Motion Simulation什么是运动分析什么是运动分析模块模块? ?运动分析模块能执行何种类型的分析运动分析模块能执行何种类型的分析 ？运动分析模块（Scenario For Motion）是CAE应用软件，用于建立运动机构模型，分析其运动规律。运动分析模块自动复制主模型的装配文件，并建立一系列不同的运动分析方案，每个运动分析方案均可独立修改，而不影响装配主模型，一旦完成优化设计方案后，可直接更新装配主模型以反映优化设计的结果。运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。运动分析模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计（加长或缩短构件的力臂长度、修改凸轮型线、调整齿轮比等），或零件的材料(减轻或加重或增加硬度等)。设计更改可以反映在装配主模型的复制品分析方案（Scenario）中，再重新分析，一旦确定优化的设计方案，设计更改可直接反映到装配主模型中。 机构学和刚体机构学机构学和刚体机构学弹性力学机构学刚体力学流体力学刚体静力学刚体动力学刚体机构运动学动力学机构学弹性力学刚体力学流体力学刚体静力学刚体动力学刚体机构运动学刚体机构动力学如何创建运动分析方案？如何创建运动分析方案？ApplicationMotion将主模型改为激活零 件或创建新分析方案MB3运动学动力学Act1-1如何定义运动分析方案？如何定义运动分析方案？第1步：创建连杆（Links）第2步：创建运动付(Joints) 第3步：定义运动输入（Motion Driver） 如何使一个运动分析方案中的机构运动起来? 关节运动（Articulation）运动仿真（Animation）分析方案部件文件之间的相互关系分析方案部件文件之间的相互关系? ?分析方案的文件目录结构分析方案的文件目录结构 运动分析模块工具条运动分析模块工具条MB3运动分析模块预设置运动分析模块预设置角度单位（Angular Units） 单位列表（List Units） Preferences-Motion运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动输入无驱动顾名思义，没有外加的运动驱动(No driver)赋在运动付上。恒定驱动恒定驱动（Constant Driver）设某一运动付为等常运动（旋转或线性位移），所需的输入参数是位移（时间t=0时的初始位移位置）、速度和加速度。简谐运动驱动简谐运动驱动（Harmonic Driver）产生一个光滑的向前或向后的正弦运动。所需的输入参数是振幅（Amplitude）、频率（Frequency）、相位角（Phase Angle）和位移（Displacement）。 运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动输入、关节运动仿真和运动仿真一般运动函数一般运动函数General)是描述复杂运动驱动的数学函数。这里有一个阶梯（Step）函数的例子：运动付直接按时间和位移之间的关系运动：如当时间t1=0位移x1=0、当时间t2=5位移x2=20。则描述此运动的数学函数为：STEP(TIME,0,0,5,20)关节运动驱动关节运动驱动（Articulation Driver）设某一运动付以特定的步长（旋转或线性位移）和特定的步数运动，所需的输入参数为步长（Step Size）和步数（Number of Steps）。 运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动仿真运动仿真分析是基于时间的机构运动分析。载入一个以前分析结果静力学分析(Static Analysis):将模型 移到平衡位置，并输出运动付上的 反作用力。机构运动学/机构动力学 (Kinematic/Dynamic Analysis):按输 入的时间和步数进行分析运动输入、关节运动仿真和运动仿真运动输入、关节运动仿真和运动仿真关节运动分析关节运动分析是基于位移的机构运动分析。 预测工程和工程判断准则预测工程和工程判断准则UG运动分析模块是用于预测工程的应用软件，就是说，在许多情况下，在机构被生产前或者说在机构真正生产出来前，用该软件预测机构的运动特性，即它类似于有限元分析（UG有限元分析模块）和注塑流动分析（UG塑料零件分析顾问模块）。这些预测都是基于非常复杂的数学理论及公认的物理和工程原理。这些数学公式及物理和工程原理应用于这些软件中，由这些软件产生求解结果，自然会受到实际工程判断准则的挑战。换句话说，当你观察运动或其他预测工程结果时，你应该这样问自己：“这是我期望的响应或结果吗？”“这个响应或结果可行吗？”不考虑坚实的工程判断准则，直接接受预测工程的结果将获得错误的结论。 连杆连杆可以认为机构就是“连接在一起的运动的连杆” 的集合。因为所有的运动零件必须和连杆相关， 所以必须有一个连杆与地固定，不能移动。不关心反作用力时可以忽略质量特性。大部分 情况下可以按默认设置自动(Automatic)计算质量特 性。如必须人工(User Defined)输入质量特性，可 依次输入质量(Mass)，惯性矩(Inertia)、初始移动 速度(Initial Translation Veloccity)、初始转动速度 (Initial Rotation Velocity)。定义质量特性必须选择一个点(质心点)并输入 质量的数值。定义惯性矩要定义惯性矩的原点、方向并输 入数值。可以在建模时选择Preferences-Modeling指定零 件默认密度值，或Tools-Material Properties赋予零 件材料，Edit-Feature-Solid Density可以修改零件密 度。运动付运动付在运动付创建前，机构中的连杆是在空间浮动的，没有约束，具有六个自由度（Degrees of Freedom）(DOF)： 沿x方向的移动 沿y方向的移动 沿z方向的移动 绕x方向的转动 绕y方向的转动 绕z方向的转动当运动付创建后，会约束一个或几个运动（移动或转动）自由度，机构中的运动付约束和自由度的概念即是已知的机构Gruebler数。对此，我们会在稍后作详细的解释。现在，必须记住的是，运动付具有双重的作用：允许所需的运动 限制不要的运动运动付的类型运动付的类型一般类型的运动付普通类型运动付只与自身相关线在线上付运动付的类型运动付的类型特殊类型的运动付运动付的类型运动付的类型特殊类型的运动付特殊类型运动付是在 两个普通类型运动付 之间定义了特殊关系 的运动付，它允许两 个普通类型运动付一 起工作完成特定的功 能。运动付的定义运动付的定义第一步：选择运动付所要约束的第一个 连杆(First Link)。UG用首先选中的对象 推断要创建的运动付的原点和方向。如 首先选中直线，则运动付的原点设在直 线最近的控制点上，Z轴方向平行于直 线。如首先选中的是圆或圆弧，则运动 付原点设在圆心，Z轴垂直于园所在的 平面。应仔细的选择初始连杆来精确的 定义运动付的原点和方向，使第二步成 为多余的步骤，此时可以用MB2或手工 从对话框选择第三步。最好预先建立直 线或圆弧。运动付图标比率(Display Scale): 控制运动付图标 的相对显示大小。名称(Name)：为运动付指 定用户自定义的名称。运动付的定义运动付的定义第二步：如第一步选择的原点和方向不正确，可以在此手工定义 运动付的原点和方向。运动付方向决定其自由运动的方向。转动付(旋转 付和柱面付)按右手螺旋法则绕运动付的坐标系的Z轴转动。线性运动付( 滑动付)沿Z轴移动。平面付常被描述为一个冰块在平面上自由移动，即 可沿XY方向移动及可绕自身的Z轴转动。第三步：创建运动付要约束的第二个连杆。如连杆相对于地约束其运动 ，则可跳过本步，这种运动付称为与地固定(Fixed to Ground)。如果第一 个连杆相对于第二个连杆约束其运动，则本步选择属于第二个连杆的任 意对象，和第一个连杆不同的是不必推断运动付的原点和方向，因而可 选择第二个连杆的任意位置。第四步：确定运动付第二个连杆的原点和方向。本步为可选项只有 Snap Links打开时才可选。通常装配是完全定义好的，每个组件根据配 对条件定位在适当的位置，本步完全不必要。当装配没有完全定义好， 则可以用Snap Links选项使组件在运动仿真时或关节运动仿真时咬合到 一起，咬合时，该原点相对于第一个连杆的原点，第二个连杆上的坐标 系的Z轴平行于第一个连杆上的坐标系的Z轴。运动付的定义运动付的定义创建旋转付（Revolute Joint）运动特征旋转付是用来连接两个连杆的经典旋转付，有一个绕Z轴转动的自由度，旋转付不允许两个连杆之间有任何移动。驱动（Drivers）旋转付可以定义一个运动输入，旋转的正向由右手螺旋法则决定。右手的大拇指指向正Z方向，弯曲手指的方向即是旋转的正向。极限(Limits) 可以规定旋转付的运动极限。约束（Constraints） 一个旋转付去掉5个自由度。 运动付的定义运动付的定义创建滑动付（Slider Joint）运动特征滑动付连接两个连杆，有一个自由度，连杆之间不允许有转动驱动（Drivers）旋转付可以定义一个运动输入，旋转的正向由右手螺旋法则决定。右手的大拇指指向正Z方向，弯曲手指的方向即是旋转的正向。极限(Limits)可以规定滑动付的运动极限 。约束（Constraints）一个滑动付去掉5个自由度运动付的定义运动付的定义创建万向节 运动特征 万向节可连接两个成一定角度（Controlled Angular misalignment） 的转动连杆，万向节有二个转动自由度驱动（Drivers） 万向节不能加驱动极限(Limits) 不能规定万向节的运动极限约束（Constraints） 万向节去掉4个自由度运动付的定义运动付的定义创建球面付球面付连接的两个连杆有3个旋转自由度，即球和铰套运动付。球面付去掉 3个自由度。球面付不能加驱动。 不能规定球面付运动极限。球面付原点位于球和铰套的公共中心点，没有方向，创建球面付是只 需指定连杆和球面付的原点。运动付的定义运动付的定义创建柱面付 柱面付连接两个连杆，有两个自由度，两个连杆可绕Z轴转动，沿Z 轴移动。柱面付去掉4个自由度。柱面付不可以定义驱动。不能规定柱面付运动范围。一个柱面付可以用一个旋转付和一个滑动付代替，从而可以定 义驱动和运动范围。运动付的定义运动付的定义创建平面付 平面付连接两个连杆，有三个自由度，2个移动自由度，一个转动自由度。 两个连杆在相互接触的平面上自由滑动，并可绕平面的法向自由转动。一 个平面付通常被看作一块冰在平面上自由滑动，并绕平面法向Z轴自由转动 。一个平面付去掉三个自由度。平面付不能定义驱动。不能规定平面付运动范围。平面付Z轴必须垂直于公共平面运动付的定义运动付的定义创建点在线上付 点在线上付可以维持两个连杆之间以及一个连杆和一个固定的非连杆曲线 之间的点接触。点在线上付有四个运动自由度。点在线上付去掉两个自由 度。点在线上付不能定义驱动。不能定义运动范围。点在线上付的原点即为两连杆的接触点。不能建立和编辑点在线上付 的方向。点在线上付不允许脱离，在整个运动范围内点和曲线必须保持接 触。接触点必须位于统一平面内。如点在线上付中有多于一条曲线，要先用Join Curve讲曲线连接起来，且曲 线应是相切的。 运动付的定义运动付的定义创建线在线上付 线在线上付模拟两个连杆之间常见的凸轮运动关系，第一个连杆中的曲线 必须和第二个连杆中的曲线保持接触且向切，两个连杆有4个自由度，去掉 两个自由度。线在线上付不能定义驱动，不能定义原点范围。线在线上付在整个运 动范围中两根曲线必须保持接触。不能定义和编辑线在线上付方向，两连杆间的公切线是线在线上付的X轴。运动付的定义运动付的定义创建螺旋付螺旋付本身不能对两个连杆进行约束，为了达到期望的约束，必须柱面付 和滑动付结合起来。可以认为柱面付代表全螺纹的一对螺母和螺