第1章運動仿真本章重點應力分析的一般步驟邊界條件的創建查看分析結果報告的生成和分析本章典型效果圖1.1機構模塊簡介在進行機械設計時，建立模型后設計者往往需要通過虛擬的手段，在電腦上模擬所設計的機構，來達到在虛擬的環境中模擬現實機構運動的目的。對于提高設計效率降低成本有很大的作用。Pro/engineer中“機構”模塊是專門用來進行運動仿真和動態分析的模塊。PROE的運動仿真與動態分析功能集成在“機構”模塊中，包括Mechanismdesign（機械設計）和Mechanismdynamics（機械動態）兩個方面的分析功能。使用“機械設計”分析功能相當于進行機械運動仿真，使用“機械設計”分析功能來創建某種機構，定義特定運動副，創建能使其運動起來的伺服電動機，來實現機構的運動模擬。并可以觀察并記錄分析，可以測量諸如位置、速度、加速度等運動特征，可以通過圖形直觀的顯示這些測量量。也可創建軌跡曲線和運動包絡，用物理方法描述運動。使用“機械動態”分析功能可在機構上定義重力，力和力矩，彈簧，阻尼等等特征。可以設置機構的材料，密度等特征，使其更加接近現實中的結構，到達真實的模擬現實的目的。如果單純的研究機構的運動，而不涉及質量，重力等參數，只需要使用“機械設計”分析功能即可，即進行運動分析，如果還需要更進一步分析機構受重力，外界輸入的力和力矩，阻尼等等的影響，則必須使用“機械設計”來進行靜態分析，動態分析等等。1.2總體界面及使用環境在裝配環境下定義機構的連接方式后，單擊菜單欄菜單“應用程序”“機構”，如圖1-1所示。系統進入機構模塊環境，呈現圖1-2所示的機構模塊主界面：菜單欄增加如圖1-3所示的“機構”下拉菜單，模型樹增加了如圖1-4所示“機構”一項內容，窗口右邊出現如圖1-5所示的工具欄圖標。下拉菜單的每一個選項與工具欄每一個圖標相對應。用戶既可以通過菜單選擇進行相關操作。也可以直接點擊快捷工具欄圖標進行操作。圖1-1由裝配環境進入機構環境圖圖1-2機構模塊下的主界面圖圖1-3機構菜單圖1-4模型樹菜單圖1-5工具欄圖標圖1-5所示的“機構”工具欄圖標和圖1-3中下拉菜單各選項功能解釋如下：連接軸設置：打開“連接軸設置”對話框，使用此對話框可定義零參照、再生值以及連接軸的限制設置。凸輪：打開“凸輪從動機構連接”對話框，使用此對話框可創建新的凸輪從動機構,也可編輯或刪除現有的凸輪從動機構。槽：打開“槽從動機構連接”對話框，使用此對話框可創建新的槽從動機構，也可編輯或刪除現有的槽從動機構。齒輪：打開“齒輪副”對話框，使用此對話框可創建新的齒輪副，也可編輯、移除復制現有的齒輪副。伺服電動機：打開“伺服電動機”對話框，使用此對話框可定義伺服電動機，也可編輯、移除或復制現有的伺服電動機。執行電動機：打開“執行電動機”對話框，使用此對話框可定義執行電動機，也可編輯、移除或復制現有的執行電動機。彈簧：打開“彈簧”對話框，使用此對話框可定義彈簧，也可編輯、移除或復制現有的彈簧。阻尼器：打開“阻尼器”對話框，使用此對話框可定義阻尼器，也可編輯、移除或復制現有的阻尼器。力/扭矩：打開“力/扭矩”(對話框，使用此對話框可定義力或扭矩。也可編輯、移除或復制現有的力/扭矩負荷。重力：打開“重力”對話框，可在其中定義重力。初始條件：打開“初始條件”對話框，使用此對話框可指定初始位置快照，并可為點、連接軸、主體或槽定義速度初始條件。質量屬性：打開“質量屬性”對話框，使用此對話框可指定零件的質量屬性，也可指定組件的密度。拖動：打開“拖動”對話框，使用此對話框可將機構拖動至所需的配置并拍取快照。連接：打開“連接組件”對話框，使用此對話框可根據需要鎖定或解鎖任意主體或連接，并運行組件分析。分析：打開“分析”對話框，使用此對話框可添加、編輯、移除、復制或運行分析。回放：打開“回放”對話框，使用此對話框可回放分析運行的結果。也可將結果保存到一個文件中、恢復先前保存的結果或輸出結果。測量：打開“測量結果”對話框，使用此對話框可創建測量，并可選取要顯示的測量和結果集。也可以對結果出圖或將其保存到一個表中。軌跡曲線：打開“軌跡曲線”對話框，使用此對話框生成軌跡曲線或凸輪合成曲線。除了這些主要的菜單和工具外。還有幾個零散的菜單需要注意。1.2.1“編輯”菜單在“編輯”菜單中與“機構”模塊有關的菜單主要是：重定義主體：打開“重定義主體”對話框，使用此對話框可移除組件中主體的組件約束。通過單擊箭頭選擇零件后，對話框顯示已經定義好的約束，元件和組建參照，設計者可以移除約束，重新指定元件或組件參照，如圖1-6所示。設置：打開“設置”對話框，使用此對話框可指定機械設計用來裝配機構的公差，也可指定在分析運行失敗時“機械設計”將采取的操作。如是否發出警告聲，操作失敗時是否暫停運行或是繼續運行等等，該配置有利于設計者高效率的完成工作。如圖1-7所示。圖1-6重定義主體對話框圖1-7設置對話框1.2.2“視圖”菜單在“視圖”菜單中與“機構”模塊有關的菜單主要是：加亮主體：以綠色顯示基礎主體。顯示設置：機構顯示，打開“顯示圖元”對話框，使用此對話框可打開或關閉工具欄上某個圖標的可見性。去掉任何一個復選框前面的勾號，則該工具在工具欄上不可見。圖1-8顯示圖元對話框1.2.3“信息”菜單：單擊“信息”“機構”下拉菜單，或在模型樹中右鍵單擊“機構”節點并選取“信息”，系統打開“信息”菜單，如圖1-9所示。使用“信息”菜單上的命令以查看模型的信息摘要。利用這些摘要不必打開“機構”模型便可以更好地對其進行了解，并可查看所有對話框以獲取所需信息。在兩種情況下，都會打開一個帶有以下命令的子菜單。選取其中一個命令打開帶有摘要信息的Pro/ENGINEER瀏覽器窗口。（1）摘要：機構的高級摘要，其中包括機構圖元的信息和模型中所出現的項目數。如圖1-10（2）詳細信息：包括所有圖元及其相關屬性。如圖1-11所示。（3）質量屬性：列出機構的質量、重心及慣性分量。如圖1-12所示。機構為“模型樹”中每個“機械設計”圖元都提供一個“信息”選項。右鍵單擊并為某個特定圖元選中此選項后，會打開一個帶有針對該圖元的詳細摘要的瀏覽器窗口。圖1-9信息菜單中機構信息圖圖1-10摘要信息圖圖1-11詳細信息圖圖1-12質量屬性信息圖1.3機械設計模塊的分析流程要進行機構運動仿真設計，必須遵循一定的步奏。Pro/Engineer“機械設計”模塊包括“機械設計運動”（運動仿真）和“機械設計動態”（動態分析）兩部分，使用“機械設計”分析功能，可在不考慮作用于系統上的力的情況下分析機構運動，并測量主體位置、速度和加速度。和前者不同的是“機械動態”分析包括多個建模圖元，其中包括彈簧、阻尼器、力/力矩負荷以及重力。可根據電動機所施加的力及其位置、速度或加速度來定義電動機。除重復組件和運動分析外，還可運行動態、靜態和力平衡分析。也可創建測量，以監測連接上的力以及點、頂點或連接軸的速度或加速度。可確定在分析期間是否出現碰撞，并可使用脈沖測量定量由于碰撞而引起的動量變化。由于動態分析必須計算作用于機構的力，所以它需要用到主體質量屬性。兩者進行分析時流程基本上一致：類型機械設計流程機械動態動流程創建模型定義主體生成連接定義連接軸置生成特殊連接定義主體指定質量屬性生成連接定義連接軸設置生成特殊連接添加建模圖元應用伺服電動機應用伺服電動機應用彈簧應用阻尼器應用執行電動機定義力/力矩負荷定義重力創建分析模型運行運動學分析運行重復組件分析運行運動學分析運行動態分析運行靜態分析運行力平衡分析運行重復組件分析獲得結果回放結果檢查干涉查看測量創建軌跡曲線創建運動包絡回放結果檢查干涉查看定義的測量和動態測量創建軌跡曲線和運動包絡創建要轉移到Mechanica結構的負荷集表1.1分析流程表1.4機械設計運動分析詳解了解了上面基本的分析過程后，下面通過具體的例子一步一步來進行具體的分析。（1）將光盤文件復制到硬盤上，啟動pro/engineer。單擊菜單“文件”“設置工作目錄”。打開“選取工作目錄”對話框工作，將目錄設置為X：/example_1。單擊確定。則系統工作在此目錄下。如圖1-13所示。（2）單擊菜單“文件”“新建”。打開“新建”對話框，選擇“組件”選項，將組件名改為asm。去掉“使用缺省模版”復選框前面的勾號，單擊“確定”按鈕，系統打開“新文件選項”對話框，如圖1-14所示。(3)在列表中選擇mmns_asm_design為模板，單擊確定。（4）單擊圖標，打開“打開”對話框，如圖1-15所示。選取a.prt，單擊“打開”按鈕，系統彈出“元件放置”對話框。單擊按鈕接受缺省約束放置，單擊確定按鈕。這樣系統自動定義此為基礎主體。如圖1-16所示。圖1-13選取工作目錄對話框圖1-14新文件選項對話框圖1-15打開對話框圖1-16元件放置對話框圖1-16元件放置后圖（5）單擊圖標，打開“打開”對話框，選取b.prt，單擊“打開”按鈕，系統彈出“元件放置”對話框。單擊“連接”選項卡，對話框變成如圖1-17所