運(yùn)動(dòng)分析模塊（Scenario for motion）是UG/CAE模塊中的主要部分，用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

UG運(yùn)動(dòng)仿真(1)-運(yùn)動(dòng)仿真基礎(chǔ)知識

。通過UG/Modeling的功能建立一個(gè)三維實(shí)體模型，利用UG/Motion的功能給三維實(shí)體模型的各個(gè)部件賦予一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，再在各個(gè)部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系既可建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真模型。   UG/Motion模塊可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。運(yùn)動(dòng)分析模塊的分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（加長或縮短構(gòu)件的力臂長度、修改凸輪型線，調(diào)整齒輪比等）或調(diào)整零件的材料（減輕或加重或增加硬度等）。設(shè)計(jì)的更改可以反映在裝配主模型的復(fù)制品分析方案中，再重新分析，一旦確定優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)更改就可反映在裝配主模型中。一、運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)建步驟1．創(chuàng)建連桿（Links）；2．創(chuàng)建兩個(gè)連桿間的運(yùn)動(dòng)副（Joints）3．定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（Motion Driver） 無運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（none）：構(gòu)件只受重力作用 運(yùn)動(dòng)函數(shù)：用數(shù)學(xué)函數(shù)定義運(yùn)動(dòng)方式 恒定驅(qū)動(dòng)：恒定的速度和加速度 簡諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：振幅、頻率和相位角 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：步長和步數(shù)二、創(chuàng)建連桿創(chuàng)建連桿對話框?qū)�顯示連桿默認(rèn)的名字，格式為L001、L002…….L00n質(zhì)量屬性選項(xiàng)：   質(zhì)量特性可以用來計(jì)算結(jié)構(gòu)中的反作用力。當(dāng)結(jié)構(gòu)中的連桿沒有質(zhì)量特性時(shí)，不能進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和反作用力的靜力學(xué)分析。根據(jù)連桿中的實(shí)體，可以按默認(rèn)設(shè)置自動(dòng)計(jì)算質(zhì)量特性，在大多數(shù)情況下，這些默認(rèn)計(jì)算值可以生成精確的運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果。但在某些特殊情況下，用戶必須人工輸入這些質(zhì)量特性。   固定連桿：人工輸入質(zhì)量屬性，需要指定質(zhì)量、慣性矩、初始移動(dòng)速度和初始轉(zhuǎn)動(dòng)速度。注：必須選擇好質(zhì)心并且輸入質(zhì)量的數(shù)值，才能定義質(zhì)量屬性。

運(yùn)動(dòng)分析模塊（Scenario for motion）是UG/CAE模塊中的主要部分，用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過UG/Modeling的功能建立一個(gè)三維實(shí)體模型，利用UG/Motion的功能給三維實(shí)體模型的各個(gè)部件賦予一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，再在各個(gè)部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系既可建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真模型。   UG/Motion模塊可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。運(yùn)動(dòng)分析模塊的分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（加長或縮短構(gòu)件的力臂長度、修改凸輪型線，調(diào)整齒輪比等）或調(diào)整零件的材料（減輕或加重或增加硬度等）。設(shè)計(jì)的更改可以反映在裝配主模型的復(fù)制品分析方案中，再重新分析，一旦確定優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)更改就可反映在裝配主模型中。一、運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)建步驟1．創(chuàng)建連桿（Links）；2．創(chuàng)建兩個(gè)連桿間的運(yùn)動(dòng)副（Joints）3．定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（Motion Driver） 無運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（none）：構(gòu)件只受重力作用 運(yùn)動(dòng)函數(shù)：用數(shù)學(xué)函數(shù)定義運(yùn)動(dòng)方式 恒定驅(qū)動(dòng)：恒定的速度和加速度 簡諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：振幅、頻率和相位角 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：步長和步數(shù)二、創(chuàng)建連桿創(chuàng)建連桿對話框?qū)�顯示連桿默認(rèn)的名字，格式為L001、L002…….L00n質(zhì)量屬性選項(xiàng)：   質(zhì)量特性可以用來計(jì)算結(jié)構(gòu)中的反作用力。當(dāng)結(jié)構(gòu)中的連桿沒有質(zhì)量特性時(shí)，不能進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和反作用力的靜力學(xué)分析。根據(jù)連桿中的實(shí)體，可以按默認(rèn)設(shè)置自動(dòng)計(jì)算質(zhì)量特性，在大多數(shù)情況下，這些默認(rèn)計(jì)算值可以生成精確的運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果。但在某些特殊情況下，用戶必須人工輸入這些質(zhì)量特性。   固定連桿：人工輸入質(zhì)量屬性，需要指定質(zhì)量、慣性矩、初始移動(dòng)速度和初始轉(zhuǎn)動(dòng)速度。注：必須選擇好質(zhì)心并且輸入質(zhì)量的數(shù)值，才能定義質(zhì)量屬性。

三、創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副就是將機(jī)構(gòu)中的連桿連接在一起，從而使連桿一起運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)副創(chuàng)建前，機(jī)構(gòu)中的連桿是在空間浮動(dòng)的，沒有任何約束，具有6個(gè)自由度。運(yùn)動(dòng)副創(chuàng)建后，會約束一個(gè)或幾個(gè)自由度，運(yùn)動(dòng)副具有雙重作用：允許所需的運(yùn)動(dòng)和限制不要的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)副的創(chuàng)建步驟：1) 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副要約束的第一個(gè)連桿2) 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副第一個(gè)連桿的原點(diǎn)和方向3) 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副要約束的第二個(gè)連桿4) 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副第二個(gè)連桿的原點(diǎn)和方向連桿選擇技術(shù)：   UG運(yùn)動(dòng)分析模塊用首選選中的對象判斷要?jiǎng)?chuàng)建運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)和方向。   如果選中的對象是圓弧或圓，則運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)設(shè)在圓弧或圓的圓心，運(yùn)動(dòng)副的Z軸垂直于圓的平面。  如果首先選中的對象是直線，則運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)設(shè)定在直線最近的控制點(diǎn)上，且運(yùn)動(dòng)副的Z軸方向平行于直線。   如果選中的對象不能夠確定運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)和方向，則需手工定義運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)和方向。   運(yùn)動(dòng)副方向決定其自由運(yùn)動(dòng)的方向。轉(zhuǎn)動(dòng)副（旋轉(zhuǎn)副和柱面副）按右手螺旋法則繞運(yùn)動(dòng)副的坐標(biāo)系的Z軸運(yùn)動(dòng)。線性運(yùn)動(dòng)副（滑動(dòng)副）沿Z軸移動(dòng)。咬合連桿：設(shè)計(jì)位置和裝配位置不一致。   運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：用來定義運(yùn)動(dòng)副上的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。   常見運(yùn)動(dòng)副類型如下：1. 旋轉(zhuǎn)副它有兩種形式：一種是兩個(gè)連桿繞同一軸作相對的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一種是一個(gè)連桿繞固定在機(jī)架上的一根軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)    旋轉(zhuǎn)副有一個(gè)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，旋轉(zhuǎn)副不允許兩個(gè)連桿之間有任何移動(dòng)。   旋轉(zhuǎn)副可以定義一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入，旋轉(zhuǎn)的正向由右手法則確定。   一個(gè)旋轉(zhuǎn)副去掉5個(gè)自由度。   相連的兩桿不在裝配位置（裝配位置和設(shè)計(jì)位置不一致），選擇復(fù)選框Snap Links（咬合連桿）   可以規(guī)定旋轉(zhuǎn)副的運(yùn)動(dòng)極限：2. 滑動(dòng)副可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)部件相對與另一部件的直線運(yùn)動(dòng)，它有兩種形式：一種是滑塊為一個(gè)自由滑塊，在另一部件上產(chǎn)生相對滑動(dòng)；一種為滑塊連接在機(jī)架上，在靜止表面上滑動(dòng)   滑動(dòng)副連接兩個(gè)連桿，有一個(gè)自由度，連桿之間不允許有轉(zhuǎn)動(dòng)。   滑動(dòng)副可以定義一個(gè)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)的正方向是正Z軸方向。   一個(gè)滑動(dòng)副去掉5個(gè)自由度。   一般來說，滑動(dòng)副的原點(diǎn)可以位于Z軸的任何位置，滑動(dòng)副都會產(chǎn)生相同的運(yùn)動(dòng)。   較好的方法是將運(yùn)動(dòng)副的原點(diǎn)放在滑動(dòng)副模型的中間。    可以規(guī)定滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)極限3.  柱面副實(shí)現(xiàn)了一個(gè)部件繞另一個(gè)部件（或機(jī)架）的相對轉(zhuǎn)動(dòng) 。柱鉸連接也有兩種形式：一種是兩個(gè)部件相連，另一種是一個(gè)部件連接在機(jī)架上 。 柱面副連接兩個(gè)連桿，有2個(gè)自由度，1個(gè)移動(dòng)自由度和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 不可以定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 一個(gè)柱面副可以由一個(gè)旋轉(zhuǎn)副和一個(gè)滑動(dòng)副替代。  一個(gè)柱面去掉4個(gè)自由度。4. 萬向節(jié)萬向接頭實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)部件之間可以繞互相垂直的兩根軸作相對的轉(zhuǎn)動(dòng)，它只有一種形式必需是兩個(gè)連桿相連。 萬向節(jié)可以連接2個(gè)成一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)連桿，萬向節(jié)有2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，

工程

《UG運(yùn)動(dòng)仿真(1)-運(yùn)動(dòng)仿真基礎(chǔ)知識》(http://www.szmdbiao.com)。 萬向節(jié)不能加驅(qū)動(dòng)，不可規(guī)定萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)極限。 萬向節(jié)的原點(diǎn)必須位于ZY的交點(diǎn)，要避免產(chǎn)生折疊（小于90度的）萬向節(jié)，或在期望的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)會折疊的萬向節(jié)。 如果連桿的裝配位置與設(shè)計(jì)位置不一致，則不能采用此運(yùn)動(dòng)副。 確定X1軸的方向是確定萬向節(jié)方向最簡單的方法。用這種方法為系統(tǒng)設(shè)定萬向節(jié)的旋轉(zhuǎn)縱軸，可不必關(guān)心Y軸和Z軸的初始方向，因?yàn)閅軸和Z軸在旋轉(zhuǎn)方向上可自由移動(dòng)，故明確確定Y軸和Z軸的初始方向是不可能的。„      第一個(gè)連桿的Z軸方向控制第二個(gè)連桿的Z軸方向，它們會相互成90度。5. 球面副實(shí)現(xiàn)了一個(gè)部件繞另一個(gè)部件（或機(jī)架）作相對的各個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，它只有一種形式必需是兩個(gè)連桿相連。 球面副連接兩個(gè)連桿，有三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度 球面副不能加驅(qū)動(dòng)，不能規(guī)定其運(yùn)動(dòng)極限。 球面副的原點(diǎn)位于球和鉸套的公共中心點(diǎn)。球面副沒有方向，當(dāng)創(chuàng)建球面副時(shí)，只需指定連桿和球面副的原點(diǎn)。6.  平面副平面連接可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件之間以平面相接觸，互相約束 平面副連接兩個(gè)連桿，有3個(gè)自由度---2個(gè)移動(dòng)自由度和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。兩個(gè)連桿在相互接觸的平面上自由滑動(dòng)，并可繞平面內(nèi)的法線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 平面副不能定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 一個(gè)平面副去掉3個(gè)自由度

7. 螺旋副 螺旋副本身不能對兩個(gè)連桿進(jìn)行約束。柱面副代表螺紋的一對螺栓和螺母，當(dāng)柱面副和螺旋副結(jié)合后，柱面副提供約束，將連桿定位于圓柱/螺旋副的軸線上。  螺旋副提供螺紋，因此螺旋副和柱面副結(jié)合起來即可模擬螺母在螺桿上的運(yùn)動(dòng)。 不能給螺旋副添加驅(qū)動(dòng)或極限。8. 線纜副 線纜副定義滑動(dòng)副之間的相互關(guān)系。當(dāng)一個(gè)滑動(dòng)副移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的另一個(gè)滑動(dòng)副也跟著移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)關(guān)系可以是1：1的等速，同方向的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，也可以定義其他的運(yùn)動(dòng)關(guān)系------一個(gè)快、一個(gè)慢及兩個(gè)滑動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向相反。 該運(yùn)動(dòng)副可以用來模擬電纜、滑輪等。 線纜副不能定義驅(qū)動(dòng)，但可以對其中的一個(gè)滑動(dòng)副加驅(qū)動(dòng)。 不能定義線纜副的運(yùn)動(dòng)范圍。比率：第一個(gè)滑動(dòng)副和第二個(gè)滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)速度之比。比率為正，第二個(gè)滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)方向和第一個(gè)滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)方向相同，反之相反。比率小于1，則第二個(gè)滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)速度大于第一個(gè)滑動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)速度。線纜副去掉2個(gè)自由度。9. 齒輪齒條副 齒輪齒條副模擬齒輪和齒條之間的嚙合運(yùn)動(dòng)，選擇現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)副和現(xiàn)有的滑動(dòng)副，即可創(chuàng)建齒輪齒條副并定義傳動(dòng)比。 不能定義齒輪齒條副的驅(qū)動(dòng)和極限，但可以給滑動(dòng)副和螺旋副定義驅(qū)動(dòng)。 Z軸平行于齒條的滑動(dòng)方向，原點(diǎn)是齒輪齒條牙齒的接觸點(diǎn)。 滑動(dòng)副和移動(dòng)副須預(yù)先創(chuàng)建比率參數(shù)等效于齒輪的節(jié)圓半徑，單位為部件文件的單位，它定義了第二個(gè)連桿相對于第一個(gè)連桿沿運(yùn)動(dòng)副Z軸方向的移動(dòng)比率。      10.  齒輪副   齒輪副模擬一對齒輪，選擇連個(gè)現(xiàn)有的螺旋副即可創(chuàng)建齒輪副，并定義齒輪的傳動(dòng)比。   不能定義齒輪副的驅(qū)動(dòng)和極限，但可以給螺旋副定義驅(qū)動(dòng)   齒輪的嚙合點(diǎn)即為齒輪副的原點(diǎn)。   比率參數(shù)即為齒輪傳動(dòng)比，無量綱。   旋轉(zhuǎn)軸可以不平行，既可以創(chuàng)建錐齒輪。四、創(chuàng)建力   作用力使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，作用力具有大小和方向，根據(jù)其方向的不同性質(zhì)，在仿真模塊中分為標(biāo)量力和矢量力。   標(biāo)量力是具有一定大小，方向隨運(yùn)動(dòng)連桿不斷變化的力。   矢量力是具有一定的大小，其方向保持不變的力。五、創(chuàng)建彈簧和阻尼   彈簧是一個(gè)彈性元件，可給物體施加力，施加力的大小由胡克定律確定：F為彈簧力，k為彈簧剛度，x為彈簧產(chǎn)生的位移。   彈簧創(chuàng)建步驟為：   選擇彈簧的第一個(gè)連桿   選擇彈簧的初始點(diǎn)   選擇彈簧的第二個(gè)連桿或單擊“確定”按鈕，彈簧固定到地   選擇彈簧的終點(diǎn)   輸入彈簧的剛度，默認(rèn)值是1   輸入彈簧的自由長度，默認(rèn)值是0   阻尼對物體的運(yùn)動(dòng)起反作用，消耗能量，逐漸降低運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，常和彈簧一起使用，控制彈簧的反作用力，使彈簧的運(yùn)動(dòng)比較緩和。   阻尼力是物體運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)，其作用方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，表示為：其中F為阻尼力，c為阻尼系數(shù)，V為物體運(yùn)動(dòng)速度   阻尼創(chuàng)建過程為：   選擇阻尼的第一個(gè)連桿   選擇第一個(gè)連桿的阻尼附著點(diǎn)   選擇阻尼的第二個(gè)連桿，或單擊“確定”按鈕，阻尼附著到地。   選擇第二個(gè)連桿的阻尼附著點(diǎn)    輸入阻尼系數(shù)，默認(rèn)值是1

六、3D接觸與碰撞   3D接觸可以用來建立實(shí)體之間的碰撞模型，當(dāng)兩個(gè)實(shí)體建立接觸關(guān)系后，系統(tǒng)在每一步分析中檢查兩者之間的距離關(guān)系，一旦判斷出有接觸發(fā)生，求解器就計(jì)算出接觸力和接觸運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。接觸力計(jì)算公式為：其中，F(xiàn)為接觸力，k為剛度，x為穿透深度，e為力指數(shù)。七、圖表與電子表格   運(yùn)動(dòng)仿真模塊提供圖表與Excel電子表格功能，運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果可以在UG環(huán)境下繪制曲線圖形或進(jìn)行表格形式的顯示。   圖表功能生成電子表格數(shù)據(jù)庫并繪出下列仿真結(jié)果：位移、速度、加速度和力。圖標(biāo)功能是從運(yùn)動(dòng)分析中提取這些信息的唯一方法。請求：位移、速度、加速度、力、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)組件：   幅值（總值）：只考慮線性運(yùn)動(dòng)。該選項(xiàng)給出一個(gè)合值或總值而不考慮沿各個(gè)特定方向的分量。以位移為例，該選項(xiàng)會給出從A點(diǎn)到B點(diǎn)的最小距離，而不考慮沿X、Y、Z軸方向的分量。   X、Y、Z：分別繪出沿X、Y、Z軸的線型運(yùn)動(dòng)值。這些選項(xiàng)允許將每個(gè)軸隔離開來單獨(dú)研究。   角度幅值：只考慮旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，給出一個(gè)總值或合值，而不考慮繞各個(gè)軸的角度分量。歐拉角：用來描述剛體的定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用動(dòng)坐標(biāo)系相對于固定坐標(biāo)系的三個(gè)角度來表達(dá)，動(dòng)坐標(biāo)系固連于剛體，并且隨剛體一起繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)兩坐標(biāo)系重合。歐拉角度1：動(dòng)坐標(biāo)系繞固定坐標(biāo)系Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。歐拉角度2：動(dòng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到新位置后，繞其X1軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。歐拉角度3：動(dòng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到新位置后，繞其Z1軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。相對和絕對絕對：圖標(biāo)顯示的數(shù)值是按絕對坐標(biāo)系測量獲得的。相對：圖標(biāo)顯示的數(shù)值是按所選的運(yùn)動(dòng)副或標(biāo)記的坐標(biāo)系測量獲得的，當(dāng)所選的運(yùn)動(dòng)副或標(biāo)記的方向與絕對坐標(biāo)系不一致時(shí)，就應(yīng)選用相對參考坐標(biāo)系。運(yùn)動(dòng)函數(shù)：顯示結(jié)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副所定義的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)函數(shù)。Y軸定義：選擇了“運(yùn)動(dòng)對象”設(shè)置了“請求”和“組件”后，就可以將該曲線繪制出來。Y軸將顯示這些曲線各自的值。X軸定義：以時(shí)間作為X軸，默認(rèn)值。也可以由用戶自定義。