MOTION运动仿真培训——【有限元分析】
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动力系统 运动零件在受力状况下自由运动 在力的作用下部分受限制，并且有有限个运动 大于零的自由度
质量和惯性 一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使他们改变这种状态 自由度：三个移动自由度和三个转动自由度 约束：减少自由度将限制构件的独立运动。 运动分析 牛顿第二定律：∑F=ma 动量守恒：∑M=dH/dt
单位系统
SolidWorks Motion 单 位系统使用全局单位
您可从运动算例使用 MotionManager，此为基于时间线的界面，包括 有以下运动算例工具： 动画：可使用动画形式装展示配体的运动。 基本运动：您可使用基本运动在装配体上模仿马达、弹簧、碰撞、以 及引力。 运动分析：您可使用运动分析装配体上精确模拟和分析运动单元的效 果（包括力、弹簧、阻尼、以及摩擦）。
什么是机构？ 机构是用来传递运动和动力的构件系统，是具有确定运动的实物组合体。
任何系统的运动由以下要素决定： 连接构件的配合； 部件的质量和惯性属性； 对系统添加力（动力学）；驱动运动(马达或推进器) 时间；
运动系统 零件在强迫或限制下运动 整体完全受控制，并且无论在力和自重的状况 下只有一个运动 零自由度
同致电子内部培训
注意图中的接触方向
结果图解：接触力
同致电子内部ห้องสมุดไป่ตู้训
尖锐峰值的接触力可以被忽略！
同致电子内部培训
课程要点：
1. 利用样条曲线来控制马达 2. 跟踪路径图解 3. 根据CAM轮廓创建SW零件
设置向导图
图标类型和意义
结果图解: 力矩与能量消耗
最大马达力矩: 7244 Nmm
最大能量消耗: 76 W
练习 1及结果
课程要点：
1. 理解约束配合的概念 2. 应用运动连接理解复合运动 3. 后处理创建结果图解
分析实例：曲柄 问题描述：利用配合连接各个机构，数据点控制的逆时针马达，模拟曲柄 滑块机构运动状况。 分析目标：查看导杆和滑块的线性位移状况。
结果图解: 马达力矩与能量消耗
最大马达力矩: 10 N-mm
同致电子内部培训
最大能量消耗: 0.06 W
组件在全局坐标系下图解
运动结果图解 – 绝对
组件在局部坐标系下图解
组件在全局坐标系下图解
运动结果图解 – 相对
组件在局部坐标系下图解
练习 2
课程要点：
1. 3D接触设置 2. 弹簧与阻尼 3. 运动仿真中的干涉检查 4. 后处理创建结果图解
SolidWorks Motion 运动仿真培训
SolidWorks Motion课程安排
课程 前言 第 01 课 第 02 课 第 03 课 第 04 课 第 05 课 第 06 课 第 07 课 第 08 课 第 09 课
内容 运动仿真基础 运动仿真流程 配合及后处理 接触、弹簧及阻尼简介 实体接触 曲线接触 凸轮合成 运动优化 输出结果到FEA 基于事件的仿真
微积分读书笔记
SolidWorks Simulation Premium
SolidWorks Simulation Professional
静态分析
模态/屈曲
稳态/瞬态 热分析
跌落测试
非线性
机构 运动学/动力学
疲劳
时间-历程 瞬态响应
优化
压力容器 载荷工况合成
复合材料
谐波响应 随机振动
SolidWorks Flow Simulation
弹簧位移 弹簧力
练习 5 关门器
课程要点：
1. 接触类型 2. 函数表达式 3. 收敛问题 4. 创建结果图解
分析实例：锁扣 问题描述：基于时间控制的马达step(time,0,0D,1,90D)+step(time,1.5,0D,3,90D)，控制锁扣J型勾的运动，设定弹簧k=10.00N/mm，阻尼 C=0.1Nmm/s。 分析目标：查看机构运作及相应图解。
基础配合理解
约束图的理解
一个重合和一个同心配合构成一个转动连 一个同心配合构成圆柱连接 一个点和一个点同步（重合）配合构成一个 球形连接 一个点与轴同步构成在直线上的连接
在运动仿真的环境中搭建装配体
在运动仿真中，配合关系应该能反馈机构在相应的位置正确的运动关 系。.
外部数据输入
同致电子内部培训
同致电子内部培训
马达分段函数
同致电子内部培训
马达设置界面
同致电子内部培训
定义实体接触
使用低精度接触关系导致计算失败
同致电子内部培训
积分求解器
GSTIFF WSTIFF
SI2-GSTIFF
同致电子内部培训
系统默认的积分求解方法，是一种快速且精确 的计算位移方法，用于广泛的运动模拟中 突然步长大小更改而在模型中出现断续力、断续 运动时，诸如接触类，使用此积分方法可以获得 更高的精度，计算速度较慢。
运动仿真界面
运动算例标签
过滤器 运动仿真树
滚动条 工具条
时间条
时间线
键码
变化条
运动仿真流程
课程要点：
1. 理解动画、运动、Motion 2. 应用运动连接理解复合运动 3. 后处理创建结果图解
分析实例：车用千斤顶 问题描述：马达转速100rpm，顶部施加8900N载荷模拟重物，模拟机械 起重机顶起重物的过程，并考虑重力影响下的机构运动状况。 分析目标：查看马达能量消耗状况。
同致电子内部培训
课程要点：
1. 理解所定义接触的类型 2. 后处理创建结果图解
此问题类似有限元分析中的2D简化
同致电子内部培训
分析实例：电影放映机 问题描述：如图所示机构让装置以一定转速平稳旋转 分析目标：查看机构运作及相应图解。
同致电子内部培训
定义曲线之间的接触
同致电子内部培训
定义曲线之间的接触
在运动足够平稳时，此方法对速度和加速度能 提供更好的精确度，对于较小步长也更精细， 但计算缓慢。
GSTIFF结果图解
接触力图解
精细图解
注意：碰撞时产生的峰值可以忽略不计
同致电子内部培训
WSTIFF计算结果
接触力图解
精细图解
计算结果与GSTIFF求解器非常接近.
同致电子内部培训
练习 6 后备箱盖
分析实例：弹射器 问题描述：投射臂马达3秒钟转990度，并在3.4秒钟控制失效，添加接触 关系以及定义弹簧与阻尼，完成物体抛射动作。 分析目标：查看机构运作及弹簧相应图解。
创建马达
步骤 1: 控制马达3秒转动990度 步骤 2: 在3.4秒时让马达失效
定义实体接触
摩擦相关知识
结果图解
力矩
弹簧速度
质量和惯性 一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使他们改变这种状态 自由度：三个移动自由度和三个转动自由度 约束：减少自由度将限制构件的独立运动。 运动分析 牛顿第二定律：∑F=ma 动量守恒：∑M=dH/dt
单位系统
SolidWorks Motion 单 位系统使用全局单位
您可从运动算例使用 MotionManager，此为基于时间线的界面，包括 有以下运动算例工具： 动画：可使用动画形式装展示配体的运动。 基本运动：您可使用基本运动在装配体上模仿马达、弹簧、碰撞、以 及引力。 运动分析：您可使用运动分析装配体上精确模拟和分析运动单元的效 果（包括力、弹簧、阻尼、以及摩擦）。
什么是机构？ 机构是用来传递运动和动力的构件系统，是具有确定运动的实物组合体。
任何系统的运动由以下要素决定： 连接构件的配合； 部件的质量和惯性属性； 对系统添加力（动力学）；驱动运动(马达或推进器) 时间；
运动系统 零件在强迫或限制下运动 整体完全受控制，并且无论在力和自重的状况 下只有一个运动 零自由度
同致电子内部培训
注意图中的接触方向
结果图解：接触力
同致电子内部ห้องสมุดไป่ตู้训
尖锐峰值的接触力可以被忽略！
同致电子内部培训
课程要点：
1. 利用样条曲线来控制马达 2. 跟踪路径图解 3. 根据CAM轮廓创建SW零件
设置向导图
图标类型和意义
结果图解: 力矩与能量消耗
最大马达力矩: 7244 Nmm
最大能量消耗: 76 W
练习 1及结果
课程要点：
1. 理解约束配合的概念 2. 应用运动连接理解复合运动 3. 后处理创建结果图解
分析实例：曲柄 问题描述：利用配合连接各个机构，数据点控制的逆时针马达，模拟曲柄 滑块机构运动状况。 分析目标：查看导杆和滑块的线性位移状况。
结果图解: 马达力矩与能量消耗
最大马达力矩: 10 N-mm
同致电子内部培训
最大能量消耗: 0.06 W
组件在全局坐标系下图解
运动结果图解 – 绝对
组件在局部坐标系下图解
组件在全局坐标系下图解
运动结果图解 – 相对
组件在局部坐标系下图解
练习 2
课程要点：
1. 3D接触设置 2. 弹簧与阻尼 3. 运动仿真中的干涉检查 4. 后处理创建结果图解
SolidWorks Motion 运动仿真培训
SolidWorks Motion课程安排
课程 前言 第 01 课 第 02 课 第 03 课 第 04 课 第 05 课 第 06 课 第 07 课 第 08 课 第 09 课
内容 运动仿真基础 运动仿真流程 配合及后处理 接触、弹簧及阻尼简介 实体接触 曲线接触 凸轮合成 运动优化 输出结果到FEA 基于事件的仿真
微积分读书笔记
SolidWorks Simulation Premium
SolidWorks Simulation Professional
静态分析
模态/屈曲
稳态/瞬态 热分析
跌落测试
非线性
机构 运动学/动力学
疲劳
时间-历程 瞬态响应
优化
压力容器 载荷工况合成
复合材料
谐波响应 随机振动
SolidWorks Flow Simulation
弹簧位移 弹簧力
练习 5 关门器
课程要点：
1. 接触类型 2. 函数表达式 3. 收敛问题 4. 创建结果图解
分析实例：锁扣 问题描述：基于时间控制的马达step(time,0,0D,1,90D)+step(time,1.5,0D,3,90D)，控制锁扣J型勾的运动，设定弹簧k=10.00N/mm，阻尼 C=0.1Nmm/s。 分析目标：查看机构运作及相应图解。
基础配合理解
约束图的理解
一个重合和一个同心配合构成一个转动连 一个同心配合构成圆柱连接 一个点和一个点同步（重合）配合构成一个 球形连接 一个点与轴同步构成在直线上的连接
在运动仿真的环境中搭建装配体
在运动仿真中，配合关系应该能反馈机构在相应的位置正确的运动关 系。.
外部数据输入
同致电子内部培训
同致电子内部培训
马达分段函数
同致电子内部培训
马达设置界面
同致电子内部培训
定义实体接触
使用低精度接触关系导致计算失败
同致电子内部培训
积分求解器
GSTIFF WSTIFF
SI2-GSTIFF
同致电子内部培训
系统默认的积分求解方法，是一种快速且精确 的计算位移方法，用于广泛的运动模拟中 突然步长大小更改而在模型中出现断续力、断续 运动时，诸如接触类，使用此积分方法可以获得 更高的精度，计算速度较慢。
运动仿真界面
运动算例标签
过滤器 运动仿真树
滚动条 工具条
时间条
时间线
键码
变化条
运动仿真流程
课程要点：
1. 理解动画、运动、Motion 2. 应用运动连接理解复合运动 3. 后处理创建结果图解
分析实例：车用千斤顶 问题描述：马达转速100rpm，顶部施加8900N载荷模拟重物，模拟机械 起重机顶起重物的过程，并考虑重力影响下的机构运动状况。 分析目标：查看马达能量消耗状况。
同致电子内部培训
课程要点：
1. 理解所定义接触的类型 2. 后处理创建结果图解
此问题类似有限元分析中的2D简化
同致电子内部培训
分析实例：电影放映机 问题描述：如图所示机构让装置以一定转速平稳旋转 分析目标：查看机构运作及相应图解。
同致电子内部培训
定义曲线之间的接触
同致电子内部培训
定义曲线之间的接触
在运动足够平稳时，此方法对速度和加速度能 提供更好的精确度，对于较小步长也更精细， 但计算缓慢。
GSTIFF结果图解
接触力图解
精细图解
注意：碰撞时产生的峰值可以忽略不计
同致电子内部培训
WSTIFF计算结果
接触力图解
精细图解
计算结果与GSTIFF求解器非常接近.
同致电子内部培训
练习 6 后备箱盖
分析实例：弹射器 问题描述：投射臂马达3秒钟转990度，并在3.4秒钟控制失效，添加接触 关系以及定义弹簧与阻尼，完成物体抛射动作。 分析目标：查看机构运作及弹簧相应图解。
创建马达
步骤 1: 控制马达3秒转动990度 步骤 2: 在3.4秒时让马达失效
定义实体接触
摩擦相关知识
结果图解
力矩
弹簧速度