弹性碰撞仿真实例：探究典型案例

范例概述:

本范例模拟的是滑块受到一个初速度的作用，在底座上面滑动。然后与挡板接触一起运动压缩弹簧，压缩到一定程度后，弹簧反弹将滑块弹出，由于摩擦力的原因最终停止在某一位置。该实例综合运用了连杆初速度、3D接触、弹簧和运动副摩擦等功能。读者可以打开视频文件D:\ug10.16\work\ch06.07\collision.avi查看机构运行状况，机构模型如图6.7.1所示。

图6.7.1 机构模型

Step1.打开装配模型。打开文件D:\ug10.16\work\ch06.07\collision_asm.prt。

Step2.进入运动仿真模块。选择命令，进入运动仿真模块。

Step3.新建运动仿真文件。在“运动导航器”中右击collision_asm节点，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“环境”对话框。

Step4.设置运动环境。在“环境”对话框中的区域选中单选项；取消选中区域中的3个复选框；选中对话框中的复选框；在下方的文本框中采用默认的仿真名称“motion_1”；单击按钮。

Step5.定义固定连杆1。选择下拉菜单命令，系统弹出“连杆”对话框；选取图6.7.1所示的基座为固定连杆1；在下拉列表中选择选项；在区域中选中复选框；在文本框中采用默认的连杆名称“L001”；单击按钮，完成固定连杆1的定义。

Step6.定义连杆2。

（1）选取图6.7.1所示的滑块为连杆2；在下拉列表中选择选项。

（2）定义初始平动速率。在区域中选中复选框；单击按钮，选取图6.7.2所示的平面为方向参考；在文本框中输入值2000，单击反向按钮，使速度方向如图6.7.2所示。

（3）在区域中取消选中复选框；在文本框中采用默认的连杆名称“L002”；单击按钮，完成连杆2的定义。

图6.7.2 定义初始平动速率

Step7.定义连杆3。选取图6.7.1所示的挡板为连杆3；在下拉列表中选择选项；在区域中取消选中复选框；在文本框中采用默认的连杆名称“L003”；单击按钮，完成连杆3的定义。

Step8.定义连杆2中的滑动副。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“运动副”对话框；在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项；在模型中选取图6.7.3所示的边线1为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向。

（2）单击“运动副”对话框中的选项卡，选中复选框，在文本框中输入值0.01。

（3）单击按钮，完成滑动副的定义。

Step9.定义连杆3中的滑动副。选择下拉菜单命令，系统弹出“运动副”对话框；在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项；在模型中选取图6.7.3所示的边线2为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向；单击“运动副”对话框中的选项卡，选中复选框，在文本框中输入值0.01；单击按钮，完成滑动副的定义。

图6.7.3 定义滑动副

Step10.定义弹簧。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“弹簧”对话框。(https://www.xing528.com)

（2）定义附着类型。在“弹簧”对话框的下拉列表中选择选项。

（3）定义操作对象。单击“弹簧”对话框区域中的按钮，选取连杆3（挡板）为操作连杆；单击区域中的按钮，在右侧下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图6.7.4所示的边线1为原点参考。

图6.7.4 定义操作对象

（4）定义基本对象。单击“弹簧”对话框区域中的按钮，选取连杆1（固定基座）为基本连杆；单击区域中的按钮，在右侧下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图6.7.5所示的边线2为原点参考。

图6.7.5 定义基本对象

（5）定义弹簧参数。在区域下方的下拉列表中选择选项，在文本框中输入值10，在文本框中输入值0。

（6）定义阻尼器。在区域中选中复选框，在下拉列表中选择选项，在文本框中输入值0.1，如图6.7.6所示，单击按钮，完成弹簧的定义。

图6.7.6 定义参数

Step11.定义3D接触。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“3D接触”对话框。

（2）定义接触实体。单击“3D接触”对话框区域中的按钮，选取图6.7.7所示的连杆2为操作体；单击区域中的按钮，选取连杆3为基本体。

（3）定义接触类型。在“3D接触”对话框区域的下拉列表中选择类型为选项。

（4）单击按钮，完成3D接触的定义。

图6.7.7 定义3D接触

Step12.定义解算方案并求解。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“解算方案”对话框；在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；在文本框中输入值1.5；在文本框中输入值600；选中对话框中的复选框。

（2）设置重力方向。在“解算方案”对话框区域的矢量下拉列表中选择选项，其他重力参数按系统默认设置值。

（3）单击按钮，完成解算方案的定义。

Step13.定义动画。在“动画控制”工具条中单击“播放”按钮，查看机构运动；单击“导出至电影”按钮，输入名称“collision”，保存动画；单击“完成动画”按钮。

Step14.选择下拉菜单命令，保存模型。