教程：如何操作活塞模型

本练习中，我们将手动创建本地配合，对一个只受重力作用的单缸发动机运行一次运动仿真。将对结果生成图解，并检查装配体的干涉，如图2-52所示。

本练习将应用以下技术：

● 生成本地配合。

● 角位移图解。

图2-52 活塞模型

操作步骤

步骤1 打开装配体文件

打开文件夹“SolidWorks Motion Simulation\Lesson02\Exercises\Piston”下的文件“Piston”。

步骤2 算例的类型

选择【Motion Study1】选项卡，设置【算例类型】为【Motion分析】。

步骤3 验证文档的单位

验证文档的单位为【MMGS（毫米、克、秒）】。

步骤4 查看零部件的固定和浮动状态

检查整个装配体。发动机气缸体和两个轴承都是固定的。活塞、曲轴和连杆都是浮动的，如图2-53所示。MateGroup1里面没有内容，因为没有配合。

步骤5 移动零部件

将浮动的零部件移开，如图2-54所示。这样做只是为了方便选择面来创建本地配合。

图2-53 浮动零部件

图2-54 移动零部件

步骤6 添加本地配合

添加下面的本地配合：

● 在曲轴crankshaft和轴承bearing＜2＞之间添加【铰链】配合，如图2-55所示。

提示

曲轴crankshaft和轴承bearing＜1＞之间也可以定义第二个【铰链】配合，这对于整个仿真的运动结果并没有任何影响。

● 在曲轴crankshaft和连杆conrod之间添加【铰链】配合，如图2-56所示。

图2-55 添加【铰链】配合1

图2-56 添加【铰链】配合2

● 在活塞Piston和发动机气缸体engineblock圆柱面之间添加【同轴心】配合，如图2-57所示。

● 在连杆conrod上部圆孔与活塞Piston的一个活塞销孔之间添加【同轴心】配合。因为并没有建立活塞销的模型，所以这里使用同轴心的配合进行替代，如图2-58所示。

步骤7 添加引力

在【引力参数】、【方向参考】中，选择【Y向】。在【数字引力值】中输入数值“9.81m/s^2”。

步骤8 运动算例属性(www.xing528.com)

设置算例属性，【每秒帧数】设为“100”。

步骤9 运算2.5s内的仿真

将最后一个时间帧拖至时间线的2.5s处并单击计算，确定算例类型设定为【Motion分析】。

图2-57 添加【同轴心】配合1

图2-58 添加【同轴心】配合2

步骤10 检查运动

以25%的速度从头播放这个算例。活塞和连杆的重量将导致活塞试图移至下止点。由于没有考虑摩擦的关系，模型将只发生摆动，因为系统总的能量是守恒的，如图2-59所示。

图2-59 检查运动

因为装配体可以自由运动，我们无法判断不同零部件之间是否存在干涉。在第3章中，将演示在SolidWorks Motion中检查干涉。

步骤11 图解显示结果

生成一个图解，显示曲轴crankshaft的角位移。

这个图解看上去可能有些奇怪，但仔细分析可以发现零部件只是在来回摆动，如图2-60所示。

步骤12 铰链配合的角位移图解

为曲轴和轴承之间的【铰链】配合另生成一个角位移的图解，如图2-61所示。

图2-60 查看图解（一）

图2-61 查看图解（二）

该图解看上去和前面关于曲轴的图解相似，只是数值的符号相反，且在图中从0°开始。这是因为在默认情况下，配合、马达和弹簧特征的位移图解是基于局部坐标系的。

步骤13 图解显示线性位移

生成一个图解，显示活塞在全局坐标系下的线性位移。图解以Y分量为参考，因为这是气缸体轴线的方向。

图解显示为一个标准的简谐运动，如图2-62所示。

图2-62 查看图解（三）

步骤14 转换线性位移图解

将上面的线性位移图解转换至曲轴的局部坐标系中。因为曲轴的局部坐标系是旋转的，图解中的数值将从正数变为负数，如图2-63所示。

步骤15 保存并关闭文件

图2-63 查看图解（四）

总结

本练习中，通过分析一个小的活塞装配体，熟悉了只对运动结果感兴趣时的装配体建模过程，以及用图解显示各种结果数据的方法。