冲击模型参数详解与优化方案

冲击模型（冲击属性）：SolidWorks Simulation中的冲击属性允许使用下面的表达式来计算接触力

F_contact=k（x₀-x）^e-cv

式中 k——接触刚度；

e——弹力指数；

c——阻尼系数，c_max为阻尼系数的最大值。

对于恢复系数而言，这些参数同时与材料和几何体相关，而且无法明显地在材料表中找到。下面将更为详细地描述冲击模型的参数。

很明显，要想得到上述参数是比较困难的，因此必须引入有效的简化方法。上面得到的推论是，碰撞特征（冲击力、碰撞区域的加速度等）只能得到近似解。它们的准确解只能借助更加高级的计算方法，例如使用SolidWorks Simulation Premium非线性动力学模块的解决方案，但对计算而言要求很高。

需要注意的是：碰撞区域的冲击力和加速度这些术语代表接触开始的接触数值，在那里将产生极大的减速力，也就是冲击或碰撞。碰撞持续的时间通常非常短暂。一定时间之后，当冲击或碰撞的零部件相互接触且解决方案的动力学特征不再重要时，接触力是准确的，并可以通过SolidWorks Motion获取。本章最后将演示这个环节。

总之，如果运动仿真的一个重要目的是获得冲击数据（冲力力、冲击区域的加速度等），则需要花费一定的时间来获取上述参数，或者必须使用更高级的分析模型。通常情况下，用户对冲击区域的精确结果不感兴趣，但是它们决定大系统的运动或动力属性。近似值将随后用于接触特征，同时也能得到系统运动学和动力学的精确结果。

为了帮助用户得到冲击属性，SolidWorks Motion的接触库给出了一些接触材料配置（注意到几何体不需要明确定义）的近似值。如果用户使用的零件材料成分与库中的类似，则可以在接触中使用这些数值供参考。然而，如果需要得到更精确的冲击结果，则必须输入准确的冲击参数。

步骤11 定义latch和latch keeper之间的接触

在MotionManager工具栏中，单击【接触】，在【接触类型】下方选择【实体】，选择锁片（J_Spring）、锁杆（Lever）和锁扣（keeper）。

勾选【材料】选项卡，允许让用户指定冲击参数。从两个材料的下拉列表中都选择【Steel（Dry）】。保持【摩擦】复选框的勾选状态，并保留它的默认值，如图4-14所示。

这里要模拟两个硬金属的撞击，使得冲击更加真实。上面已经讨论过，接触的弹性属性只是近似值。更真实的数值需要用到接触区域的解决方法（接触区域的可靠接触力和加速度）。单击【确定】按钮。

步骤12 定义引力

在X轴负方向定义引力。

步骤13 运动分析属性(www.xing528.com)

确认【每秒帧数】设定为默认值“25”。

在【运动算例属性】中，将【3D接触分辨率】的滑条设定至最左侧，即最低的分辨率设置，如图4-15所示。

图4-14 定义接触

图4-15 定义运动算例属性

提示

接触分辨率参数的讨论将在稍后进行，用户可以设置不同的接触分辨率来探究其效果。

步骤14 运算3.5s内的仿真

求解可能会过早失败，错误窗口将显示几条消息，在后面的步骤中会讨论这些内容。

同时，如果求解器没有达到3.5s，接触的结果可能不精确，如图4-16所示。引起这个结果的原因可能有以下几种：

● 积分器（求解器）的时间步长太大，在这种情况下可能还未检测到接触。

● 精度设置得太高或太低。

● 接触的几何描述不充分。

对本例而言，是最后一种原因导致了结果不正确。

图4-16 仿真报错