静态分析：四连杆机构的力学研究

静态分析主要用于研究机构主体平衡时的受力情况。由于静态分析中不考虑速度及惯性，所以能比动态更快地找到平衡状态，定义对话框中也因此无需对起止时间进行设置，”分析定义”对话框如图4.16所示。该对话框中大部分内容参见前面介绍，这里只讲解前面没有提及到的内容。

图4.16 “分析定义”对话框

在【最大步距因子】选项组用于改变静态分析中的默认步长，它是大于0且小于1的常数，在分析具有较大加速度的机构时，推荐减少此值。

下面以四连杆机构为例，讲解静态分析过程。

（1）选择菜单栏中的【文件（F）】→【设置工作目录（W）】命令，系统弹出“选取工作目录”对话框，选择四连杆零部件所在的文件夹，单击【确定】按钮。

（2）选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建（N）】命令，系统弹出“新建”对话框，在对话框中点选【组件】单选按钮，在【名称】文本框中键入LG4，取消【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮，系统弹出“新文件选项”对话框，选中“mmns_asm_design”模板选项，单击【确定】按钮装配工作平台。

（3）单击“工程特征”工具栏上的【装配】工具按钮，在系统弹出的“打开”对话框中，选择a.PRT将其加载到当前工作台中。

（4）在连接下拉列表框中选择“用户自定义”选项，然后在其后的约束下拉列表框中选择“固定”选项，或者单击【放置】工具按钮，在弹出的“放置”对话框中【约束类型】下拉列表框中选择“固定”选项。

（5）单击【完成】按钮，完成主体的固定。

（6）单击“工程特征”工具栏上的【装配】工具按钮，在系统弹出的“打开”对话框中，选择b.PRT将其加载到当前工作台中。

（7）选中【将约束转换为机构连接】按钮，在其后的下拉列表框中选择“销钉”选项，或单击【放置】工具按钮，系统弹出的“放置”对话框，在【集类型】下拉列表框中选择“销钉”选项，在销钉连接下自动添加“轴对齐”、“平移”、“旋转轴”选项。

（8）选中“轴对齐”约束选项，在3D模型中选择元件a.prt的孔轴线和元件b.prt的孔轴线，如图4.17所示。

（9）选中“平移”选项，在3D模型中选择元件a.prt和元件b.prt的结合面。

（10）使用同样的方法，将元件c.prt与元件b.prt之间建立“销钉”连接，元件d.prt与元件c.prt之间建立“销钉”连接，元件d.prt与元件a.prt之间建立“销钉”连接，效果如图4.18所示。

图4.17 元件销钉连接(www.xing528.com)

图4.18 四连杆机构

（11）选择菜单栏中的【应用程序（P）】→【机构（E）】命令，系统自动进入机构设计平台。

（12）选择菜单栏中的【编辑（E）】→【质量属性（A）】命令，或单击“动态”工具栏上的【质量属性】工具按钮，系统弹出“质量属性”对话框，在【参照类型】下拉列表框中选择“组件”选项，如图4.19所示。

（13）单击【组件】选项组中【选取】箭头按钮，系统弹出“选取”对话框，在3D模型中选择组件LG4.asm，单击【确定】按钮。

（14）在“质量属性”对话框中【定义属性】下拉列表框中选择“密度”选项，在【零件密度】文本框中键入7.85，单击【确定】按钮，完成质量属性的设置。

（15）选择菜单栏中的【编辑（E）】→【重力（R）】命令，或单击“动态”工具栏上的【重力】工具按钮，系统弹出“重力”对话框，在【方向】选项组中【X】文本框中键入1，【Z】文本框中键入-1，单击【确定】按钮，完成机构重力方向的设置，如图4.20所示紫色箭头。

图4.19 “质量属性”对话框

图4.20 重力方向

（16）选择【分析（A）】→【机构分析（Y）】命令，或单击“运动”工具栏上的【机构分析】工具按钮，系统弹出“分析定义”对话框。

（17）在“分析定义”对话框中，【类型】下拉列表框中选择“静态”选项。

（18）单击【外部载荷】选项卡，勾选【启动重力】复选框，单击【运行】按钮，效果见目录下的LG4.avi，同时系统弹出静态分析进程曲线，如图4.21所示。

图4.21 静态分析进程曲线