数字化及仿真3-DMU及仿真-段.ppt

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1、12新产品研制过程新产品研制过程-（从企业层面讲）（从企业层面讲）设计小批量试制加工试制实际测试产品定型大批量生产/销售 审核审核传统研发大量样机试验大量样机试验设计设计产品产品合格合格不合格不合格现代研发现代研发仿真、分析、仿真、分析、优化优化设计设计产品产品合格合格不合格不合格少量少量试验试验合格合格不合格不合格4仿真仿真&分析分析数字化设计与仿真数字化设计与仿真讲座三讲座三5参考书参考书o虚拟样机与ADAMS o无师自通 CATIA V5之 电子样机o CATIA V5高级应用-尤春风 o“Ansys有限元”“Adina分析”o6 数字化样机（数字化样机（DMU）VS实物实物/物理样机物

2、理样机DMU：Digital mock-Up7实物测试台实物测试台 和和 虚拟测试台虚拟测试台8 数字化样机（数字化样机（DMU）VS实物实物/物理样机物理样机9 数字化样机技术数字化样机技术 三维装配三维装配o三维装配不能叫数字样机技术o三维装配只是实现电子样机的第一步o还能做许多仿真分析（通称仿真通称仿真）o10几个与几个与“仿真仿真”相关的流行名词相关的流行名词电子样机/数字样机/虚拟样机虚拟现实技术虚拟设计虚拟制造11WHAT？-详细说“仿真”o机械工程中的机械系统动态仿真又称为机械工程中的机械系统动态仿真又称为虚拟样机技术，是国际上虚拟样机技术，是国际上20世纪世纪80年年代随着计算

3、机技术的发展而迅速发展起代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。技术。o工程师在工程师在计算机上计算机上建立建立样机模型样机模型，对模，对模型各种动态性能进行分析和评价，然后型各种动态性能进行分析和评价，然后改进样机设计方案，用数字化形式替代改进样机设计方案，用数字化形式替代传统的传统的实物样机进行试验实物样机进行试验。o机械系统仿真研究的主要范围是机械系机械系统仿真研究的主要范围是机械系统运动学和动力学分析，其核心是利用统运动学和动力学分析，其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的计算机辅助分析技术进行机械系统的运运动学和动力学分析，

4、动学和动力学分析，以确定系统及其各以确定系统及其各个构件在任意时刻的个构件在任意时刻的位置、速度加速度位置、速度加速度和力和力的大小，分析的大小，分析强度和变形强度和变形大小等大小等12WHAT？通俗说仿真通俗说仿真(simulation)“仿真仿真仿真仿真”就是在就是在计算机计算机上，借助相关上，借助相关的软件的软件模仿模仿真实的真实的:零件、产品的结构零件、产品的结构运动运动受力受力制造制造装配装配并并对其进行各种分析对其进行各种分析13Why？为什么要仿真？为什么要仿真？/目的？目的？不用做不用做真实的实物真实的实物样机、实验、试验样机、实验、试验提前把握行不行？提前发现设计问题提前把握

5、行不行？提前发现设计问题进行科学研究进行科学研究从而：从而：缩短开发时间缩短开发时间(T)减少成本减少成本(C)提高质量提高质量(Q)14机械行业“仿真分析”常用软件ADAMSRECURDYNADINANASTRONANSYSFLUENTCATIA、UG、PROE、SOLIDWORKS.甲方承认否？16产品的数字化三维建模产品的数字化三维建模（零件、装配）（零件、装配）完成后完成后还要做哪些工作还要做哪些工作?仿真软件应用流程仿真软件应用流程流体、电磁等分析工具流体、电磁等分析工具机构运动学机构运动学/动力学分析动力学分析机械有限元分析机械有限元分析(如如温度温度、强度强度、刚度刚度、振动振动

6、等等)疲劳分析疲劳分析机械载荷机械载荷载荷历程载荷历程计算结果计算结果流体、电磁流体、电磁载荷载荷机械机械载荷载荷多物多物理场理场耦合耦合分析分析系统系统完整完整oCAD软软件件双向双向驱动驱动18一定还要做许多一定还要做许多分析分析工作工作o空间分析-看看什么?o运动分析-看看什么?o装配分析-看看什么?o力学分析-看看什么?o性能分析-看看什么?o19本讲座的主要内容o注释和数字样机浏览o空间分析o运动分析o力学分析o安装/拆卸分析20软件的DMU模块/能做哪些事？：21注释与浏览o注释22注释与浏览o浏览方式123注释与浏览o浏览方式224注释与浏览o浏览方式325注释与浏览o浏览方式4

7、27本讲座的主要内容o标注和数字样机浏览o空间分析o运动分析o力学分析o安装/拆卸分析空间分析DMU Space AnalysisCATIA 电子样机电子样机可以使用在可以使用在:组件之间的对比组件之间的对比 组件内部的检查组件内部的检查 组件和特征之间的测量组件和特征之间的测量 创建和使用截面创建和使用截面29DMU提供了哪些空间分析分析工具？干涉检查干涉检查创建截面创建截面距离检查距离检查产品对比产品对比测量测量测量项目测量项目圆弧测量圆弧测量惯量测量惯量测量3D 标注标注标注标注标注管理标注管理创建组创建组30 简单-常规测量分析31最小距离分析测量测量产品、组、组件、零件等之间的距离测

8、量产品、组、组件、零件等之间的距离可以是动态的数值可以是动态的数值32Band分析用户定义的最大最小值之间区域为绿色用户定义的最大最小值之间区域为绿色小于最小值用红色小于最小值用红色Band Analysis通过用户的定义来显示通过用户的定义来显示结果结果28,51 mmAMini.distanceMaxi.distanceMini.distanceMaxi.distance自定义区域（Band）分析3334圆弧测量可以通过三点测量一段圆弧可以通过三点测量一段圆弧可得到可得到:可以在界面上保留结果可以在界面上保留结果35“干涉”检查分析（clash）检查设计检查设计修改设计修改设计结果结果Cl

9、ash:红色表示发生干涉红色表示发生干涉Contact:黄色表示接触黄色表示接触.Clearance:净空：绿色表示净空：绿色表示距离小于指定距离小于指定的数值的数值定义可以在定义可以在Tools/Option中进行设置中进行设置36“干涉”检查分析-类型理解结果结果Clash:红色表示发生干涉红色表示发生干涉Contact:黄色表示接触黄色表示接触.Clearance:净空：绿色表示净空：绿色表示距离小于指定距离小于指定的数值的数值定义可以在定义可以在Tools/Option中进行设置中进行设置37“干涉”检查分析-类型理解结果结果Clash:红色表示发生干涉红色表示发生干涉Contact:

10、黄色表示接触黄色表示接触.Clearance:净空：绿色表示净空：绿色表示距离小于指定距离小于指定的数值的数值定义可以在定义可以在Tools/Option中进行设置中进行设置38“干涉”检查分析-类型理解结果结果Clash:红色表示发生干涉红色表示发生干涉Contact:黄色表示接触黄色表示接触.Clearance:净空：绿色表示净空：绿色表示距离小于指定距离小于指定的数值的数值定义可以在定义可以在Tools/Option中进行设置中进行设置39截面工具介绍40截面工具-用途间距检查间距检查3D截面截面干涉检查干涉检查41在截面中进行标注三种形式三种形式:-测量测量:-3D 文本文本:-2D

11、注释注释:42在截面中测量双击截面双击截面选择测量项目选择测量项目12显示截面显示截面3选择测量对象选择测量对象4OK7点击点击6移动结果位置移动结果位置543截面工具-用途-实例44产品对比对比设计伙伴的模型对比设计伙伴的模型检查设计演变过程（设计版本对比）检查设计演变过程（设计版本对比）3DMap绿色绿色代表去除的材料代表去除的材料红色红色代表增加的代表增加的黄色黄色是相同的是相同的45参观感受-虚拟现实技术4647我们的重点内容o空间分析o机构仿真&运动分析o安装/拆卸分析o力学分析机构仿真和运动分析DMU Kinematics SimulatorCATIA电子样机电子样机49DMU之-

12、机构仿真/运动分析-先感受50机构仿真和运动分析机构仿真和运动分析怎么做？怎么做？-Pro/E51General ProcessFrom an assembly document,or a wire frame assemblyBrowse the Mechanism3Create the Joints and eventually define the Laws1Analyze the Results and Modify eventually the Mechanism or the Part5OR Convert Constraintsinto V5 Mechanism2Create a

13、 Simulation and a Replay452BASED ON CATIAo转动副/铰链revolute核心是添加好零件之间的运动副核心是添加好零件之间的运动副/接头！接头！53o滑动副prismatic54o圆柱副 cylindrical55o螺旋副screw56o圆球副sphericalo平面副planar o刚性连接rigid57o 点-曲线副point-curve58o 滑动曲线副slide-curve59o 滚动曲线副roll-curve60o 点面副point-surface61o 万向接头副universaloCV接头62o齿轮副gearo齿条63o线缆/滑轮接头cabl

14、e64o坐标对齐65运动仿真分析怎么做？-基本思想/过程-总结总结在装配环境中调入零件 加各种运动副joint/创建机构mechanism 加驱动 drive&固定fix 仿真simulation分析66Joints-接头接头/运动副定义总结回顾运动副定义总结回顾67装配约束 转换成 运动副o并不好用！并不好用！68速度和 加速度o可以测量物体上某一点 相对于参考件的a vo驱动（command）必须使用f(x)定义o必须有时间 参数的引入6970机构仿真 和碰撞检测71轨迹动态仿真和扫掠体积72仿真视频（mpgavi）制作?73数字样机运动分析 综合实例冲床指南车74数字化样机的装配分析（自

15、学）o帮助设计者进行产品的组装检查o记录装配时零件的路径o分析组装零件时移动零件所需求的空间，检查零件间的干涉情况o自动找出零件的装配路径（迷宫功能）o录制产品动态组装情况，用于产品展示75看看看看仿真分析仿真分析在其他行业的应用在其他行业的应用数字化三维人体运动的计算机仿真研究数字化三维人体运动的计算机仿真研究-蹦床蹦床 76看看看看仿真分析仿真分析在其他行业的应用在其他行业的应用大型公共设施安全问题研究大型公共设施安全问题研究-应急疏散应急疏散77看看看看仿真分析仿真分析在其他行业的应用在其他行业的应用基于布料运动实例数据的虚拟人服装动画方法研究基于布料运动实例数据的虚拟人服装动画方法研究

16、78专项训练专项训练3-简单机构的简单机构的空间分析和运动仿真分析空间分析和运动仿真分析单缸曲柄单缸曲柄-连杆连杆-活塞机构活塞机构.不要求零件的细节设计！不拘束软件不要求零件的细节设计！不拘束软件.附加附加:V-A分析分析(可不做可不做).呈交结果？呈交结果？(运动的视频文件运动的视频文件+空间分析的抓图空间分析的抓图+VA分析的抓图分析的抓图)79工程仿真 分析 经验简介三维建模三维建模/加材质加材质有限元计算有限元计算网格划分网格划分位移边界条件确定位移边界条件确定受力边界条件确定受力边界条件确定计算结果查看计算结果查看o基本过程：基本过程：80工程仿真 分析 简介o分类：分类：组件？单个零件？组件？单个零件？静力？动力？静力？动力？振动模态？振动模态？流体？固体？气体？耦合？流体？固体？气体？耦合？热传导？电？磁？热传导？电？磁？.81下次课内容o基于三维数字模型的加工代码设计