练习一MotionView交互式建模与仿真

1、练习一 Motio nView 交互式建模与仿真本示例将练习以下四个方面内容：（1 ）创建汽车后备箱盖四杆机构；（2）为模型附加H3D格式图形文件；（3）使用MotionSolve进行机构运动学分析；（4）查看MotionSolve求解结果。练习中使用的模型如 图1所示。图2显示了将要创建的四杆机构。表1列出了模型中构件定位点坐标。图1汽车后备箱盖模型图2汽车后备箱盖四杆机构简图表1模型中构件定位点Poi ntXYZLabelVariableAP_a9215801124BP b9185801114CP c9155801104DP d8965801106EP_e8785801108FP f878

2、5801118GP g8305801080HP h7905801088IP i8255801109下的 motion_curve.csv,复制路径 <installation directory>tutorialsmv_hv_hgmbd_modelinginteractivecreatePo in ts.tcl, poin t_data.csv, trun k.hm和trunklid.hm文件到工作文件夹<working directory> 下。第1步：创建点1. 启动 MoitionView2. 点击工具栏 Points按钮：3. 点击Add注：PointPai r

3、用来创建以总体坐标系中X-Z平面为对称面的两个对称点4. 在Label栏中输入Point A5. 在Variable栏中输入p_ALabel用来帮助用户辨别不同的对象，Variable将提供给Moiti on View以识别不同的对象。当然，在AddPoint or PointPair对话框中可以使用默认的名称。6. 点击OK，弹出Points面板，Point A高亮显示在点列表中。7. 输入Point A的坐标值 X，丫和Z8. 重复第37步，创建点 Bl。注意在 Add Point or PointPair 对话框中替换每个点的Label和Variable 。注：点击Apply按钮可以一次

4、创建多个点。Data Summary 对话框将显示所有已创建的点，同时在这个对话框中可以修改点的坐标值。9. 上述点也可通过createPoints.tcl二次开发脚本创建。创建步骤如下：(1) 启动 MotionView(2 )在 Tools 菜单下选择 Comma nd Win dow(3) 键入 <working directory>createPoints.tcl ，点击 ENTER(4) 选择 <working directory>point_data.csv£ rkCon. 1.6 KainI- tlX|fait QtxnsQ电 Edit Lut&

5、lt;rpBiitflrjr 曲*cansole dlarjUay active 1 *(By Docufeems) 1 * cd DmtitetacE-ive图3使用createPoints.tcl脚本创建坐标点10.从视窗控制面部将视图转换为Lft视图图4已创建坐标点的分布第2步：创建体(bodies)汽车后备箱盖机构由四个刚性杆连接而成，它们分别是：grou nd , in put, coupler和follower。默认情况下，Motio nView 将自动创建grou nd，本步骤中将介绍描述如何创建in put， coupler和follower 。1. 点击工具栏中Bodies按

6、钮 w2. 点击 Add，弹出 Add Body or BodyPair 对话框3. 在Label栏中输入In put link，使用默认的 Variable名称4. 点击OK此时，弹出Bodies面板，新建的体将高亮显示在左侧的模型树中。5. 点击 Properties 标签6. 键入下列数值：-Mass=1-Ixx， Iyy， lzz=1000 ， Ixy， Ixz， lyz=07. 激活CM Coordinates标签。在Origin按钮下点击Point，此时，Point按钮将被浅蓝色方框包围，表 明Point处于激活状态。8. 再次点击Point按钮，在弹出的 Select a Poi

7、nt对话框中选择 G。或者在图形区按住鼠标左键直至出现G，释放鼠标，即可选择Point G。使用默认方向 orient two axes 。注：上面提及的两种方法可以应用到其他实体选择操作中，如体，铰链等。在选择大地(Ground Body)或总体坐标原点(Global Origin )时，可以点击图形区的总体坐标系符号。9. 重复步骤19，创建余下的刚性杆Follower和Coupler。指定质量及转动惯量为：-Mass=1-Ixx， Iyy， Izz=1000 ， Ixy， Ixz， Iyz=010. 分别指定B和D为刚性杆Follower和Coupler的质心。第3步：创建旋转副(rev

8、olute joints )A，C，E和F上，方向平行于总体坐汽车后备箱盖机构由四个旋转副连接而成，旋转副的分别位于点标Y轴。1.点击工具栏中Joi nt按钮-2. 点击 Add，弹出 Add Joi nt or Joi ntPair 对话框3. 在Label栏中输入Ground-Follower，使用默认的变量名4. 在 Type 栏中旋转 Revolute Joi nt5. 点击OK。此时弹出Joi nt面板，新建的旋转副高亮显示在模型树中。6. 在Connectivity标签中点击 Body1，此时Body1按钮被浅蓝色方框包围。7. 在图形区按住鼠标左键滑过总体坐标系图标直至显示Gro

9、und Body，释放鼠标左键。此时Bodies面板中Ground Body已被选作Body1，而浅蓝色方框移动到Body2按钮，表面Body2处于激活状态。8. 点击Body2，弹出Select a Body 对话框9. 在模型树左侧区域选择Bodies列10. 在右侧区域选择 Follower11. 点击OK返回Connectivity标签12. 在Origin栏下点击 Point两次，弹出 Select a Point对话框13. 选择Point A作为旋转副的原点14. 点击OK15. 在Alignment Axis下指定旋转副的方向。点击Point左侧下三角符号并选择Vector16

10、. 选择Global Y作为旋转副方向17. 重复步骤115,创建余下旋转副：表2四杆机构中相关约束副参数Revolute Joint LabelBody1Body2Poi ntVectorGroun d-FollowerGroundFollowerAGlobal YFollower-CouplerFollowerCouplerCGlobal YCoupler- In putCouplerIn put LinkEGlobal YIn put-Gro undIn put LinkGroundFGlobal Y第4步：指定机构运动机构的运动输入可以指定为Lin ear， Expression或Cu

11、rve。本例中将使用一条曲线作为机构动力输入。1. 点击工具栏中Curves按钮一卜2. 点击Add，弹出 Add Curves对话框3. 为新创建的曲线指定名称（Label ）和变量名（Variable）4. 点击OK，弹出Curves面板，新创建的曲线高亮显示在模型树中5. 选择2D Cartesian和X，然后点击文件浏览按钮匸，弹出Select a file对话框6. 选择 motion_curve.csv7. 默认选择 Type : UnknownRequest : Block 1Component : Column 18. 激活单选按钮y,注意到此时 motion_curve.cs

12、v文件已被选择9. 设置 Type : UnknownRequest : Block 1Component : Column 210. 点击Show Curve按钮可以预览曲线11. 点击工具栏中 Motions按钮二"，弹出Motions面板12. 点击 Add，弹出 Add Motion or MotionPair 对话框13. 为新的运动关系指定名称(Label )和变量名(Variable )14. 点击OK，新的运动关系咼亮显示在模型树中注：这种使用曲线来指定机构运动关系的方法也可用来指定其它约束(如Force , Spring Damper ,Bushing等)的属性15

13、. 在Co nn ectivity标签中点击 Joi nt两次，弹出 Select a Joi nt对话框16. 从模型树中选择名为Input-Ground的旋转副17. 在Properties标签中点击 Lin ear右侧下三角符号选择 Curve18. 点击Curve两次，弹出Select a Curve对话框19. 从模型树中选择已创建的曲线并点击OK。第5步：创建输出创建结果输出有三种方式：(1) 使用 Bodies , Points和Markers默认的结果输出(2) 直接查询 Force , Bushing 和 Springle-damper 对象输出(3) 创建基于上述对象输出项

14、目的数学表达式进行结果输出在本步骤中将练习：(1) 创建两物体间的位移输出(2) 使用数学表达式创建In put Link物体上特定点 G相对总体坐标系的位移输出。1. 在工具栏中点击 Outputs按钮 ，弹出Outputs面板2. 点击Add，弹出 Add an Output对话框3. 为新创建的输出指定名称（Label ）和变量名（Variable ）,也可使用默认值4. 点击0K5. 创建两物体上两点之间的位移输出-Body 1 和 Body 2 分别选择 In put Link 和 Grou nd Body-Pt on Body1 和 Pt on Body2 分别选择 Point 1

15、 和 Global Origin-记录两点间的位移（一点相对另一点位移）6. 创建另一个输出：In put Link质心与总体坐标原点的X方向位移输出。-点击工具栏中Outputs按钮-点击Add-使用默认的名称和变量名-点击OK-在 Properties 标签中选择 Expressions图5输出面板-点击F2栏，此时激活fx按钮，点击fx按钮弹出Expression Building 对话框图 6 Expression Building 对话框-在Motion标签中选择DX-将光标置于DX后的括号内Bodies/Gr ound Body/cm-在Properties标签中，打开模型树:-选

16、择 idstringidfiAlf 血 ikinlriEE if ut*_ia_ri t 4_阴J vtr4 n«i>tVWTiwinSil«k«lmt- idii'ji图7模型树-点击Apply-添加一个逗号(，)以分割下一个表达式。-在 Properties 标签中，打开模型树：Bodies/Ground Body/Input link/cm-选择 idstring-点击Apply7. 编辑窗口中的表达式与下列表达式相一致'DX (MODEL.B_GROUND.cm.idstring,MODEL.b_0.cm.idstring)'

17、'DX(the_model.B_Gro un d.cm.idstri ng,the_model.b_0.cm.idstri ng)'8. 点击OK注：上述表达式中变量名b_0代表in put link。如果在创建in put li nk时指定了不同的变量名，那么要使用这个指定的变量名来代替上式中的b_0。所有表达式均要求写在符号 ''之间，该符号前后都不能有任何类似字母、空格以及数字等字符，否则MotionView会显示下图所示的错误信息，该符号与键盘中键为同一按键，而不是引号键。'oimectivi ty*ropeiti es;Define by：Ex

18、pression：|Expr«ssicn |Error Evaluatiftg9. 如需检查错误，可进入 Tools菜单下选择Check Model模型中所有的错误将在 Message Log中列出。第6步：添加显式图形从广义上说，Motio nView 中的图形分为三类：隐式 (Implicit)，显式(explicit)和外部图形 (externalgraphics )。Implicit Graphics -指创建points , bodies , joints等对象时在 MotionView中生成的小图标。它们只在建模 过程中帮助用户确认操作正确与否，在运行仿真过程动画时不显示

19、。Primitive Graphics-指圆柱，立方体，球体等基本图形，用以帮助用户更好的查看模型External Graphics -用户可以将多种格式 的 CAD文件及 HyperMesh 文件输入至U MotionView 中。MotionView 的Import CAD or FE 菜单能够将 CAD文件及 HyperMesh文件转换成 MotionView 可以 识别的h3d格式文件。同时，用户可将.g文件，ADAMS的.shl文件以及wavefront的.obj文件直接输入到MotionView 中。1. 打开所有的隐式图形(Implicit graphics )-在 Model

20、菜单中选择 Implicit Graphics .-激活Visible复选框-隐式图形的状态(图形显示或隐藏)将不会保存在当前的模型文件中。MotionView在以下几种情况中使用默认设置：(1) 在其它窗口中创建一个新的模型(2) 启动一个新的会话(3) 载入一个已有的.mdl或.mvw模型到新的会话中-为了更好的观察四杆机构，需要在模型中添加显式图形(explicit graphics )2. 在工具栏中点击 Graphics按钮3. 点击 Add，弹出 Add Graphics or Graphics 对话框4. 在Add Graphics or Graphics 对话框中输入图形名称

21、(Label)和变量名(Variable )，可以使用默认的名称5. 在Type下拉菜单中选择Cylinder并点击OK6. 在Connectivity标签中，双击 Body按钮，在 Select a Body列表中选择 Follower并点击 OK。此时，新创建的图形与Body相关联。7. 点击Origin下的Point指定圆柱的原点8. 选择 Point A9. 点击 Directi on 下的 Poi nt10. 选择 Point C11. 在Propertie标签中的 Radius 1栏中输入 212. 重复步骤211，为余下的Bodies创建图形。第7步：添加外部模型MotionVi

22、ew 可通过 HyperMesh 将 HyperMesh、Catia、IGES、STL、VDAFS、ProE 及 UG 等格式的模 型转换成Moti on View识别的文件以生成更加准确的图形。 本步骤中将使用这种转换功能将一个HyperMesh格式的汽车后备箱盖文件转换成 H3D格式文件。1. 在 Tools 菜单中选择 Import CAD or FE ，弹出 Import CAD or FE 对话框2. 在 Input File 栏中选择 HyperMesh3. 在Output File栏中选择H3D4. 点击In put File右侧的文件浏览器按钮，选择trun klid.hm作为

23、输入文件5. 点击Output File右侧的文件浏览器按钮，指定输出的H3D格式文件名为trunklid.h3dImport CAD or FE 程序将后台运行 HyperMesh将HyperMesh格式文件转换成 H3D文件。6. 点击OK，转换结束后，将提示转换成功信息"Import Succeeded !”7. 按照步骤16将trunk.hm转换为trunk.h3d第8步：输入 H3D文件，并将trun klid.h3d 文件与In put link 关联1. 点击工具栏中的 Graphics按钮，弹出 Graphics面板2. 点击Add，在Add Graphics or

24、GraphicPair对话框中，指定图形名称及变量名3. 在Type下列菜单，选择 File。确认one graphic per component 复选框未激活。点击文件浏览按钮，选择trunklid.h3d文件并点击 OK。4. 在Connectivity标签中，双击 Body 按钮，在 Select a Body列表中选择 Follower并点击OK。5. 重复步骤14将trunk.h3d与Ground相关联。第9步：使用MotionSolve 求解模型MotionSolve可以进行多体系统的静力学、准静力学、运动学及动力学分析。它与MotionView完全集成，MotionSolve的输入文件是由 MotionView 创建XML格式文件。本步骤将使用 MotionSolve执行汽车后备箱盖的运动学分析，仿真时间为1s,仿真步长0.0025s。