练习一 MotionView交互式建模与仿真

练习一MotionView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x图2汽车后备箱盖四杆机构简图表1模型中构件定位点PointXYZLabelVariableAP_a9215801124BP_b9185801114CP_c9155801104Dp_d8965801106EP_e8785801108FP_f8785801118Gp_g8305801080HP_h7905801088IP_i8255801109复制路径〈installationdirectory>\tutorials\mv_hv_hg\mbd_modeling\interactiveT的motion_curve.csv,createPoints.tcl,point_data.csv,trunk.hm和trunklid.hm文件至|工作文件夹<workingdirectory〉下。第1步：创建点启动MoitionView点击工具栏Points按钮°点击Add注：PointPair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在Label栏中输入PointA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MoitionView以识别不同的对象。当然，在AddPointorPointPair对话框中可以使用默认的名称。点击OK,弹出Points面板，PointA高亮显示在点列表中。输入PointA的坐标值X,Y和Z重复第3~7步，创建点B~I。注意在AddPointorPointPair对话框中替换每个点的Label和Variable。注：点击Apply按钮可以一次创建多个点。DataSummary...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。上述点也可通过createPoints.tcl二次开发脚本创建。创建步骤如下：启动MotionView在Tools菜单下选择CommandWindow.键入<workingdirectory>\createPoints.tcl,点击ENTER选择<workingdirectory>\point_data.csv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。 ：O；Zc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：ground,input,coupler和follower。默认情况下，MotionView将自动创建ground，本步骤中将介绍描述如何创建input，coupler和follower。点击工具栏中Bodies按钮当点击Add，弹出AddBodyorBodyPair对话框在Label栏中输入Inputlink，使用默认的Variable名称点击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。点击Properties标签键入下列数值：-Mass=1-Ixx，Iyy，Izz=1000，Ixy，Ixz，Iyz=0激活CMCoordinates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。再次点击Point按钮，在弹出的SelectaPoint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PointG。使用默认方向orienttwoaxes。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(GroundBody)或总体坐标原点(GlobalOrigin)时，可以点击图形区的总体坐标系符号。重复步骤1~9,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=0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(revolutejoints)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A，C，E和F上，方向平行于总体坐标Y轴。点击工具栏中Joint按钮*点击Add,弹出AddJointorJointPair对话框在Label栏中输入Ground-Follower,使用默认的变量名在Type栏中旋转RevoluteJoint点击OK。此时弹出Joint面板，新建的旋转副高亮显示在模型树中。在Connectivity标签中点击Body1，此时Body1按钮被浅蓝色方框包围。在图形区按住鼠标左键滑过总体坐标系图标直至显示GroundBody，释放鼠标左键。此时Bodies面板中GroundBody已被选作Bodyl，而浅蓝色方框移动到Body2按钮，表面Body2处于激活状态。点击Body2，弹出SelectaBody对话框在模型树左侧区域选择Bodies列在右侧区域选择Follower点击OK返回Connectivity标签在Origin栏下点击Point两次，弹出SelectaPoint对话框选择PointA作为旋转副的原点点击OK在AlignmentAxis下指定旋转副的方向。点击Point左侧下三角符号并选择Vector选择GlobalY作为旋转副方向重复步骤1~15，创建余下旋转副：表2四杆机构中相关约束副参数RevoluteJointLabelBody1Body2PointVectorGround-FollowerGroundFollowerAGlobalYFollower-CouplerFollowerCouplerCGlobalYCoupler-InputCouplerInputLinkEGlobalYInput-GroundInputLinkGroundFGlobalY第4步：指定机构运动机构的运动输入可以指定为Linear，Expression或Curve。本例中将使用一条曲线作为机构动力输入。选择2DCartesian和X,然后点击文件浏览按钮日，弹出Selectafile对话框选择motion_curve.csv默认选择Type：UnknownRequest：Block1Component：Column1激活单选按钮y，注意到此时motion_curve.csv文件已被选择设置 Type：UnknownRequest：Block1Component：Column2点击ShowCurve…按钮可以预览曲线点击工具栏中Motions按钮一，弹出Motions面板点击Add，弹出AddMotionorMotionPair对话框为新的运动关系指定名称（Label）和变量名（Variable）点击OK，新的运动关系高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，SpringDamper，Bushing等）的属性在Connectivity标签中点击Joint两次，弹出SelectaJoint对话框从模型树中选择名为Input-Ground的旋转副在Properties标签中点击Linear右侧下三角符号选择Curve点击Curve两次，弹出SelectaCurve对话框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InputLink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AddanOutput对话框为新创建的输出指定名称（Label）和变量名（Variable）,也可使用默认值点击OK创建两物体上两点之间的位移输出-Body1和Body2分别选择InputLink和GroundBody-PtonBody1和PtonBody2分别选择Point1和GlobalOrigin-记录两点间的位移（一点相对另一点位移）创建另一个输出：InputLink质心与总体坐标原点的X方向位移输出。-点击工具栏中Outputs按钮枝-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ExpressionBuilding对话框图6ExpressionBuilding对话框

-在Motion标签中选择DX-将光标置于DX后的括号内-在Properties标签中，打开模型树：Bodies/GroundBody/cm-选择idstring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/GroundBody/Inputlink/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})''DX({the_model.B_Ground.cm.idstring},{the_model.b_O.cm.idstring})'点击OK注：上述表达式中变量名b_0代表inputlink。如果在创建inputlink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。9.如需检查错误，可进入Tools菜单下选择CheckModel模型中所有的错误将在MessageLog中列出。第6步：添加显式图形从广义上说，MotionView中的图形分为三类：隐式(Implicit)，显式(explicit)和外部图形(externalgraphics)。ImplicitGraphics-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。PrimitiveGraphics-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ExternalGraphics-用户可以将多种格式的CAD文件及HyperMesh文件输入到MotionView中。MotionView的ImportCADorFE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。打开所有的隐式图形(Implicitgraphics)-在Model菜单中选择ImplicitGraphics..-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：在其它窗口中创建一个新的模型启动一个新的会话载入一个已有的.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(explicitgraphics)在工具栏中点击Graphics按钮｝点击Add，弹出AddGraphicsorGraphics对话框在AddGraphicsorGraphics对话框中输入图形名称(Label)和变量名(Variable)，可以使用默认的名称在Type下拉菜单中选择Cylinder并点击OK在Connectivity标签中，双击Body按钮，在SelectaBody列表中选择Follower并点击OK。此时，新创建的图形与Body相关联。点击Origin下的Point指定圆柱的原点选择PointA点击Direction下的Point选择PointC在Propertie标签中的Radius1栏中输入2重复步骤2〜11，为余下的Bodies创建图形。第7步：添加外部模型MotionView可通过HyperMesh将HyperMesh、Catia、IGES、STL、VDAFS、ProE及UG等格式的模型转换成MotionView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。在Tools菜单中选择ImportCADorFE…，弹出ImportCADorFE对话框在InputFile栏中选择HyperMesh在OutputFile栏中选择H3D点击InputFile右侧的文件浏览器按钮，选择trunklid.hm作为输入文件点击OutputFile右侧的文件浏览器按钮，指定输出的H3D格式文件名为trunklid.h3dImportCADorFE程序将后台运行HyperMesh将HyperMesh格式文件转换成H3D文件。点击OK，转换结束后，将提示转换成功信息“ImportSucceeded！”按照步骤1〜6将trunk.hm转换为trunk.h3d第8步：输入H3D文件，并将trunklid.h3d文件与Inputlink关联点击工具栏中的Graphics按钮，弹出Graphics面板点击Add，在AddGraphicsorGraphicPair对话框中，指定图形名称及变量名在Type下列菜单，选择File。确认onegraphicpercomponent复选框未激活。点击文件浏览按钮巳选择trunklid.h3d文件并点击OK。在Connectivity标签中，双击Body按钮，在SelectaBody列表中选择Follower并点击OK。重复步骤1~4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。点击工具栏Run按钮刨点击Check按钮检查模型是否存在错误在Main标签中，设置SimType为Transient在Saveas栏中为X