編輯推薦
適讀人群 :UG工程技術人員 機械類學生 《UG NX 10.0運動仿真與分析教程》一書係統地介紹瞭使用UG NX 10.0進行産品運動仿真與分析的過程、方法和技巧,且各章都配有大量的綜閤實例供讀者進一步深入學習和演練。另外,附帶1張多媒體DVD學習光盤,製作瞭102個UG運動仿真與分析技巧和具有針對性的範例教學視頻並進行瞭詳細的語音講解,時間長達7.5小時。讀者購買本叢書,可以通過作者網站和電話獲得技術支持。此外,還可獲贈各類軟件培訓的優惠卡或試聽卡。
內容簡介
《UG NX 10.0運動仿真與分析教程》全麵、係統地介紹瞭使用UGNX10.0進行産品運動仿真與分析的過程、方法和技巧,內容包括UGNX運動仿真概述與基礎、 連杆、運動副與約束、定義電動機、連接器、驅動與函數、典型運動機構、運動仿真分析與測量、力學對象和運動仿真與分析綜閤範例等。本書是根據北京兆迪科技 有限公司為國內外幾十傢不同行業的知名公司(含國外獨資和閤資公司)編寫的培訓教案整理而成的,具有很強的實用性和廣泛的適用性。本書附帶1張多媒體 DVD學習光盤,製作瞭102個UG運動仿真與分析技巧和具有針對性的範例教學視頻並進行瞭詳細的語音講解,時間長達6.7個小時(402分鍾);光盤中 還包含本書所有的模型文件、範例文件和練習素材文件(1張DVD光盤教學文件容量共計6.8GB);另外,為方便低版本用戶和讀者的學習,光盤中特提供瞭 UGNX6.0和UGNX8.0版本的配套素材源文件。在內容安排上,本書緊密結閤範例對UG運動仿真與分析的流程、構思、方法與技巧進行講解和說明,這 些範例都是實際生産一綫産品設計中具有代錶性的例子,這樣安排能使讀者較快地進入運動仿真與分析實戰狀態;在寫作方式上,本書緊貼軟件的實際操作界麵進行 講解,使初學者能夠盡快上手,提高學習效率。本書內容全麵,條理清晰,講解詳細,圖文並茂,範例豐富,可作為廣大工程技術人員深入學習UG的自學教程和參 考書,也可作為大中專院校學生和各類培訓學校學員的CAD/CAM課程上課及上機練習教材。
作者簡介
北京兆迪科技有限公司,是一傢專門從事CAD/CAM/CAE技術的研究、開發、谘詢及産品設計與製造服務,並提供SolidWorks、Ansys、Adams等軟件的專業培訓及技術谘詢服務的公司。
目錄
第1章 概述 1
1.1 UG NX運動仿真概述 1
1.2 UG NX運動仿真的工作界麵 2
1.2.1 工作界麵 2
1.2.2 相關術語及概念 3
1.2.3 運動仿真模塊中的菜單及按鈕 4
1.3 運動仿真模塊的參數設置 6
1.3.1 “首選項”設置 7
1.3.2 “用戶默認”設置 9
第2章 UG NX運動仿真基礎 14
2.1 UG NX運動仿真流程 14
2.2 進入運動仿真模塊 15
2.3 新建運動仿真文件 16
2.4 定義連杆(Links) 19
2.5 定義運動副 22
2.6 定義驅動 27
2.7 定義解算方案並求解 30
2.8 生成動畫 32
第3章 連杆 35
3.1 概述 35
3.2 連杆的質量屬性 37
3.3 定義連杆的材料 40
3.4 初始速度 42
3.4.1 初始平動速率 43
3.4.2 初始轉動速度 44
3.5 主模型尺寸 46
第4章 運動副與約束 51
4.1 運動副與自由度 51
4.2 鏇轉副 52
4.3 滑動副 55
4.4 柱麵副 57
4.5 螺鏇副 59
4.6 萬嚮節 62
4.7 球麵副 65
4.8 平麵副 67
4.9 點在綫上副 68
4.10 綫在綫上副 70
4.11 點在麵上副 72
4.12 其他運動副簡介 75
第5章 傳動副 77
5.1 齒輪副 77
5.2 齒輪齒條副 80
5.3 綫纜副 82
5.4 23傳動副 85
5.5 本章範例——齒輪係運動仿真 88
第6章 連接器 96
6.1 彈簧 96
6.2 阻尼器 101
6.3 襯套 104
6.4 3D接觸 105
6.5 2D接觸 108
6.6 本章範例1——微型聯軸器仿真 113
6.7 本章範例2——彈性碰撞仿真 116
6.8 本章範例3——滾子反彈仿真 120
第7章 驅動與函數 125
7.1 概述 125
7.2 簡諧驅動 126
7.3 函數驅動 129
7.3.1 概述 129
7.3.2 數學函數驅動 131
7.3.3 運動函數驅動 135
7.3.4 AFU錶格驅動 142
7.4 鉸接運動驅動 158
7.5 電子錶格驅動 160
第8章 分析與測量 165
8.1 分析結果輸齣 165
8.1.1 圖錶輸齣 165
8.1.2 電子錶格輸齣 174
8.2 智能點、標記與傳感器 176
8.2.1 智能點 176
8.2.2 標記 177
8.2.3 傳感器 179
8.3 乾涉、測量和跟蹤 182
8.3.1 乾涉 182
8.3.2 測量 186
8.3.3 追蹤 188
8.4 本章範例1——彈簧懸掛機構仿真 190
8.5 本章範例2——麯柄齒輪齒條機構仿真 195
第9章 力學對象 203
9.1 標量力 203
9.2 矢量力 207
9.3 標量扭矩 210
9.4 矢量扭矩 213
9.5 本章範例——大炮射擊模擬仿真 214
第10章 運動仿真與分析綜閤範例 220
10.1 正弦機構 220
10.2 傳送機構 229
10.3 自動化機械手 237
10.4 發動機 244
10.5 平行升降平颱 254
10.6 軸承拆卸器 272
10.7 瓶塞開啓器 280
10.8 挖掘機工作部件 288
10.9 牛頭刨床機構 309
前言/序言
本書對UGNX10。0運動仿真與分析的核心技術、方法與技巧進行瞭介紹,其特色如下:
內容全麵。與其他同類書籍相比,包括更多的UG運動仿真與分析內容。
講解詳細、條理清晰、圖文並茂。本書是一本不可多得的UG運動仿真與分析快速入門、快速見效的圖書。
範例豐富。讀者通過對範例的學習,可迅速提高運動仿真與分析水平。
寫法獨特。采用UG軟件中真實的對話框、操控闆和按鈕等進行講解,使初學者能夠直觀、準確地操作軟件,從而大大提高學習效率。
附加值高。本書附帶1張多媒體DVD學習光盤,製作瞭102個UG運動仿真與分析技巧和具有針對性的範例教學視頻並進行瞭詳細的語音講解,時間長達7。5h(450min),可以幫助讀者輕鬆、高效地學習。
本書是根據北京兆迪科技有限公司給國內外一些著名公司(含國外獨資和閤資公司)編寫的培訓教案整理而成的,具有很強的實用性。其主編和參編人員主要來自北京兆迪科技有限公司。該公司專門從事CAD/CAM/CAE技術的研究、開發、谘詢及産品設計與製造服務,並提供UG、Ansys、Adams等軟件的專業培訓及技術谘詢。讀者在學習本書的過程中,如果遇到問題,可通過訪問該公司的網站來獲得幫助。
UG NX 10.0 運動仿真與分析:深度解析與實戰應用 在現代工程設計領域,仿真與分析扮演著至關重要的角色。它們能夠幫助工程師在産品開發的早期階段識彆潛在問題,優化設計方案,預測産品性能,從而顯著降低開發成本,縮短上市周期,並提升産品質量。UG NX 10.0 作為一款功能強大的集成化CAD/CAM/CAE軟件,其運動仿真與分析模塊更是為工程師提供瞭前所未有的設計洞察力。本書將帶領讀者深入探索UG NX 10.0 運動仿真與分析的精髓,從理論基礎到實際操作,再到高級應用,全方位掌握這一強大的設計工具。 第一部分:理論基礎與核心概念 在開始實際操作之前,理解運動仿真與分析的基本原理是至關重要的。本部分將從宏觀層麵介紹運動仿真與分析在工程設計流程中的定位與價值,並深入剖析其背後所依賴的關鍵理論。 工程仿真與分析的價值:我們將探討仿真為何能成為現代工程設計不可或缺的一環。從降低原型製作成本、縮短開發周期、優化性能、評估安全性到輔助決策,全方位闡述仿真技術為企業帶來的實際效益。同時,也將討論不同類型的工程分析(如結構分析、熱分析、流體分析、運動仿真等)如何協同工作,共同構成完整的工程設計解決方案。 運動仿真與分析的基本原理:本節將深入講解運動仿真所涉及的核心概念。我們將從剛體動力學齣發,詳細闡述慣性、質量、質心、轉動慣量等基本屬性在仿真中的作用。接著,我們將介紹力學分析的基礎,包括牛頓第二定律、動量守恒、能量守恒等,並解釋這些定律如何在運動仿真中被應用來計算物體的運動軌跡、速度、加速度以及受力情況。 約束與自由度:約束是運動仿真中最核心的概念之一。本節將詳細講解不同類型的約束,如固定約束、球鉸約束、鏇轉副約束、滑動副約束、平麵約束、萬嚮節約束等。我們將深入分析每種約束的幾何特性,以及它們如何限製或允許構件的運動自由度。通過理解不同約束的組閤,讀者將能構建齣復雜且符閤實際工況的機械係統。此外,還將介紹自由度的概念,以及如何通過約束來減少或消除自由度,從而獲得期望的運動行為。 力與扭矩:在運動仿真中,外部施加的力與扭矩是驅動機構運動的關鍵因素。本節將詳細介紹如何在UG NX中定義各種類型的力,包括恒定力、隨時間變化的力、重力、彈簧力、阻尼力等。我們將探討力的作用點、方嚮以及施加方式對仿真結果的影響。同時,也將講解扭矩的定義與施加,以及它們在鏇轉運動中的重要性。 接觸與碰撞:在許多機械係統中,構件之間的接觸和碰撞是不可避免的。本節將深入研究UG NX中的接觸仿真技術。我們將探討不同類型的接觸(如點麵接觸、邊麵接觸、麵麵接觸等),以及它們的數學模型和求解方法。本節還將重點講解碰撞檢測算法,以及在發生碰撞時如何處理能量耗散、形變等復雜情況,從而獲得更真實的仿真結果。 求解器與仿真流程:運動仿真需要通過數值求解器來計算隨時間變化的運動狀態。本節將介紹UG NX運動仿真器的工作原理,包括其內部的數學模型和算法。我們將探討不同求解器的特點與適用場景,並解釋仿真過程中涉及的時間步長、收斂性等關鍵參數。同時,還將梳理齣一個完整的運動仿真工作流程,從模型準備到結果分析,讓讀者對整個過程有一個清晰的認識。 第二部分:UG NX 10.0 運動仿真功能詳解 本部分將聚焦於UG NX 10.0 運動仿真模塊的具體功能,帶領讀者一步步掌握軟件的操作技巧,並通過實際案例加深理解。 工作環境與界麵介紹:我們將從介紹UG NX 10.0 的用戶界麵和工作環境入手,詳細講解運動仿真模塊的各個麵闆、工具欄和菜單選項。讀者將熟悉如何啓動運動仿真環境,如何導入或創建模型,以及如何進行基本的模型設置。 模型準備與導入:在進行運動仿真之前,需要對模型進行必要的準備。本節將講解如何檢查和修復模型中的幾何缺陷,如何為模型添加質量屬性(如質量、質心、轉動慣量),以及如何為構件定義材料屬性。同時,也將介紹如何從其他CAD軟件導入模型,並進行相應的適配。 創建運動仿真場景:本節將詳細講解如何在UG NX中創建運動仿真場景。讀者將學習如何定義仿真類型(如動力學仿真、運動學仿真),如何設置仿真時間、時間步長等基本參數。 施加約束與連接:這是運動仿真中最核心的操作之一。本節將通過大量實例,演示如何使用UG NX提供的各種約束類型來連接模型中的構件。從簡單的鉸鏈連接到復雜的凸輪機構,讀者將學會如何根據實際機械原理,精確地施加約束,從而定義機構的運動自由度。 施加力、扭矩與載荷:本節將詳細演示如何在UG NX中為運動仿真場景施加各種力、扭矩和載荷。我們將講解如何定義常量力、變量力、重力、彈簧力、阻尼力,以及如何為構件施加扭矩。通過實際操作,讀者將學會如何模擬真實的外部作用力對機構運動的影響。 接觸設置與碰撞檢測:本節將深入講解UG NX中的接觸設置。讀者將學會如何定義不同類型的接觸體,如何設置接觸的屬性(如摩擦係數、恢復係數),以及如何進行碰撞檢測。我們將通過案例展示,講解如何處理意外碰撞,以及如何通過接觸參數來影響仿真結果。 運行仿真與結果查看:在設置好仿真場景後,本節將指導讀者如何運行仿真。我們將詳細介紹仿真過程中的狀態指示,以及如何解讀仿真過程中的警告和錯誤信息。接著,將重點講解如何查看仿真結果,包括運動軌跡、速度、加速度、受力、力矩等。 運動仿真結果的後處理與分析:僅僅得到仿真數據是不夠的,更重要的是對數據進行分析。本節將講解UG NX強大的後處理功能。讀者將學會如何創建各種類型的圖錶(如位移-時間圖、速度-時間圖、受力-時間圖),如何提取關鍵數據點,以及如何對仿真結果進行可視化展示。我們將通過實例,演示如何根據仿真結果來評估機構的性能,識彆潛在的設計缺陷。 第三部分:UG NX 10.0 運動仿真的高級應用與案例分析 在掌握瞭UG NX 10.0 運動仿真的基本操作後,本部分將帶領讀者探索更高級的應用技巧,並通過一係列精心設計的案例,將理論與實踐緊密結閤。 驅動與掃描:在某些場景下,我們希望某個構件的運動來驅動其他構件的運動。本節將講解如何在UG NX中創建驅動。讀者將學習如何將一個構件的位移、速度或加速度作為另一個構件的輸入,從而實現復雜的聯動和同步運動。我們將通過齒輪傳動、凸輪機構等案例,深入展示驅動的應用。 運動學與動力學仿真模式詳解:本節將進一步對比和講解運動學仿真與動力學仿真的區彆與聯係。我們將深入探討何時使用運動學仿真(僅關注幾何運動),何時使用動力學仿真(考慮慣性、力等)。通過對比分析,讀者將能根據不同的工程需求,選擇最閤適的仿真模式。 高級約束的應用:除瞭基本的約束類型,UG NX還提供瞭更高級的約束,如齒輪約束、齒輪齒條約束、凸輪約束等。本節將詳細講解這些高級約束的創建和使用方法,以及它們在模擬特定傳動機構時的強大威力。 仿真參數的優化:仿真結果的準確性很大程度上取決於仿真參數的設置。本節將探討如何優化仿真參數,如時間步長、求解器精度等,以平衡仿真精度與計算效率。我們將提供一些實用的技巧和注意事項,幫助讀者獲得可靠的仿真結果。 與結構分析的聯動:在實際工程中,運動仿真結果(如受力)往往是進行結構分析的輸入。本節將介紹如何在UG NX中實現運動仿真與結構仿真的聯動。讀者將學會如何將運動仿真得到的載荷導齣,並應用於結構分析模型,從而進行更全麵的力學評估。 真實世界案例分析:本部分將通過多個真實世界的工程案例,全麵展示UG NX 10.0 運動仿真與分析的強大應用能力。案例可能涵蓋: 機器人手臂運動仿真:模擬機器人手臂的運動軌跡、速度和加速度,評估其關節的受力情況,並優化運動路徑。 汽車懸掛係統仿真:分析汽車在不同路況下的懸掛運動,評估減震器的性能,並優化懸掛參數。 機械手抓取與搬運仿真:模擬機械手抓取和搬運物體的過程,分析抓取過程中的力反饋,並優化抓取策略。 復雜機構的運動分析:例如,四杆機構、麯柄滑塊機構、多連杆機構等的運動學與動力學分析。 産品跌落與碰撞仿真:模擬産品在跌落或碰撞過程中的運動狀態和變形,評估産品的抗衝擊性能。 通過這些案例,讀者將能夠看到UG NX 10.0 運動仿真如何幫助工程師解決實際工程問題,並為産品設計提供寶貴的參考依據。 總結 本書旨在為讀者提供一份全麵、深入的UG NX 10.0 運動仿真與分析教程。通過理論知識的學習、軟件功能的掌握以及實際案例的演練,讀者將能夠自信地運用UG NX 10.0 進行復雜的機械係統運動仿真與分析,從而提升設計效率,優化産品性能,並在激烈的市場競爭中取得優勢。無論是初學者還是有一定經驗的工程師,都能從中獲益,進一步提升自身的工程設計與分析能力。