UGNX运动仿真应用于机械结构设计说明
UG NX CAE 高级仿真 实例练习
UG NX CAE 高级仿真实例练习简介UG NX 是一款专业的计算机辅助工程（CAE）软件，它提供了强大的仿真功能，可用于实现各种工程问题的分析和优化。
本文将以实例练习的方式介绍 UG NX CAE 的高级仿真功能，以帮助读者更好地理解和应用该软件。
实例练习一：结构强度分析问题描述在该实例练习中，我们将对一个机械零件进行结构强度分析。
零件的模型数据已经准备好，我们需要使用 UG NX CAE 对该零件进行有限元分析，确定其在工作载荷下的应力分布，并评估其结构强度。
实施步骤1.导入模型：打开 UG NX CAE，导入机械零件的模型文件（可以是 STEP、IGES 或其他支持的格式）。
2.设置边界条件：根据实际工作载荷和约束条件，设定零件的边界条件，如约束支点、施加载荷等。
3.网格划分：对零件进行网格划分，将其划分为适合有限元分析的小单元，例如四面体或六面体单元。
4.材料属性：指定零件的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。
5.有限元分析：运行有限元分析，得到零件在工作载荷下的应力分布。
6.结果评估：对仿真结果进行评估，比较应力值与材料强度的比较，判断零件的结构强度是否满足设计要求。
结果展示以下是该机械零件在应力分析后的结果展示。
可以通过颜色图或等值线图来直观地展示零件不同区域的应力水平。
应力分布图应力分布图结果分析根据应力分布图可以看出，机械零件的主要应力集中在连接孔附近的区域，这是由于该区域受到了最大的载荷作用。
通过与材料强度的比较，我们可以判断该零件的结构强度是否满足要求。
如果存在强度不足的问题，可以通过优化设计来改进零件的结构。
实例练习二：流体力学分析问题描述在该实例练习中，我们将对一个导流罩进行流体力学分析。
导流罩的模型数据已经准备好，我们需要使用 UG NX CAE 对导流罩内的流体行为进行模拟，以评估其气流特性。
实施步骤1.导入模型：打开 UG NX CAE，导入导流罩的模型文件。
2.定义流体域：根据导流罩内的流体行为和边界条件，定义流体域，并设置气流的入口和出口。
基于UG的升降机构的建模及运动仿真
基于UG的升降机构的建模及运动仿真升降机是工业自动化生产中非常重要的机构，广泛应用于各种机械设备的升降装置。
在升降机的构造中，升降机构是起到关键作用的部分之一。
本文将基于UG软件对升降机构进行建模和运动仿真。
首先，在UG软件中绘制出升降机构的三维模型。
升降机构主要由支架、升降柱、伸缩杆、导轨、保护套等零件组成。
在绘图过程中，需要根据具体的工程要求进行尺寸和配比的设计。
其次，根据升降机的工作原理和运动规律，建立升降机构的动力学模型，并对其进行运动仿真。
升降机的运动状态可以分为升降、下降、伸出和收回四种类型。
在每种状态下，升降机的运动规律都是不同的，需要针对性地进行建模和仿真。
在进行运动仿真时，需要当前升降机状态的初始参数，例如各个零部件的初始位置、速度、加速度等，同时还需要给定的系统参数，例如负载重量、电动机的功率等。
调整这些参数可以让仿真结果更加贴近实际。
最后，通过实际测量和仿真结果的对比，对升降机构进行优化改进。
对不合理的部分进行修正和调整，使其在升降、下降、伸出和收回等不同工况下均能保持良好的性能和稳定性，从而保证升降机的正常运转和安全性。
综上所述，通过UG软件对升降机构进行建模和运动仿真，可以充分了解升降机的结构和运动规律，有助于发现潜在的问题并加以优化改进，提高升降机的精度和有效性，提高生产效率和安全性，从而更好地满足工业自动化生产的需求。
数据分析是一个非常有效的方法，可以用来研究各种信息。
无论是个人还是公司，皆可以从数据分析中受益。
这里，我们将列出一些数据，并进行分析，以展示数据分析的价值和实际意义。
以一个假设的数据集为例：一家服装公司在过去三个月内销售了1000件女装，其中450件为裙子，300件为上衣，250件为外套。
以下是对该数据集的分析结果：1.销售额分析这家服装公司在过去三个月总共获得了销售额1500万美元。
从销售额来看，裙子销售额为675万美元，上衣销售额为450万美元，外套销售额为375万美元。
案例3 基于UG机械动力学分析-运动仿真
2018/11/7
1.1
打开运动仿真主界面
菜单命令：
【开始】→【运动仿真】
2018/11/7
环境设置
运动学分析：分析仿真机构的运动并 决定机构在约束状态下的位移、速度 、加速度的值的范围
运动学求解需注意以下几点：
软件根据求解时输入的时间与步长的值对模型做动画仿真
外部的载荷与内部的力影响反作用力但不影响运动 连杆和运动付假定都是刚性的 自由度为0 注意：运动学分析时，对有自由度或有初始力的机构结算器不进行求解 ，这类机构需要做动力学分析
2018/11/7
1）旋转副 (Revolute)
可以实现两个相连件绕同一轴作相对的转动
2）滑动副（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）圆柱副（Cylindrical）
实现了一个部件绕另一个部件（或机架）的相对转动
4）螺纹副（Screw）
实现了一个部件绕另一个部件（或机架）作相对的螺旋运动
副（Joint）相联接，组成运动机构。
2018/11/7
2.1
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
。 同一对象不能属于两个连杆
2018/11/7
2.2
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
2018/11/7
环境设置
动态分析：如果模型有一个或多个自 由度，必须做动力学分析，在动力学 仿真中，可以在求解方案对话框中选 择静力平衡选项。
静力平衡分析将模型移动到一个平衡 的状态。
UG运动仿真教程
UG运动仿真教程一、UG运动仿真的基本概念UG软件中的运动仿真功能包括创建几何体、定义运动约束、添加动力学参数等。
通过对运动过程中的力学、动力学以及动力学参数的计算和模拟，可以预测物体的运动轨迹、速度、加速度等运动特性。
二、UG运动仿真的基本步骤1.创建几何模型：在UG软件中，首先需要创建物体的几何模型。
可以通过绘制、拉伸等工具创建物体的几何形状，也可以导入外部模型。
2.设置运动约束：在创建几何模型后，需要为物体设定运动约束。
运动约束包括位置约束、角度约束等，用于定义物体的运动范围和限制。
3.添加动力学参数：在建立几何模型和设置运动约束后，需要为物体添加动力学参数。
动力学参数包括质量、惯性矩阵、摩擦系数等，用于计算物体在运动中的力学特性。
4.运动仿真计算：完成上述步骤后，可以进行运动仿真计算。
UG软件会根据设定的运动约束和动力学参数，计算物体的运动轨迹、速度、加速度等参数，并在三维环境中实时显示物体的运动过程。
5.优化设计：通过观察和分析运动仿真的结果，可以对产品设计进行优化。
根据物体的运动特性，可以调整运动约束、改变动力学参数等，以达到更好的设计效果。
三、UG运动仿真的应用领域1.机械设计与工艺优化：UG运动仿真可以模拟产品在工作状态下的运动过程，帮助工程师分析零件的运动轨迹、工作效率等，优化设计方案和工艺流程。
2.机器人运动规划与控制：UG运动仿真可以模拟机器人的运动行为，预测机器人的轨迹、速度、加速度等，优化机器人的运动规划和控制算法。
3.汽车碰撞分析与安全设计：UG运动仿真可以模拟车辆在碰撞过程中的变形、速度、受力情况等，帮助汽车制造商减少碰撞事故的危害，提高车辆的安全性能。
4.产品装配与拆卸分析：UG运动仿真可以模拟产品的装配和拆卸过程，分析零部件的运动变形情况，优化产品的装配性能和使用寿命。
四、UG运动仿真的优势1.省时省力：UG运动仿真可以通过计算和模拟代替实际运动过程的试错，减少设计和制造阶段的试验和调整时间和成本。
UG-NX运动仿真应用于机械结构设计
UG-NX运动仿真应用于机械结构设计UG NX运动仿真应用于机械结构设计作者：李凯1 引言NX是计算机辅助设计、制造和分析软件，即CAD/CAM/CAE集成工程软件系统，具有强大的设计、加工、分析能力。
为汽车、机械、航天、航空、家电、医疗仪器和工模具等工业的生产提供了有力软件工具。
传统机械设计中。
设计者仅仅是做出零件的二维或二维的装配图，无法准确地预测出机构在运行过程中各零件是否干涉、驱动力是否满足、运动部件的行程能否达到要求等细书问题。
设计者对机构在运转中的情况停留在理论计算以及自己对机构的分析评估，在此条件下设计的机构不免会存在各种隐患和漏洞。
制造完成的机构在运行中往往面临各种问题，可能需要对机构某部件再次进行设计或改进，影响了工作效率。
在机械设计过程中引入运动仿真功能可以直接避免上述种种问题。
设计者可对仿真中发现的问题进行相应的处理，同时也能够为用户提供更加直观更有说服力的动画产品演示。
2 NX软件设计压铸机取料机械手下面仅以NX软件设计压铸机取料机械手为例，说明运动仿直模拟分析过程（如图1）。
以设计压铸机取料机械手例（图2）、介绍NX 软件在机构设计中的应用，可实现存模块的无缝连接。
它具有强大的实体建模、曲面造型、工程制图以及装配功能，可以进行运动仿真分析。
图2 压铸机取料机械手2.1 步骤1：实体建模NX具有完善的实体建模功能，可根据零件外形先绘制草图，添加尺寸约束，然后通过拉伸、旋转、扫面、放样、倒角、切分、布尔运算、拔模、抽壳等命令完成行零部件的设计，每个部件录用参数化设计，在装配过程中发现问题后可直接修改零件刚中的尺寸参数。
该机构包括旋转装置、水平移动装置、竖直移动装置，涉及到的运动方式是电机驱动、齿轮齿条传动、皮带轮传动、气缸驱动等，建模的零件包括：机架、电机、气缸、齿轮、齿条、卡爪、直线导轨等70个，绘制完成后放入统一的文件夹内（如图3、4、5）。
图3 建模的一般工具图4 零件建模设计设计完成的部分零件模型2.2 步骤2：零件的虚拟装配NX软件提供了3种装配方法，第一种是自底向上装配。
UG软件在机械设计中的应用研究
UG软件在机械设计中的应用研究随着科技的不断发展，计算机辅助设计（CAD）软件在工程设计中的应用越来越广泛。
UG软件作为其中的佼佼者，在机械设计领域有着广泛的应用和深远的影响。
本文将就UG软件在机械设计中的应用进行研究和探讨。
一、UG软件概述UG软件全称为Unigraphics，是美国UGS公司的产品。
UG软件是一种为机械设计制造领域提供专业解决方案的CAD/CAM/CAE集成软件，拥有强大的三维建模、装配设计、机械结构分析、工程图纸、数控加工等功能。
UG软件利用先进的数学建模和仿真技术，可以为工程师和设计师提供更加准确、高效、智能的设计工具。
UG软件支持多种文件格式，可以与其他常见的CAD软件、CAE软件和CAM 软件进行无缝集成，为用户提供更加便捷的设计和制造解决方案。
二、UG软件在机械设计中的应用1. 三维建模UG软件拥有强大的三维建模功能，可以实现复杂机械零件和装配体的快速建模和设计。
通过UG软件，用户可以快速绘制出复杂形状的实体模型，进行形位公差分析，为后续的工程设计和制造提供可靠的基础。
在实际的机械设计过程中，UG软件的三维建模功能可以大大提高设计效率和精度，减少设计过程中的反复修改和调整，提升工程师的设计水平。
2. 装配设计UG软件可以实现机械装配体的设计和分析，具有出色的装配约束管理和运动模拟功能。
通过UG软件，用户可以对复杂的机械装配体进行拆装、运动和碰撞分析，确保设计的合理性和可行性。
UG软件的装配设计功能可以帮助工程师快速完成装配体的设计和分析，发现潜在的问题和冲突，提高装配效率和设计质量。
3. 工程图纸UG软件可以自动生成符合国际标准的工程图纸，并支持图纸的定制化和批量输出。
工程师可以通过UG软件快速生成零件图、装配图、工艺图等各种工程图纸，为制造部门提供准确的制造指导和加工依据。
UG软件的工程图纸功能可以大大减少图纸设计的时间和成本，提高图纸的准确性和一致性，为制造过程提供全面的技术支持。
基于ug的曲柄连杆机构的运动仿真
摘要: 三维模型虚拟设计是机械设计的必然趋势。
该文简述了三维设计软件UG NX5.0的强大功能，并且结合发动机曲柄连杆机构实现了模型的虚拟设计、虚拟装配及三维动态真。
关键词:虚拟设计；虚拟装配；三维动态仿真Engine Crank and Link Mechanism Motion Animation Based on UGAbstract: Three - dimentional model virtual design is the tendency of mechanic design. The paper simply state its powerful function of UG NX5.0 with three dimentional design soft, and realize model virtual design、virtual assembly and three - dimentional dynamic animation combined with engine crank and link mechanism.Key words: virtual design; virtual assembly; three - dimentional dynamic animation目录序言 (1)第1章基于UG的曲柄连杆机构的运动仿真的简介 (3)1.1 发动机曲柄连杆机构的虚拟设计 (3)1.2 虚拟装配 (4)1.3 运动仿真 (4)第2章曲柄连杆机构的拆装和零件的测绘 (6)2.1曲柄连杆机构的拆卸 (6)2.3 零件的测绘 (9)2.3.1 游标卡尺的读数原理和读数方法 (9)2.3.2 直径和孔深尺寸的测量 (10)2.4 测绘零件时的注意事项 (10)第 3章曲柄连杆机构的三维造型 (12)3.1曲柄的绘制过程 (14)3.2连杆的三维造型 (22)3.3 活塞的三维造型 (27)第4章曲柄连杆机构的虚拟装配 (33)4.1 装配综述 (33)4.2 曲柄连杆机构的装配实例 (34)第5章曲柄连杆机构的运动仿真 (38)5.1运动仿真综述 (38)5.2 运动仿真创建实例 (40)参考文献 (46)致谢 (47)曲柄连杆机构运动仿真设计（基于UG)序言虚拟技术是近年来随着计算机辅助设计技术发展起来的一种新型技术。
ug运动仿真基本步骤
ug运动仿真基本步骤运动仿真是一种模拟运动过程的方法，通过计算机模型来预测和分析运动的行为和性能。
它在众多领域中得到广泛应用，如机械工程、航空航天工程、汽车工程等。
下面将介绍UG软件中运动仿真的基本步骤。
一、构建模型运动仿真的第一步是构建模型。
在UG软件中，可以使用多种方式创建模型，如实体建模、曲面建模等。
在进行运动仿真时，需要将模型的各个部件组装到一起，并确保它们之间的连接正确。
通过拖拽和旋转等操作，可以将部件装配到正确的位置。
在装配过程中，可以使用约束来定义部件之间的运动关系，如旋转关节、滑动关节等。
二、定义驱动器和约束在完成模型的构建后，需要为模型添加驱动器和约束。
驱动器是指作为运动仿真输入的外部力或运动，可以是电机驱动、液压驱动等。
在UG软件中，可以通过定义位移、速度或力矩等参数来模拟驱动器的作用。
约束是指限制模型运动的规则，可以是固定、对称、平行等。
在UG软件中，可以通过选择部件上的面、边或点来添加约束。
约束可以保持部件的相对位置固定，也可以限制部件的运动范围。
通过添加约束，可以模拟实际系统中的各种约束条件，如静摩擦、动摩擦、间隙等。
三、定义边界条件边界条件是指模型的初始状态或边界条件。
在进行运动仿真时，需要定义模型的初始位置、速度和加速度等。
在UG软件中，可以通过设置初始条件来定义模型的初始状态。
边界条件还包括模型与外界的交互，如模型与地面的接触、模型与空气的流动等。
通过定义边界条件，可以模拟系统在不同环境下的运动行为。
四、设置运动仿真参数在进行运动仿真之前，还需要设置一些仿真参数，如仿真时间、时间步长等。
在UG软件中，可以通过设置仿真参数来控制仿真的精度和计算速度。
较小的时间步长可以提高仿真的精度，但会增加计算时间。
较长的仿真时间可以模拟长时间的运动，但需要更多的计算资源。
五、运行仿真完成上述步骤后，可以开始进行运动仿真。
在UG软件中，可以选择“运动模拟”功能，在仿真过程中，UG会根据模型、驱动器、约束和边界条件进行计算，并生成动画和结果数据。
UG运动仿真分析(精品课件)
连杆
运动副
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1. 连杆
连杆几何体
连杆几何体用于将屏称。
❖ 对机构作运动分析，
名
不必赋予质量和惯性矩等参数。
称
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2. 运动副
运动副的作用：允许所需的运动和限制不要的运 动。
UG提供了12种运动副共分两大类：普通运动副 8种，它是独特的，于自身有关；特殊运动副4种， 是在两个普通类型的运动副之间定义了特殊关系的 运动副，允许两个不同类型的运动副一起工作完成 特定的功能。
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Scenario 导航器 6
3. 机构分析的一般步骤
❖ 打开主模型文件。 ❖ 进入运动分析模块，创建一个Scenario模型
并设置机构分析环境。 ❖ 创建各机构对象（构件、运动副、标记等）。 ❖ 指定分析结果类型，对机构进行求解分析。 ❖ 输出分析结果。
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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。
❖ 固定副 在连杆间创建一个固定连接副，相当于以刚性连接两连杆，连杆间无相 对运动。
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特殊运动副：
❖ 齿轮齿条副：滑动副和旋转副的结合 ❖ 齿轮副：两个转动副的结合 ❖ 线缆副：两个滑动副的结合 ❖ 点线接触副：4个自由度 ❖ 线线接触副： 4个自由度 ❖ 点面副：5个自由度
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模型准备与运动分析
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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
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❖ 测量
测量机构中目标对象的距离或角度，并建立安全区 域。
❖ 跟踪
用来生成每一分析步骤处目标对象的一个复制对象。
❖ 干涉
主要比较在机构运动过程中是否发生重叠现象。
UGNX运动仿真教程
一个运动付约束在两个连杆间 或在一连杆和框架间的运动。
Rack/Pinion
Point/Curve Curve/Curve
1
2 2
Universal
Point/Surface
4
1
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© UGS Corp. 2007. All rights reserved.
UGS PLM Software
旋转运动付
连杆+
运动付+
运动驱动 CAD 模型
(1) 活塞销
(2) 曲柄和曲柄行程 (3) 连接杆 机构模型 (1) 滑动付, 固定的 (2) 万向联轴节 (3) 球面付 (4) 旋转付,固定的 ,有一个运动驱动输入
UGS PLM Software
(4) 活塞
(5) 参考块 (缸体)
3
© UGS Corp. 2007. All rights reserved.
34
© UGS Corp. 2007. All rights reserved.
UGS PLM Software
轮胎运动包络空间
清除 Trace 选项 (turn it off) 清除 J008 勾选框 J007. Step Size:10 Number of Steps:5 Assembly Position
运动仿真
Siemens PLM Software China Shanghai Hong Ru Jin 2007.7
© UGS Corp. 2007. All rights reserved.
UGS PLM Software
什么是运动仿真?
运动仿真应用是一个集成的CAE工具, 让你转换一几何模型到一机构模型
ug运动仿真
第一十四章数字样机的机构设计与运动仿真实例第一节 UG NX运动仿真基础知识1．进入UG NX运动仿真模块启动UG NX 8.0中文版软件系统，打开或创建1个装配部件（装配主模型），接着选择“起点”→“所有应用模块”→“运动仿真”菜单命令，即进入UG NX 8.0的运动仿真模块（见图14-1）。
注意，此时的运动仿真工具栏全部命令为浅灰色（即未激活，见图14-2上图）。
选择“工具”→“定制”菜单命令，在“定制”对话框的“工具条”选项卡中，选择“运动”和“运动分析”两个工具栏，并选择“文本在图标下面”，则全部命令（含次级命令）加亮（见图14-2下图）。
单击“关闭”按钮后，全部命令重新为浅灰色。
图14-1 进入运动仿真模块图14-2 “运动”和“运动分析”工具条2．何谓运动仿真模块运动仿真模块属于计算机辅助工程分析的1个应用软件，用于建立机构运动学和动力学仿真模型，分析机构运动规律和动力特性。
UG NX运动仿真模块会自动仿真主模型的装配文件，并建立一系列不同的运动仿真，每个运动仿真都可以独立修改，而不影响装配主模型，一旦完成机构优化设计方案，即可直接更新装配主模型，以反映机构优化设计的结果。
3．创建新的运动仿真在运动导航器中选择装配主模型（如“QBYGJG”）后，右击→单击“新建仿真”按钮→弹出“环境”对话框→默认“分析类型”为“动力学”→默认“仿真名”为“motion_1”→单击“确定”按钮→弹出“机构运动副向导”对话框→单击“确定”按钮（见图14-3和图14-4）。
此时，“运动”工具栏上的大部分命令加亮。
如果运动副不合格，则会出现如图14-5所示的提示框。
单击“是”按钮，则会出现如图14-6所示的画面。
图14-3 新建运动仿真1“motion_1”图14-4 成功创建运动仿真实例图14-5 “主模型到仿真的配对条件/约束转换”提示框图14-6 未成功创建运动仿真的实例4．运动仿真模块支持的运动分析类型（解算方案）UG NX可以执行的运动分析类型，即解算方案如下。
UGNX8.5运动仿真的基本介绍
第2章UG NX8.5运动仿真的基本介绍本章主要介绍UGNX8.5模块中运动仿真的功能。
运动仿真是UGNX8.5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 的建模功能建立一个三维实体模型，利用UG的运动仿真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的运动仿真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UG NX8.5运动仿真的界面。
UG NX8.5运动模型管理。
UG NX8.5运动分析。
成运动过程的跟踪记录运动副的创建2.1 UGNX8.5运动仿真主界面在进行运动仿真之前，先要打开UG NX8.5运动仿真的主界面。
在UG 的主界面中选择菜单命令【启动】|【运动仿真】,随后弹出提示框，点击是按钮，如图2-1所示。
图2-1 执行运动仿真命令选择该菜单命令后，系统将会自动打开运动仿真的主界面，同时弹出运动仿真的工具栏。
2.1.1 运动仿真工作界面介绍点击运动仿真后UG 界面将作一定的变化，系统将会自动的打开UG 运动仿真的主界面。
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，如图2-2所示。
图2-2 运动仿真主界面运动仿真工具栏运动仿真绘图区 运动仿真导航器运动仿真工具栏部分主要是运动仿真各项功能的快捷按钮，运动场景导航窗口部分主要是显示当前操作下处于工作状态的各个运动场景的信息。
UG在机械设计中的应用浅析
UG在机械设计中的应用浅析作者：毛震威来源：《中国机械》2013年第24期摘要：将UG软件应用于机械设计，所赋予是一种全新设计方式，它突破了传统二维设计局限性，更好体现、验证、完善设计人员设计意图，可以简化复杂产品设计过程，降低产品成本，产品投标报价之时，就能够将未来产品外观、造型、技术性能及特点介绍给用户，更快将产品推向市场，使产品更具有竞争力。
鉴于机械UG软件应用诸多特点以及UG三维设计软件优越性，可以预见，UG软件在机械设计和制造领域将会有广阔应用前景。
在此，本文对UG 软件概述的基础上，对我国机械行业现状做出了简要分析，并对UG软件的强大红能和在设计制造中的应用，作一个初步探讨。
关键词：UG软件；机械设计；建模；二维工程图引言：UG的一个最大特点就是混合建模，就是在一个模型中允许存在无相关性的特征。
如在建模过程中，可以通过移动、旋转坐标系创建特征构造的基点。
这些特征似乎和先前创建的特征没有位置的相关性。
因为NAVIGATOR TREE中（类似Pro/E中的模型树）没有坐标系变换的记录。
又如创建BASIC CURVE，在NAVIGATOR TREE中也没有作为一个参数化特征的记录，比如如果想把一条圆弧曲线改成样条曲线就非常困难，而且有时改变并不影响子特征的变化。
而在Pro/E中极为强调特征的全相关性，所有特征按照创建的先后顺序及参考有着严格的父子关系。
对父特征的修改一定会反映到子特征上。
本人曾就这个问题在问过上海EDS的UG 技术工程师，他们说全相关性可以说是一把双刃剑，对于经验丰富的设计师，设计修改会非常方便，而对于经验不多的设计者，则非常容易出现修改后无法生成的错误，此时混合建模就比较适用。
1.UG软件概述UG软件是一套集CAD、CAM、CAE于一体的功能强大的软件。
使用该软件进行设计，能直观、准确地反映零、组件的形状及装配关系，可以使产品开发完全实现设计、工艺、制造等无图纸化生产，并可使产品设计、工装设计、工装制造等相关工作并行开展，从而大大缩短了生产周期，非常有利于新产品的试制及多品种产品的设计、开发和制造。
利用UGNX6.0软件的运动仿真功能让模具“动起来”
利用UGNX6.0软件的运动仿真功能让模具“动起来”随着中国汽车行业的快速发展，各汽车厂为了尽可能早的抢占市场，对汽车模具的生产周期要求越来越短，精度要求越来越高,这就对模具设计以及制造等各个环节提出了更高的要求.随着CAD/CAM技术的深入应用，二维设计逐渐显现出越来越多的劣势，三维设计也就自然而然的成为国内汽车模具设计人员必须掌握的设计手段。
对模型进行运动仿真也就有了依据。
UGNX自带的机构运动分析模块MOTION提供机构仿真分析和文档生成功能，可在U G环境定义机构，包括铰链、连杆、弹簧、阻尼、初始运动条件、添加阻力等，然后直接在UG中进行分析，仿真机构运动。
设计人员可以分析反作用力、图解合成位移、速度、加速度曲线，反作用力可输入有限元分析。
采用UGNX自带的机构运动分析模块MOTION提供机构的仿真分析功能可以极其方便的对设计方案进行模拟、验证、修改、优化，彻底改变传统机械设计方案需要组织研究团队进行复杂设计计算，制造物理机验证结果的冗长过程，缩短生产周期，节约设计成本。
一旦熟练的掌握了此方法，就可以在极短的时间内给出完整且极具说服力的设计方案。
接下来本文将结合模具实例介绍三维实体模具实现运动仿真的简单过程。
图1是一套拉延模具的三维示意图。
第一步：数据准备阶段在进行运动仿真模拟之前我们需要对已经设计好的三维模具进行简单的数据整理：由于模具设计工程师大都习惯按照最终工作状态来开展设计，然而进行运动仿真时我们一般都习惯于从非工作状态开始进行。
这步操作很简单：假设这套模具在非工作状态所有的上模内容需要沿着Z轴正方向移动1000mm，压边圈组件的工作行程是120mm(需要沿着Z轴正方向移动120mm)。
那么我们按着要求移动相关实体模型到指定位置即可。
移动前后效果见图1和图2。
图1 模具工作状态图2 模具非工作状态(打开状态)第二步：进入运动仿真模块数据准备完成以后我们首先要进入运动仿真模块才能进行相关操作。
12 UG NX运动仿真基础
图 1-9 运动导航器
1.2.5 UG NX 运动仿真的文件
进入运动仿真模块并创建新的运动仿真方案后，将新建一个文件夹，该文件夹与主模型 具有同样的文件名，如图 1-10 所示。同时，在这个目录下创建一个运动仿真装配模型，初始 运动仿真装配模型的默认名称为“motion_1.sim”，之后创建的运动仿真也放在该目录下。
·5·
UG NX 机械结构设计仿真与优化
在分析类型中，运动学分析仿真机构的运动并决定机构在约束状态下的位移、速度、 加速度和反作用力的值的范围。运动学分析时，对有自由度或有初始力的机构，解算器不 能进行求解，这类机构需要作动力学分析，因而在大多数情况下都采用动力学分析。
运动仿真方案建立后便可以对三维实体模型设置各种运动参数了，在该仿真方案中设 定的所有的运动参数都将存储在该运动仿真方案之中，由这些运动参数所构建的运动模型 也将以该运动仿真方案为载体进行运动仿真。
建立一个运动仿真分析方案，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，定义运动驱动。
基于UG软件的四连杆运动仿真分析
基于UG软件的四连杆运动仿真分析UG软件是一款常用的CAD（计算机辅助设计）软件，它能够帮助工程师进行各种模型的建立、装配和分析。
在机械领域，UG软件被广泛应用于各类机械零部件的设计和仿真。
本文将就UG软件的四连杆运动仿真分析进行探讨，并详细介绍其原理、步骤及应用场景。
一、四连杆的基本概念四连杆是一种机械传动机构，由四条杆件和四个旋转副构成。
其中两条较长的杆件在一端旋转固定，称为地杆，另外两条较短的杆件同样旋转固定，称为摇杆。
四连杆的动作主要靠摇杆的运动驱动，使机械系统完成各种工作。
四连杆的工作原理强调套路重复的动作，即摇杆先向一个方向运动，然后再向另一个方向运动，执行往复的动作。
二、四连杆的运动仿真分析原理在使用UG软件进行四连杆运动仿真分析之前，我们需要了解一些基本原理。
首先，我们需要清楚地知道四连杆的各个参数，包括地杆长度、摇杆长度、连杆长度和摇杆旋转轴的位置等。
其次，我们还需要明确四连杆运动的动力学方程，即四个杆件的位置和速度之间的关系。
最后，我们需要掌握运动分析的方法，以便根据四连杆的参数和动力学方程，计算出各个杆件的位置和速度。
三、四连杆运动仿真分析的步骤1. 创建机械结构模型我们首先需要在UG软件中创建四连杆的机械结构模型，包括四连杆的杆件和旋转副等。
在创建过程中，需要设置结构的初始参数，如地杆长度、摇杆长度、连杆长度、摇杆旋转轴的位置等。
此外，还需要定义四连杆的运动路径和工作条件。
2. 定义杆件约束与运动学关系在创建四连杆的模型后，需要对杆件进行约束和位移关系的定义。
我们需要选择恰当的杆件，对其进行约束设置，确定其运动的自由度，以达到正确的运动效果。
同时，还需要定义杆件之间的运动学关系，解决各个杆件之间的相互作用问题。
3. 进行四连杆运动仿真完成约束和位移关系的设置后，我们就可以开始进行四连杆运动仿真。
在进行仿真前，我们需要确定仿真方案和仿真参数，如仿真时间、仿真速度和仿真环境等。
案例3 基于UG的机械动力学分析-运动仿真
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§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
2018/1/8
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
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
2018/1/8
8.2.3
运动副
在UG/Motion中给用户提供了多种类型 运动副
2018/1/8
创建运动副
1.选择运动付要约束的第一个连杆（action link），并推断 其原点和方位。
2.选择运动付要约束的第二个连杆（base link），并推断 其原点和方位。 3.没有装配好的连杆之间可以“咬合”
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1）旋转副 (Revolute)
可以实现两个相连件绕同一轴作相对的转动
2）滑动副（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）圆柱副（Cylindrical）
实现了一个部件绕另一个部件（或机架）的相对转动
4）螺纹副（Screw）
实现了一个部件绕另一个部件（/8
对运动过程控制 的功能主要是由 运动控制选项来 实现的
2018/1/8
运动仿真动画文件输出：
ug机电概念设计与运动仿真教学
ug机电概念设计与运动仿真教学UG机电概念设计与运动仿真教学1. 引言UG机电概念设计与运动仿真教学是现代工程设计领域中的重要技术手段。
它主要运用UG软件来实现机电产品的概念设计和运动仿真。
机电产品的概念设计是工程设计的第一步，它决定了产品的整体结构和性能。
而运动仿真则可以帮助设计者验证设计方案的可行性和优劣。
本文将以UG机电概念设计与运动仿真教学为主题，从深度和广度两个方面进行全面评估和探讨，以期能够对这一技术有更深入的理解。
2. 概念设计2.1 概念设计的意义概念设计是机电产品设计的基石，它决定产品的性能和市场竞争力。
在概念设计阶段，设计者需要针对产品功能和需求进行初步的设计和构思。
UG软件提供了丰富的设计工具和功能，设计者可以通过建立三维模型、实施造型和运动分析等方式来完成概念设计。
这种基于UG 软件的概念设计方法，可以提高设计效率、减少设计错误，并且帮助设计者更好地与客户和制造部门进行沟通和交流。
2.2 UG机电概念设计流程UG机电概念设计流程主要包括以下几个步骤：（1）需求分析：根据用户需求和产品功能，在UG软件中建立产品的功能性模型。
（2）草图设计：使用UG软件的草图功能，对产品的外部形状和内部结构进行初步设计。
（3）造型设计：利用UG软件的造型工具，对产品进行三维造型和表面设计。
可以通过UG软件对造型进行实时修改和调整，以满足不同的设计要求。
（4）运动分析：通过UG软件的运动仿真功能，对产品的运动性能进行评估。
可以通过虚拟仿真验证产品的运动稳定性和运动轨迹，从而优化设计方案。
（5）设计优化：根据运动仿真的结果，对概念设计进行优化和改进，以提高产品的性能和可靠性。
3. 运动仿真教学3.1 运动仿真教学的重要性运动仿真是机电产品设计中的关键环节之一，它可以帮助设计者在设计阶段就预测和解决可能出现的问题。
运动仿真教学以UG软件为工具，通过实际案例和练习来培养学生的运动仿真能力。
通过运动仿真教学，学生可以了解并掌握UG软件的运动仿真功能，提高运动仿真的技巧和应用水平。
12 UG NX运动仿真基础
项目 1 平面四连杆的运动仿真
图 1-2 进入运动仿真
图 1-3 修改过的仿真主模型
注意：如果已有打开的模型工作在仿真模块，则需要先关闭活动的仿真部 件，如图 1-4 所示。
图 1-4 关闭活动的仿真部件
2．新建仿真
进入运动仿真后将显示【运动】工具条，但是其显示为灰色，也就是未被激活的状态， 无法进行操作。在进行运动仿真之前必须先建立一个运动仿真方案，而运动模型的数据都 存储在运动仿真方案之中，所以运动仿真方案的建立是整个运动仿真过程的入口。
·5·
UG NX 机械结构设计仿真与优化
在分析类型中，运动学分析仿真机构的运动并决定机构在约束状态下的位移、速度、 加速度和反作用力的值的范围。运动学分析时，对有自由度或有初始力的机构，解算器不 能进行求解，这类机构需要作动力学分析，因而在大多数情况下都采用动力学分析。
运动仿真方案建立后便可以对三维实体模型设置各种运动参数了，在该仿真方案中设 定的所有的运动参数都将存储在该运动仿真方案之中，由这些运动参数所构建的运动模型 也将以该运动仿真方案为载体进行运动仿真。
1 项 目 平面四连杆的运动仿真
学习目标
了解 NX 运动仿真的特点与应用 进入运动仿真模块 了解运动仿真模块的常用工具条的应用 了解运动仿真的一般步骤 能够创建连杆并指定固定连杆 能够创建运动副 能够为运动副指定驱动 能为运动仿真设置解算器 能运用动画工具查看仿真结果
UG NX 机械结构设计仿真与优化 ·2·
项目 1 平面四连杆的运动仿真
1.1 平面四连杆的机构原理与运动要求
平面四连杆机构是一种常用的结构，而所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四 杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而 来的。
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UG NX运动仿真应用于机械结构设计
作者：凯
1 引言
NX是计算机辅助设计、制造和分析软件，即CAD/CAM/CAE集成工程软件系统，具有强大的设计、加工、分析能力。
为汽车、机械、航天、航空、家电、医疗仪器和工模具等工业的生产提供了有力软件工具。
传统机械设计中。
设计者仅仅是做出零件的二维或二维的装配图，无法准确地预测出机构在运行过程中各零件是否干涉、驱动力是否满足、运动部件的行程能否达到要求等细书问题。
设计者对机构在运转中的情况停留在理论计算以及自己对机构的分析评估，在此条件下设计的机构不免会存在各种隐患和漏洞。
制造完成的机构在运行中往往面临各种问题，可能需要对机构某部件再次进行设计或改进，影响了工作效率。
在机械设计过程中引入运动仿真功能可以直接避免上述种种问题。
设计者可对仿真中发现的问题进行相应的处理，同时也能够为用户提供更加直观更有说服力的动画产品演示。
2 NX软件设计压铸机取料机械手
下面仅以NX软件设计压铸机取料机械手为例，说明运动仿直模拟分析过程（如图1）。
以设计压铸机取料机械手例（图2）、介绍NX软件在机构设计中的应用，可实现存模块的无缝连接。
它具有强大的实体建模、曲面造型、工程制图以及装配功能，可以进行运动仿真分析。
图2 压铸机取料机械手
2.1 步骤1：实体建模
NX具有完善的实体建模功能，可根据零件外形先绘制草图，添加尺寸约束，然后通过拉伸、旋转、扫面、放样、倒角、切分、布尔运算、拔模、抽壳等命令完成行零部件的设计，每个部件录用参数化设计，在装配过程中发现问题后可直接修改零件刚中的尺寸参数。
该机构包括旋转装置、水平移动装置、竖直移动装置，涉及到的运动方式是电机驱动、齿轮齿条传动、皮带轮传动、气缸驱动等，建模的零件包括：机架、电机、气缸、齿轮、齿条、卡爪、直线导轨等70个，绘制完成后放入统一的文件夹（如图3、4、5）。
图3 建模的一般工具
图4 零件建模设计
设计完成的部分零件模型
2.2 步骤2：零件的虚拟装配
NX软件提供了3种装配方法，第一种是自底向上装配。
就是先创建部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法，这是最常用的一种方法（如图6）；第二种是自顶向下装配。
直接在装配层建立零件模型，然后边装配边建立其他部件模型，也就是在装配文件中创建模型。
第三种是混合装配。
即根据装配设计的需要，进行自底向上装配和自顶向下装配混合使用的装配方法。
本文所涉及的机构采用混合装配方式，装配完成后为每个部件着色。
图6 装配完成
2.3 步骤3：机构运动仿真
了解了机构运动的原理及需要设定的运动副情况后，可以进行运动仿真。
在NX主界而中选捧菜单开始/运动仿真，即可进入NX“运动仿真”主界面。
新建一个运动学仿真，并在弹出的“主模型到仿真的配对条件转换”对话框中选择“否”。
步骤：
（1）创建连杆，即相对运动部件集合，本例中根据各部件相互运动方式需建立7个连杆，包括固定机架部分、水平横移部分，竖直运动部分、机械手水平旋转部分、机械手竖直旋转部分、卡爪开闭部分。
（2）在零件的外观模理建立好以后，需要对模型的材料特性进行加载，包括材料力学特性、弹性模量、泊松比、密度等（如图7）
（3）根据机构动作设定运动副，本例中用到的运动副包括滑动副、旋转副、齿轮副、齿轮齿条副。
（4）定位每个运动副的时间函数，在一个周期完成所有的运动。
2.4 步骤4：添加机构载荷
向机构添加一定的外载荷，使整个机构工作在真实的工程状态下，尽可能地使其运动状态与真实的情况相吻合。
一个被应用的力设置在机构的两连杆之间、运动副上或者是连轩与机架之间，可以被用来模拟两个零件之间的弹性连接，模拟弹簧和阻尼的状态，以及传动力与原动力等多种零件之间的相互作用（如图8）。
2.5 步骤5：运动驱动、关节运动和运动仿真
运动驱动是机构产生运动的原动力，根据运动驱动的形式，机构将产生相应的运动形式。
NX运动的驱动有多种打式：恒定驱动，简谐运动驱动、运动函数、关节运动驱动。
取料机械手采用恒定转速驱动，电机的调速系统采用恒转速调速，在设定时需要设置转速，我们的机构为低速机构，齿轮转速为10r/min。
NX/Motion的运动分析类型有两类：静态分析和动力学分析（如图9、10）所示。
在设置分析结算参数时，需要设定运动时间和解算步数，解算步数越多，分析结果越准确，但需要的时间也就越长。
2.6 步骤6：仿真结果输出
当机构做运动仿真分析时，部将生成一组输出数据表，表里面记录了整个仿真过程中各个零件的位移、速度、加速度和受力信息。
分析完成后，可以将这些信息以Excel表格和图形的方式输出；根据这些结果，分析机构的力学性能，并作出改进（如图11、12、13）。
3 结论
借助NX软件强大的实体建模功能进行建模，并利用装配功能完成了虚拟模型的创建，然后进行了详细的运动仿真分析，主要对此机构进行运动学分析。
利用NX软件的运动仿真功能，可以得出机构的运动动画，更加形象地了解其运动方式，并可以输出仿真的结果，可以生成所有运动副位移、速度随时间的变化情况。
通过这些工作为进一步进行动力学分析奠定了基础，对缩短产品开发周期，提高产品质量和性能有积极的作用。