Inventor技巧：运动仿真窥探
2020/07/12 13:44:17
Q1： 什么是运动仿真？
请看下图
Q2：运动仿真的意义在哪里？
机构运动分析的任务是根据机构运动简图及原动件的运动规律，确定机构中其他构件上相关点的轨迹、位移、速度及加速度，相关构件的位置、角位移、角速度和角加速度等运动参数。
运动分析的目的是为机械运动性能和动力性能的研究提供必要依据，是了解、剖析现有机械，优化、综合新机械的必要环节。
机构运动分析的方法很多，主要有图解法、解析法和实验法。
*图解法的特点是形象直观、简单方便、易于掌握，分析结果一目了然，但精度不高，因而不适于分析一些对精度要求较高的机构，如计算机构等。
*解析法的特点是将机构中的已知尺寸和运动参数与未知的运动参数之间的关系，用数学式表示出来然后求解，故精度很高，但比较抽象、不直观、计算也较繁琐。
四杆机构中瞬心的位置及速度分析
*运动仿真则是兼有两种方法的优点，既可以在CAD软件中直接展示结果制作动画，又不会由于作图的失误导致出错。
典型四连杆机构（GIF可动）
相比于其他机构仿真软件，Inventor运动仿真被与Inventor的装配环境无缝集成，既可以在仿真环境中直接添加运动类型，也可以将装配中的连接和约束关系转换为运动仿真当中的运动类型，设计完成后可直接从CAD环境进入仿真环境。
下面我即兴以大摆锤这个游乐场为例，建立模型进行一个简单的运动仿真示意。
第一步
建立模型并进行装配
这一步就不详细解说了，相信大家都信手拈来
稍微，恩，我们稍微简化一下，把摆锤简化为支架，摆臂和摆轮三部分组成，如下图：
第二步
将连接转换为运动仿真中的运动类型
值得称道的是，Inventor可以直接将装配环境中的连接和约束自动转换为运动，当然这里有一些不得不提的诀窍：
*1.推荐使用连接，相较于约束，转换的成功率更高。
*2.在进入仿真之前，将不作用于运动而只用于零部件之间定位的约束关系进行抑制，否则会产生多余的运动类型。
*3.装配件中至少要有一个被固定，不然凭空无法产生正确的运动类型。
可以看到，一旦进入运动仿真环境，旋转连接即自动转换为铰链运动。
第三步
定义驱动和载荷
首先在这里，我们假定摆锤运动为仅受重力和阻尼影响的单摆，而摆轮的自转则被电机驱动，以恒定速度自转。
加载重力
在铰链运动：2上右击“特性”以定义转动速度
第四步
定义仿真时间
载荷与驱动定义完成之后，就可以自定义仿真时间，由于此次模拟的是有阻尼单摆运动，所以摆动幅度会逐渐减小，直到趋近于静止，就可以认为完成了整个方针过程。
第五步
运行仿真
此时可以看到，随着仿真的进行，在转轮上所选定的点的运动轨迹会被记录下来，随时支持旋转察看。而对应的速度，加速度，力，力矩等能够以图形的形式在输出图示器上被记录下来，并且支持导出excel，也支持使用函数对数据进行处理，生成自定义曲线以进行数据分析，典型如傅里叶变换等。
可以发现，在300秒左右的时候，由于阻尼的作用，单摆运动停止了。
与此同时，Inventor也支持将FAE导出，如果有需求的话，可以方便地在ANSYS中进行进一步的分析。
第六步
仿真发布
（可选）可以将运动仿真的结果以动画形式发布