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第1篇 动力学分析篇2

第1章 运动仿真基础2

1.1 运动分析概述3

1.1.1 什么是运动分析3

1.1.2 理论力学4

1.1.3 运动仿真的实现4

1.1.4 Gruebler5

1.2 运动分析的进入和执行6

1.2.1 进入仿真模块6

1.2.2 执行运动分析8

1.3 运动仿真选项10

1.3.1 运动仿真界面10

1.3.2 运动仿真导航器10

1.3.3 运动工具栏11

1.3.4 动画控制工具栏13

1.4 UG NX 8.0平台15

1.4.1 操作系统要求15

1.4.2 硬件要求15

1.4.3 系统约定17

第2章 连杆、质量及材料18

2.1 连杆的定义19

2.1.1 创建连杆19

2.1.2 质量特性20

2.1.3 定义质量特性20

2.2 材料22

2.2.1 调用材料22

2.2.2 定义材料24

2.2.3 材料库25

第3章 运动副27

3.1 运动副的定义28

3.1.1 运动副的定义28

3.1.2 运动副的类型28

3.2 创建运动副30

3.2.1 创建运动副的步骤30

3.2.2 创建啮合连杆31

3.2.3 固定33

3.2.4 旋转副33

3.2.5 滑动副36

3.2.6 柱面副38

3.2.7 球面副41

3.2.8 万向节43

3.2.9 平面副49

3.2.10 螺旋副50

3.3 实例——三连杆运动机构55

3.3.1 创建连杆55

3.3.2 创建运动副57

3.3.3 动画分析60

3.4 实例——冲床模型61

3.4.1 装配转盘61

3.4.2 装配冲头64

3.4.3 创建连杆与运动副66

3.4.4 动画分析69

3.4.5 优化模型70

3.5 实例——台虎钳模型71

3.5.1 创建连杆和运动副71

3.5.2 创建台虎钳动画74

第4章 传动副76

4.1 创建传动副77

4.1.1 齿轮副77

4.1.2 创建齿轮副77

4.1.3 创建蜗轮蜗杆运动78

4.1.4 齿轮齿条副81

4.1.5 创建齿轮齿条副82

4.1.6 线缆副83

4.1.7 滑轮模型83

4.2 实例——二级减速器87

4.2.1 创建连杆和旋转副87

4.2.2 创建齿轮副与动画89

4.3 实例——汽车转向机构90

4.3.1 创建连杆90

4.3.2 创建运动副92

4.3.3 创建齿轮齿条副94

4.3.4 运动分析95

4.4 实例——汽车刮雨器96

4.4.1 创建连杆97

4.4.2 创建运动副98

4.4.3 创建传动副101

第5章 约束104

5.1 创建约束105

5.1.1 点在曲线上105

5.1.2 创建点在曲线上105

5.1.3 线在线上副108

5.1.4 创建线在线上副108

5.1.5 点在曲面上副110

5.1.6 创建点在曲面上副111

5.2 实例——玻璃切割机模型114

5.2.1 创建连杆和运动副114

5.2.2 创建约束116

5.2.3 结果分析118

5.3 实例——仿型运动机构119

5.3.1 运动要求及分析思路119

5.3.2 创建辅助对象120

5.3.3 创建连杆122

5.3.4 创建运动副123

5.3.5 创建约束125

5.3.6 运动分析126

第6章 力的创建128

6.1 载荷129

6.1.1 标量力129

6.1.2 创建标量力130

6.1.3 矢量力133

6.1.4 创建矢量力133

6.1.5 创建标量扭矩136

6.1.6 矢量扭矩137

6.1.7 创建矢量扭矩137

6.2 重力与摩擦力141

6.2.1 重力142

6.2.2 摩擦力142

6.2.3 实例——摩擦力试验144

第7章 连接器147

7.1 弹性连接148

7.1.1 弹簧148

7.1.2 弹簧力148

7.1.3 创建拉伸弹簧149

7.1.4 创建扭转弹簧151

7.1.5 弹簧柔性变形动画154

7.1.6 衬套157

7.1.7 创建衬套158

7.2 阻尼连接162

7.2.1 阻尼162

7.2.2 创建阻尼162

7.3 接触单元165

7.3.1 2D接触165

7.3.2 创建2D接触166

7.3.3 3D接触原理167

7.3.4 创建3D接触168

7.4 离合器170

7.4.1 离合器运动分析171

7.4.2 创建连杆172

7.4.3 创建运动副173

7.4.4 创建连接器与力175

7.4.5 动画分析177

7.4.6 图表输出178

7.5 实例—撞击试验180

7.5.1 创建连杆180

7.5.2 创建运动副181

7.5.3 创建力与连接器182

7.5.4 创建动画185

7.5.5 修正参数186

7.5.6 图表输出188

第8章 仿真结果输出191

8.1 动画分析192

8.1.1 常规驱动192

8.1.2 铰链运动驱动193

8.1.3 电子表格驱动196

8.1.4 静力平衡196

8.1.5 求解器参数198

8.2 电子表格198

8.2.1 电子表格和系统平台198

8.2.2 创建和编辑电子表格199

8.2.3 电子表格驱动模型200

8.3 图表输出202

8.3.1 UG NX图表输出203

8.3.2 电子表格输出207

8.4 创建照片与视频209

8.4.1 创建照片209

8.4.2 创建视频210

第9章 机构检查212

9.1 封装选项213

9.1.1 干涉检查213

9.1.2 测量216

9.1.3 追踪219

9.2 标记222

9.2.1 标记223

9.2.2 智能点225

9.2.3 传感器227

9.3 实例——剪式千斤顶230

9.3.1 运动要求及分析思路230

9.3.2 创建连杆231

9.3.3 创建剪式机构运动副232

9.3.4 创建螺杆机构运动副234

9.3.5 干涉检查238

9.3.6 转速和顶起速度的图表240

9.3.7 测量最大顶起高度242

第10章 XY函数编辑器245

10.1 运动函数246

10.1.1 多项式函数246

10.1.2 简谐运动函数248

10.1.3 间歇函数252

10.2 AFU格式表255

10.2.1 对话框选项255

10.2.2 使用随机数字256

10.2.3 执行波形扫掠260

10.2.4 从栅格数字化261

10.2.5 从数据（绘图）数字化263

10.2.6 从文本（电子表格）编辑器键入265

10.3 实例——料斗运动267

10.3.1 分析思路267

10.3.2 定义连杆269

10.3.3 创建料斗函数270

10.3.4 创建外壳函数272

10.3.5 创建辅助连杆函数274

10.3.6 运动分析275

10.3.7 干涉检查279

10.3.8 创建视频280

第11章 模型优化281

11.1 实例——起重机模型优化282

11.1.1 定义载荷282

11.1.2 运动分析284

11.1.3 编辑主模型尺寸285

11.1.4 更新主模型285

第12章 动力学分析综合实例287

12.1 实例——注塑模288

12.1.1 运动要求及分析思路288

12.1.2 创建连杆289

12.1.3 动模动作291

12.1.4 滑块动作292

12.1.5 顶针板动作294

12.1.6 项出杆动作296

12.1.7 动画分析298

12.1.8 图表输出299

12.2 实例——落地扇301

12.2.1 运动要求及分析思路301

12.2.2 创建连杆302

12.2.3 运动副303

12.2.4 创建传动副305

12.2.5 动画分析308

第2篇 有限元分析篇310

第13章 有限元分析准备310

13.1 分析模块的介绍311

13.2 有限元模型和仿真模型的建立311

13.3 求解器和分析类型312

13.3.1 求解器313

13.3.2 分析类型313

13.4 模型准备314

13.4.1 理想化几何体314

13.4.2 移除几何特征315

13.4.3 拆分体316

13.4.4 中面317

13.4.5 缝合318

13.4.6 分割面319

第14章 建立有限元模型320

14.1 材料属性321

14.2 添加载荷325

14.2.1 载荷类型325

14.2.2 载荷添加矢量325

14.2.3 载荷添加方案326

14.3 边界条件的加载327

14.3.1 边界条件类型327

14.3.2 约束类型327

14.4 划分网格328

14.4.1 网格类型328

14.4.2 零维网格329

14.4.3 一维网格330

14.4.4 二维网格330

14.4.5 三维四面体网格332

14.4.6 三维扫描网格332

14.4.7 接触网格333

14.4.8 曲面接触网格335

14.5 创建解法336

14.5.1 解算方案336

14.5.2 步骤-子工况336

第15章 有限元模型的编辑338

15.1 分析模型的编辑339

15.1.1 抑制特征339

15.1.2 释放特征339

15.1.3 编辑有限元特征参数339

15.1.4 主模型尺寸编辑340

15.2 单元操作341

15.2.1 拆分壳341

15.2.2 合并三角形单元342

15.2.3 移动节点342

15.2.4 删除单元343

15.2.5 创建单元343

15.2.6 单元拉伸343

15.2.7 单元回转344

15.2.8 单元复制和平移345

15.2.9 单元复制和投影345

15.2.10 单元复制和反射346

15.3 仿真模型的检查346

15.3.1 单元形状检查346

15.3.2 单元轮廓检查347

15.3.3 节点检查347

15.3.4 二维单元法向检查348

15.4 节点／单元信息348

15.5 仿真信息总结349

第16章 分析和查看结果350

16.1 分析351

16.1.1 求解351

16.1.2 分析作业监视器351

16.2 后处理控制352

16.2.1 后处理视图353

16.2.2 标识（确定结果）354

16.2.3 标记开／关355

16.2.4 动画355

16.3 实例——柱塞有限元分析356

16.3.1 有限元模型的建立356

16.3.2 求解359

16.3.3 后处理360

第17章 球摆分析综合实例362

17.1 模型的建立363

17.2 模型装配364

17.3 运动分析365

17.4 结构分析368