第1章运动仿真

本章重点

应力分析的一般步骤

边界条件的创建

查看分析结果

报告的生成和分析

本章典型效果图

1.1机构模块简介

在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer 中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。

PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。

使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，

可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。

使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。

如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。

1.2总体界面及使用环境

在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。

图1-1 由装配环境进入机构环境图

图1-2 机构模块下的主界面图

图1-3 机构菜单图1-4 模型树菜单图1-5 工具栏图标图1-5所示的“机构”工具栏图标和图1-3中下拉菜单各选项功能解释如下：

连接轴设置：打开“连接轴设置”对话框，使用此对话框可定义零参照、再生值以及连接轴的限制设置。

凸轮：打开“凸轮从动机构连接”对话框，使用此对话

框可创建新的凸轮从动机构,

也可编辑或删除现有的凸轮从动机构。

槽：打开“槽从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的槽从动机构，也可编辑或删除现有的槽从动机构。

齿轮：打开“齿轮副”对话框，使用此对话框可创建新

的齿轮副，也可编辑、移除

复制现有的齿轮副。

伺服电动机：打开“伺服电动机”对话框，使用此对话框可定义伺服电动机，也可编辑、移除或复制现有的伺服电动机。

执行电动机：打开“执行电动机”对话框，使用此对话框可定义执行电动机，也可编辑、移除或复制现有的执行电动机。

弹簧：打开“弹簧”对话框，使用此对话框可定义弹

簧，也可编辑、移除或复制现有的弹簧。

阻尼器：打开“阻尼器”对话框，使用此对话框可定义阻尼器，也可编辑、移除或复制现有的阻尼器。

力/扭矩：打开“力/扭矩”(对话框，使用此对话框可定义力或扭矩。也可编辑、移除或复制现有的力/扭矩负荷。

重力：打开“重力”对话框，可在其中定义重力。

初始条件：打开“初始条件”对话框，使用此对话框可指定初始位置快照，并可为点、连接轴、主体或槽定义速度初始条件。

质量属性：打开“质量属性”对话框，使用此对话框可指定零件的质量属性，也可指定组件的密度。

拖动：打开“拖动”对话框，使用此对话框可将机构拖动至所需的配置并拍取快照。

连接：打开“连接组件”对话框，使用此对话框可根据需要锁定或解锁任意主体或连接，并运行组件分析。

分析：打开“分析”对话框，使用此对话框可添加、编

辑、移除、复制或运行分析。

回放：打开“回放”对话框，使用此对话框可回放分析运行的结果。也可将结果保存到一个文件中、恢复先前保存的结果或输出结果。

测量：打开“测量结果”对话框，使用此对话框可创建测量，并可选取要显示的测量和结果集。也可以对结果出图或将其保存到一个表中。

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热力学模块：主要用来解决模型和装配的热力学行为。使用这个模块，可以为模型应用热应力，指定温度，和对流条件。进而进行稳态和暂态热力分析。

在proe中结构和热力学模块可以以两种方式进行。集成模式和独立模式。

在集成模式中,用户是在pro/engineer的主模块下进行操作的，大体的工具栏还在，只不过添加了该模块的特殊的工具图标和菜单。选择应用—〉mechanica 进入集成环境，要保证能进入，当前进程一定要有part或asm模型，才能保证菜单的激活。

独立模式中，用户是在独立的界面中进行工作，几何模型可以从pro/engineer中输入，也可以是从其他结构和热力学几何创建工具中导入。独立模式可以脱离pro/e进行工作。是一个独立的模块。在程序文件夹ptc中可以看到该模块的程序家文件pro mechanica（如果正确安装了的话）

进行mechanica有两种工作流程。无论是结构分析或是热力学模拟，当用户进行对产品进行分析和优化设计时，必须为模型赋予各种行为需求并按照一定的顺序进行分析。一种是native流程，一种是fem （有限元模式）

流程

Native 流程

Fem 流程