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今天在YouTube上看到一个视频，在ug运动仿真模块下做弹簧的运动仿真，其仿真思路比较新奇，在这里跟大家分享一下。
我们已经知道，在ug中进行弹簧这类非刚体的仿真，可通过参数动画完成，也可基于有限元的方式，通过运动仿真模块进行仿真，而该作者采取的是将截面为圆的圆柱弹簧，沿着圆柱弹簧的轴线用基准面拆分成两部分，这两部分的结合面处用多个回转副进行连接，且同侧相邻两连杆间用平行副进行约束，仿真的时候让弹簧沿着轴线移动，即可得到弹簧的运动仿真。
接下来我们通过实例操作，按照以上的仿真思路进行建模和仿真：
建立弹簧模型
菜单 - 插入 - 曲线 - 螺旋线，在螺旋线对话框设置直径为20，螺距为10， 圈数为4，如图1所示，确定后得到螺旋线；
图1 螺旋线的参数设置
菜单 - 插入 - 在任务环境中使用草图，弹出的创建草图对话框，指定XC平面为草图平面，指定草图水平矢量和草图原点后确定，使用草图中的交点命令，创建螺旋线跟草图平面的所有交点，一共8个，这些辅助点用于在仿真模块建立回转副时，指定回转副的原点，如图2所示；
图2 在草图中绘制螺旋线与草图平面的交点
菜单 - 插入 - 扫掠 - 管，弹出管对话框，选择螺旋线作为路径，设置横截面外径为5，内径为0，确认后得到实体弹簧模型。
分割弹簧模型
菜单 - 插入 - 修剪 - 拆分体，选择实体弹簧模型为目标，指定XC平面为工具面，确定后弹簧被XC平面剖分为两部分（弹簧模型被拆分成9个实体），如图3所示。
图3 拆分弹簧模型
建立连杆，回转副，移动副，平行副；
切换至运动仿真模块，分别选弹簧模型的各个部分建立连杆，一共9个连杆，其中最下面的一段为无运动副固定连杆； 拆分面两侧的连杆通过转动副进行连接，一个8个回转副，因为拆分截面为非圆曲线，原点可选择草图中对应的交叉点，矢量方向为XC；
最上面的一段弹簧建立一个竖直方向的固定移动副，并给该移动副添加驱动，速度为10； 要使弹簧仿真时可以沿着竖直方向运动，还需要用平行副约束同侧相邻两连杆彼此平行，平行的矢量方向竖直向上，一共7个平行副，如图4所示；
图4 同侧相邻连杆建立平行副约束
从上面的仿真思路可以看出，该仿真方案仅适用于截面为圆的弹簧，如果弹簧为非圆型截面，则该仿真方法不可用。
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发表于 2020-6-27 20:20:55
