弹簧悬挂机构仿真范例

范例概述:

本范例模拟的是弹簧悬挂机构静止状态的仿真，机构模型如图8.4.1所示。在该机构中，左侧柱销零件固定，右侧的重物在弹簧的作用下悬挂在连杆之上，保持静止状态。现要求输出左侧柱销和连杆连接处的反作用力图形曲线以及弹簧的受力曲线，注意创建弹簧时用到了智能点工具。读者可以打开视频文件D:\ug10.16\work\ch08.04\hang_asm.avi查看机构运行状况。

Step1.打开装配模型。打开文件D:\ug10.16\work\ch08.04\hang_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hang_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。

图8.4.1 机构模型

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8.4.1所示的柱销零件为固定连杆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。选取图8.4.1所示的连杆零件为连杆2；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“L002”；单击按钮，完成连杆2的定义。

Step7.定义连杆3。选取图8.4.1所示的重物为连杆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中的旋转副。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8.4.2所示的圆弧边线为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向；单击按钮，完成旋转副的创建。

Step9.定义连杆2和连杆3中的旋转副。

（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8.4.3所示的连杆2中的边线1为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向。

图8.4.2 定义连杆2中的旋转副

（2）在“运动副”对话框的区域中选中复选框；单击区域中的按钮，在模型中选取图8.4.3所示的连杆3中的边线2为参考。

（3）单击按钮，完成旋转副的创建。

图8.4.3 定义连杆2和连杆3中的旋转副

Step10.定义智能点。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“点”对话框。

（2）选择参考。在下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图8.4.4所示的圆弧为原点参考。

（3）定义偏置参数。在下拉列表中选择选项，然后在文本框中输入值65。

（4）单击按钮，完成智能点的创建。

Step11.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。

（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2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8.4.4所示的边线为参考。(https://www.xing528.com)

图8.4.4 机构模型

（4）定义基本对象。单击区域中的按钮，然后在右侧单击“点”对话框按钮，在“点”对话框的下拉列表中选择选项，在模型中选取Step10创建的智能点为参考，单击按钮，完成点的定义。

（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5，在文本框中输入值0。

（6）定义弹簧阻尼参数。选中区域中的复选框，然后在文本框中输入值0.4。

（7）单击按钮，完成弹簧的定义。

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；在文本框中输入值200；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“hang_asm”，保存动画；单击“完成动画”按钮。

Step14.输出旋转副J002处的反作用力-时间曲线。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“图表”对话框，单击其中的选项卡。

（2）在“图表”对话框的区域选择旋转副J002，在下拉列表中选择选项，在下拉列表中选择选项，单击区域中的按钮。

（3）选中“图表”对话框中的复选框，然后单击按钮，选择D:\ug10.16\work\ch08.04\hang_asm\hang_asm.afu为保存路径。

（4）单击按钮，系统进入函数显示环境并显示旋转副J002处的反作用力-时间曲线，如图8.4.5所示。

Step15.输出弹簧的反作用力-时间曲线。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“图表”对话框，单击其中的选项卡。

图8.4.5 旋转副J002处的反作用力-时间曲线

（2）在“图表”对话框的区域选择弹簧S001，在下拉列表中选择选项，在下拉列表中选择选项，单击区域中的按钮。

（3）选中“图表”对话框中的复选框，然后单击按钮，选择D:\ug10.16\work\ch08.04\hang_asm\hang_asm.afu为保存路径。

（4）单击按钮，系统进入函数显示环境并显示弹簧的反作用力-时间曲线，如图8.4.6所示。

图8.4.6 弹簧的反作用力-时间曲线

Step16.在“布局管理器”工具条中单击“返回到模型”按钮，返回到运动仿真环境。

Step17.选择下拉菜单命令，保存模型。