复杂的系统的运行状态或者过程进行数字化规模的技术。
简单的说其基本思想是利用物理和数学的模型来模拟现实运动过程，以减少真实运动的错误率。
计算机仿真技术具有安全、经济、可重复性，并且具有不受气候、场地和时间限制的优势，被认为是除理论推导和科学试验之外人类认识自然和改造自然的新手段。
计算机仿真技术被广泛应用于人类生产生活的各个方面，如：航空、航天、兵器制造、国防、船舶、电子电力、石化等工业，特别是应用于前沿科技装备的论证、研发、制造、生产、使用及维护过程。
目前，计算机仿真已成为就国家关键技术和科研核心竞争能力的代表。
计算机仿真按仿真技术的应用特点可以划分为仿真模拟训练、计算机仿真测试、虚拟制造等科技领域，其中计算机仿真测试又可以分为通用测试、机电仿真测试及射频仿真测试等。
计算机仿真有以下几个特点：（1）系统模型快速求解：利用计算机，在较短的时间内就可以掌握仿真运算的结果(数据或图像)。
（2）模型参数可调性：模型参数能够依据需要的计算机程序便捷的进行调整、修补，使研发人员能够了解各种可能的仿真结果，这为完善研究方案提供了非常大的方便。
更使得计算机仿真与实物实验相比，运费更低、风险更小以及方便灵活。
（3）计算结果的可靠性：在仿真的过程中需要保证程序、模型和系统三个方面的准确性，则其计算结果就一定是准确无误的。
正是基于这些优点，目前，不论是在技术研发还是在科技探索领域或者在工业中，计算机仿真都凸显出了其强大的能力，如今已成为人们在研究复杂系统时的一种不可或缺的手段。
3.1.2 计算机仿真的研究热点及对制造业的影响计算机仿真行业是一个全球性的竞争行业。
目前，以美国为首的第一世界国家公司凭着雄厚的历史研究底蕴和技术娴熟的仿真产品，在世界上的计算机仿真领域处于领导阶层，其中包括很多世界闻名的公司。
运动仿真操作流程资料
运动仿真操作流程
一．创建初始运动仿真
首先进入到运动仿真模块，再在运动仿真导航器里右键单击主模型装配节点，然后选择New Simunlation 命令。
即可创建一个新的运动仿真（motion_1）。
同时运动仿真模块的工具条激活并可选。
二．创建连杆
创建连杆的第一步是在工具条选择连杆（link）图标，弹出创建连杆的对话框。
当创建固定连杆时可选中（Fix the link）。
注意:一个对象一旦被选中为一个连杆的一部件，就不能再被选中成为另一个连杆的一部分。
三．创建运动付
单击工具条中的joints图标，弹出运动付对话框。
创建运动付的步骤分为三步:
(1)选择运动付要约束的连杆（link）；
(2)确定运动付的原点（origin）;
(3)确定运动付的方向（Orientation）；
四．定义运动驱动
从运动驱动下拉框中选择恒定驱动（constant）
设置速度为100
五．做运动仿真
点击运动仿真（Animation）出现如下对话框：
设置好时间和步数，点击ok
点击play按钮即可进行运动仿真。
ug nx运动仿真笔记
第一章运动仿真基础运动仿真是NX数字仿真中的一个模块，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、静力分析，使用运动仿真的功能赋予模型的各个部件一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系即可建立一个运动仿真模型。
1.1.1什么是运动分析NX运动仿真模块用于建立运动机构模型，分析模型的运动规律。
通过运动仿真能完成以下内容：∙创建各种运动副、传动机构、施加载荷等。
∙进行机构的干涉分析、距离、角度测量等。
∙追踪部件的运动轨迹。
∙输出部件的速度、加速度、位移和力等图表。
1.1.2运动仿真的实现实现运动仿真的5个基本步骤如下：∙建立一个运动仿真文件（motion，后缀为sim）。
∙进行运动模型的构建，设置每个零件的连杆特性。
∙设置两个连杆间的运动副和添加载荷、传动副等。
∙进行运动参数的设置，提交运动仿真模型数据，解算运动仿真。
∙运动分析结果的数据输出。
1.2.2执行运动分析仿真运动机构有3种解算方案：常规驱动、关节运动和电子表格驱动，具体含义如下：∙常规驱动：是基于时间的一种运动形式。
机构在指定的时间和步数进行运动仿真，它是最常用的一种驱动。
∙关节运动：是基于位移的一种运动形式。
机构在指定的步长和步数时行运动仿真。
∙电子表格驱动：其的功能和关节运动、常规驱动一样，使用电子表格作为某个运动副的驱动，例模型的运动按照指定的时间和动作完成。
完成解算后运动仿真模型，分析结果能以5种形式输出。
∙动画输出：以时间和步长的形式使模型运动起来。
∙图表输出：对机构仿真的结果生成直观的电子表格数据，比如：位移、速度、加速度。
∙填充电子表格：记录运动仿真驱动运动副时间、步数到电子表格∙创建序列：控制一个装配运动仿真文件的装配和拆卸顺序。
∙载荷传递：以电子表格的形式分析零件在运动仿真过程中的受力情况。
名称含义：∙连杆：是连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。
∙运动副：作用是将机构中的连杆连接在一起，并定义规定的动作，常用的运动副如下：旋转副、滑动副、圆柱副、固定的、球面副、平面的。
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§9.1 运动仿真的工作界面
§9.2 运动模型管理
§9.3 连杆特性和运动副 §9.4 机构载荷 §9.5 运动分析
§9.1 运动仿真的工作界面
运 动 仿 真 是 UG/CAE （ Computer
Aided
Engineering ）模块中的主要部分，它能对任何二维 或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计 仿真。通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模 型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部 件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一
9.1.1 场景导航窗口
在进行运动仿真之前必需建立一个运动模型，而运动模型的数据都存贮在 运动场景之中，所以运动场景的建立是整个运动仿真过程的入口。 在模型的右键快捷菜单中选择New Scenario菜单项，将建立一个新的运动 场景，默认名称为Scenario_1，类型为Motion，运动仿真环境为静态动力 学仿真（Statics & Dynamics），该信息将显示在运动场景导航窗口中， 并且运动仿真各运动仿真工具栏项将变为可操作的状态。
2014-12-17
对运动过程控制 的功能主要是由 运动控制选项来 实现的
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运动仿真动画文件输出：
在运动场景导航窗口中选中一个场景，单击鼠标右键之后将会弹
出一个右键快捷菜单，在该菜单中选择菜单项Export，将会显示
UG/Motion给用户提供的几种动画输出的格式
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9.3.3
运动副的类型
在UG/Motion中给用户提供了12种运动副的类型
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Joint（铰链连接）
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1）合页连接 (Revolute)
铰链连接可以实现两个相连件绕同一轴作相对的转动
2）滑块连接（Slider）
滑块连接是两个相连件互相接触并保持着相对的滑动
3）柱铰连接（Cylindrical）
副（Joint）相联接，组成运动机构。
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9.3.1
连杆特性的建立
点击运动仿真工具栏区的
连杆特性和运动副模块中
的图标 (Link)，系统将会 打开【连杆特性创建】对 话框。
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9.3.2
连杆特性参数的编辑
对各项参数
的编辑与连 杆建立时的
参数设置操
作完全相同
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态中机构的受力形式
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§9.5
运动分析
对原来的三维实体模型完成了连杆特性的设置，运动副的建立和外
载荷的添加的前置处理后，就完成了运动模型的构建。此时可以利
用UG/Motion运动分析工具栏，对创建的运动模型进行运动仿真
2014-12-17
பைடு நூலகம்
UG/Motion的运动分析类型有两类：静态分析和动力学分析 整个运动模型运动快慢就是由运动时间和运动步骤这两个参数决定
2014-12-17
运动仿真功能的实现步骤为： 1．建立一个运动分析场景；
2．进行运动模型的构建，包括设置每个零件的连杆特性，
设置两个连杆间的运动副和添加机构载荷；
3．进行运动参数的设置，提交运动仿真模型数据，同时进
行运动仿真动画的输出和运动过程的控制； 4．运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出，人为 的进行机构运动特性的分析。
7）平面连接（Planar）
平面连接可以实现两个部件之间以平面相接触，互相约束
2014-12-17
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9.3.4
运动副的建立
UG/Motion 中各种运动
副（Joint）的建立方
法都是类似的，下面以 铰链连接中的合页连接 （Revolute）为例介绍 运动副建立的整个过程
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运动副的驱动力是给运动副设置的初始的外在驱动，是该连杆运动的原动力。在该选项 的下拉菜单中列出了UG/Motion给用户提供的五种驱动力的类型 （①没有；②恒定 的；③谐波；④一般方程；⑤关节仿真）
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§9.4
机构载荷
UG/Motion给用户提供了9种机构载荷，涵盖了大部分实际工程状
2014-12-17
重力作用下运动
施加弹簧阻尼下的运动
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伪连杆例子：
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滑动副例子
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转到副例子
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Step(x,x0,h0,x1,h1)函数运用例子
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T=0 工作台 -150 工作臂 焊枪
工作台函数：
T=5 0 800
T=10 T=13 T=18 T=21 T=26 T=29 T=34 -500 0 0 -70.8 1300 0 0 -1300 0 -70.8 0 -70.8 1300
定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
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UG/Motion的功能:
1、可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性
分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动 机构的运动参数。 2、通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析 就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图 形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变 化情况，对运动机构进行优化。
柱铰连接实现了一个部件绕另一个部件（或机架）的相对转动
4）螺杆连接（Screw）
螺杆连接实现了一个部件绕另一个部件（或机架）作相对的螺旋运动
5）万向接头（Universal）
万向接头实现了两个部件之间可以绕互相垂直的两根轴作相对的转动
6）球铰连接（Spherical）
球铰连接实现一个部件绕另一个部件（或机架）作相对各个自由度的运动
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9.2.2
编辑模型几何尺寸
在建立了一个运动场景之后，
用户仍然可以对运动场景中几
何体的尺寸进行修改。 【几何模型尺寸编辑】对话框 ，如图
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§9.3
连杆特性和运动副
利用UG/Modeling的功能建立了一个三维实体模型后，并不能直
接将各个部件按一定的连接关系连接起来，必需给各个部件赋予
step(x,0,-150,5,0) 工作臂函数： step(x,5,800,10,-500)+ step(x,13, 0,181300)+ step(x,21, 0,26,-1300)+ step(x,29, 0,34,1300) 焊枪函数： step(x,10, 0,13,-70.8)+step(x,18, 0,21,-70.8)+step(x,26, 0,29,-70.8)
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9.1.1
打开运动仿真主界面
菜单命令：
【Application】→【Motion】
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9.1.2
运动仿真工作界面介绍
该界面分为三个部分：运动仿真工具栏部分、运动场景导航窗口和绘图区
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运动仿真工具栏区又分为四个模块：
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§9.2 运动模型管理
需要说明的几点：
1．Snap Links 选种这个单选项后，用户所设置的运动副为两个连杆之间的连接，则在该对话框中要求 设置运动副在各个连杆上的相关参数；空置该单选项时，用户所设置的运动副为连
杆与假象的机架之间的连接，只需设置运动副在这个连杆上的参数既可。
2．Selection Steps 该选项给用户提供了建立一个运动副的操作步骤。共包含四个步骤，其中可根据用户的 要求省去几项，通过完成各个步骤，可以引导用户完成运动副参数的设置。（①第 一个连杆 ；②运动副在第一个连杆上的位置和方向；③第二个连杆 ；④运动副在第 二个连杆上的位置和方向） 3．运动副的驱动力
一定的运动学特性，即让其成为一个可以与别的有着相同的特性 的部件之间相连接的连杆构件（Link）。 同时，为了组成一个能运动的机构，必需把两个相邻构件（包括 机架、原动件、从动件）以一定方式联接起来，这种联接必需是
可动连接，而不能是无相对运动的固接（如焊接或铆接），凡是
使两个构件接触而又保持某些相对运动的可动连接即称为运动副 。在UG/Motion中两个部件被赋予了连杆特性后，就可以用运动