catia柔性体运动仿真

CATIA精典教程

CATIA运动仿真DMU空间分析

CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。

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X.1 相关的图标菜单

CATIA V5的空间分析模块由一个图标菜单组成： 空间分析(DMU Space Analysis) Clash: 干涉检查 Sectioning: 剖面观察器 Distance and Band Analysis: Compare Products: 产品比较 Measure Between: 测量距离和角度 Measure Item: 单项测量

Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧 Measure Inertia:

测量惯量

距离与自定义区域分析

3D Annotation: 三维注释

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CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。

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Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧 Measure Inertia:

测量惯量

距离与自定义区域分析

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CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从

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CATIA DMU运动分析

1.1 曲轴连杆运动分析

四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动分析是较复杂的机械运动。曲轴做旋转运动，连杆左做平动，活塞是直线往复运动。在用CATIA作曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示。

（1） 设置曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接。 （2） 创建简易缸套机座。

（3） 设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接。 （4） 模拟仿真。 （5） 运动分析。

1.1.1 定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接

1.新建组文件

(1)点击“开始”选取“机械设计”中的“装配件设计”模块，如图1-1所示。

图1-1 进入“装配件设计”模块

（2）进入装配件设计模块后，点击添加现有组件图标

，再点击模型树上的

Product1图标，此时会出现文件选择对话框，按住Ctrl键，分别选取“Chapter1/huo-sai-xiao.CATPart、huo-sai.CATPart 、lianganzujian.CATproduct、quzhou.CATpart”，将这些零件体载入到Product1中。

（3）此时，零件体载入后重合到一起，点击分解图标

，出现分解对话框如图1-2

所示。然后点击模型树上的Product1,点击确定，此时

第一步：导入：

第二步：材料属性

（注意红圈之内的单位属性，可根据实际情况修改，此处不做修改）

第三步： 网格

（这里为实体网格，可以为四面体，也可以为6面体）

第四步：提取面网格（命令：tool-faces）

在components里面会有名字为faces的component，点击collector命令，选择update，选择faces（可以改变名称，这里后面的名称位skin）的component，点击update/edit

第五步；设置此component属性

注意上图中红圈的标记，要选择的 第六步：创建刚性区域

这里有两个刚性区域，具体创建步骤不再详述

第七步：创建load collectors

创建名字为aset的load collectors，此load collector为约束，在创建约束的时候使用no card； 创建名字为cms的load collectors，此load collector定义模态，card=cmsmeth，然后点击create/edit，出现以下面板，进行编辑

第八步；创建约束

在global面板下将loadcol选择位ASET点击return

进入analysis面板，选择constraints命令，

第一步：导入模型：

第二步：设置材料属性

（注意红圈之内的单位属性，可根据实际情况修改，此处不做修改） 第三步： 网格划分

（这里为实体网格，可以为四面体，也可以为6面体）

第四步：提取面网格（命令：tool-faces）

在components里面会有名字为faces的component，点击collector命令，选择update，选择faces（可以改变名称，这里后面的名称位skin）的component，点击update/edit

第五步；设置此component属性

注意上图中红圈的标记，要选择的 第六步：创建刚性单元和刚性区域

这里有两个刚性区域，具体创建步骤不再详述

第七步：创建load collectors

创建名字为aset的load collectors，此load collector为约束，在创建约束的时候使用no card； 创建名字为cms的load collectors，此load collector定义模态，card=cmsmeth，然后点击create/edit，出现以下面板，进行编辑

第八步；创建约束

在global面板下将loadcol选择位ASET点击return

进入analysis面板，选择con

使用OptiStruct建立ADAMS柔性体方法

1、 打开HyperMesh，选择OptiStruct模板。

2、 划分网格，并在需要建立Joint的连接点处建立Rbe2(使用1D面板中的rigids命令，主

节点处不需要建立mass单元)。

3、 建立材料属性

4、 建立单元属性

5、将建立的单元属性赋给上面建立的单元。

6、建立load collector。Card image选择CMSMETH，点creat/edit。

METHOD选择CB，再在NMODES中填入需要计算的模态数。

7、对需要建立Joint的点建约束，使用Analysis面板中的constraints命令，load type选择ASET。

8、建立Control cards。

8.1 DTI_UNITS选择单位制，选择HyperMesh中所使用的单位制，MGG表示单位吨。

8.2 GLOBAL_CASE_CONTROL :选择计算方法。

8.3 GLOBAL_OUTPUT_REQUEST：选择柔性体中包含的应力、位移信息。如果没有这个card，ADAMS计算结果中将没有应力。

8.4 OUTPUT：选择ADAMSMNF。

9、提交OptiStruct进行计算：选择A

使用OptiStruct建立ADAMS柔性体方法

1、 打开HyperMesh，选择OptiStruct模板。

2、 划分网格，并在需要建立Joint的连接点处建立Rbe2(使用1D面板中的rigids命令，主

节点处不需要建立mass单元)。

3、 建立材料属性

4、 建立单元属性

5、将建立的单元属性赋给上面建立的单元。

6、建立load collector。Card image选择CMSMETH，点creat/edit。

METHOD选择CB，再在NMODES中填入需要计算的模态数。

7、对需要建立Joint的点建约束，使用Analysis面板中的constraints命令，load type选择ASET。

8、建立Control cards。

8.1 DTI_UNITS选择单位制，选择HyperMesh中所使用的单位制，MGG表示单位吨。

8.2 GLOBAL_CASE_CONTROL :选择计算方法。

8.3 GLOBAL_OUTPUT_REQUEST：选择柔性体中包含的应力、位移信息。如果没有这个card，ADAMS计算结果中将没有应力。

8.4 OUTPUT：选择ADAMSMNF。

9、提交OptiStruct进行计算：选择A

ANSYS与ADAMS联合柔性仿真详细步骤

基本思路：在ANSYS中进行模态中性文件(.mnf)文件的输出，然后把输出的.mnf文件输入到ADAMS中，进行零件更换。最后在ADAMS中进行加载约束，仿真，查看结果。 建模仿真软件:ANSYS14.0 , ADAMS 2012

具体步骤：

1 ANSYS输出.mnf柔性文件

1.1 ANSYS导入模型（.x_t）或者建立模型

1.2 建立单元

单元1：Solid(Brick 8 node 185)或者其他3D单元;

单元2：Structural Mass(3D mass 21),此单元只用于连接点单元; 设置材料属性：密度，弹性模量，泊松比3个参数，以N,mm,kg,s作单位,EX为2.1e5，PRXT为0.3，DENS为7.85e-6。

1.3 创建连接点

在两个圆柱孔的中心，创建2个keypoint（注意是圆柱体的中心，不是某个面的中心）。

1.4 划分单元

对体用3D单元划分。

1.5 设置实常数

这个参数设置，一定要到等到3D网格划分完后再设置。对mass21进行设置，Real constant Set No. 要大于2，下面的值要非常小。

1.6 对连接点（即keypoint

第 3 9卷第 5期 2 0 1 3年 1 0月

空间控制技术与应用Ae r o s p a c e Co nt r o l a n d App l i c a t i o n 1 3

一

种柔性空间机械臂的刚体运动和柔性振动复合控制方法术葛东明，史纪鑫，邹元杰(北京空间飞行器总体设计部，北京 1 0 0 0 9 4 )

摘要：针对柔性空间机械臂的刚体运动控制和柔性体振动抑制问题，给出了一种反馈和前馈复合控制方法.对于一个柔性双连杆机械臂，首先设计反馈线性化控制器，消除非线性影响，实现大范围的刚体运动控制 .其次基于闭环回路响应的振动特性，设计输入成型前馈控制器，预成型控制命令，抑制对结构振动影响显著的某些模态响应 .最后仿真结果证实了给出的反馈线性化和输入成型

复合控制方法，可以实现精确的位置控制，同时机械臂的残余振动得到了有效的抑制. 关键词：机械臂；柔性；复合控制；振动抑制；输入成型中图分类号： V 4 1 4 文献标识码： A 文章编号：1 6 7 4— 1 5 7 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 0 1 3— 0 6DoI:1 0 . 3 9 6 9/ i . i s s n . 1 6 7 4一 l 5 7 9 . 2