大炮射击模拟仿真实战演练示例介绍

范例概述:

本范例介绍的是大炮射击的模拟仿真。在该模型中，炮管与炮弹之间添加一个3D接触，使用函数工具给炮弹添加一个瞬时的矢量力，然后利用标记及追踪工具查看炮弹的飞行轨迹，并求出炮弹的速度曲线。读者可以打开视频文件D:\ug10.16\work\ch09.05\cannon.avi查看机构的运行状况，机构模型如图9.5.1所示。

图9.5.1 机构模型

Step1.打开装配模型。打开文件D:\ug10.16\work\ch09.05\cannon_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cannon_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9.5.1所示的炮管及炮架为固定连杆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9.5.1所示的炮弹为连杆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3D接触。选择下拉菜单命令，系统弹出“3D接触”对话框；单击区域中的按钮，选取炮管实体为操作体；单击区域中的按钮，选取炮弹实体为基本体；在区域的下拉列表中选择类型为选项；单击按钮，完成3D接触的定义。

Step8.在模型中添加一个矢量力。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“矢量力”对话框。

（2）定义创建类型。在下拉列表中选择选项。

（3）定义操作对象。

①定义连杆。单击“矢量力”对话框区域中的按钮，选取图9.5.1所示的炮弹（连杆2）为操作连杆。

②定义原点。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9.5.2所示的曲面1为原点参考。

③定义矢量方向。单击区域中的按钮，在右侧下拉列表中选择“自动判断的矢量”选项，在模型中选取图9.5.2所示的曲面2为参考。

（4）定义基本对象。单击“矢量力”对话框区域中的按钮，选取连杆1为基本连杆。

图9.5.2 定义矢量力

（5）定义力的大小。

①在区域的下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，系统弹出“XY函数管理器”对话框。

②单击“XY函数管理器”对话框中的新建按钮，系统弹出“XY函数编辑器”对话框。

③在“XY函数编辑器”对话框的下拉列表中选择选项；在函数列表区域双击多项式函数，在区域的文本框中修改函数表达式为“STEP（x，0，0，0.01，500）”。

（6）单击按钮3次，完成矢量力的定义。

Step9.创建标记。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“标记”对话框。

（2）定义参考连杆。在系统的提示下，选取连杆2为参考连杆。

（3）定义参考点。在区域中单击按钮，在右侧下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图9.5.2所示的曲面1为原点参考。(https://www.xing528.com)

（4）定义参考坐标系。在区域中单击按钮，然后在右侧单击“CSYS”对话框按钮，在系统弹出的“CSYS”对话框的下拉列表中选择选项，单击按钮，完成参考坐标系的定义，如图9.5.3所示。

（5）采用系统默认的显示比例和名称，单击按钮，完成标记的创建。

图9.5.3 定义参考点和坐标系

Step10.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0.5；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。

Step11.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“cannon_asm”，保存动画；单击“完成动画”按钮。

Step12.输出炮弹的转速曲线。

（1）选择下拉菜单命令，单击其中的选项卡。

（2）设置输出对象。在“图表”对话框的区域选择标记A001，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，完成“图表”对话框中的参数设置。

（3）定义保存路径。选中“图表”对话框中的复选框，然后单击按钮，选择D:\ug10.16\work\ch09.05\cannon_asm\cannon_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的速度-时间曲线，如图9.5.4所示。

图9.5.4 速度-时间曲线

Step13.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。

Step14.追踪炮弹轨迹。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“追踪”对话框。

（2）定义追踪对象，在“运动导航器”中选取标记“A001”为追踪对象；其他参数采用系统默认设置，单击按钮，完成追踪对象的定义。

Step15.选择下拉菜单命令，对解算方案再次进行求解。

Step16.分析追踪结果。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“动画”对话框。

（2）激活测量检查和暂停。在该对话框中选中复选框，然后单击“播放”按钮，此时机构开始运行并显示追踪结果，如图9.5.5所示。

（3）单击按钮，完成追踪操作。

图9.5.5 追踪结果

Step17.选择下拉菜单命令，保存模型。