UGNX4.0MOTION模块在《理论力学》刚体运动学中应用.pdfVIP

科技信息 博士 ·专家论坛 UGNX4．0Motion模1夹在 《理论力学》刚傩运动学巾的应用 张恩光 范纹嘉 张传敏 1,2 (1．吉林大学珠海学院 2．吉林大学) [摘 要]文章阐述了UGNX4．0软件在 《理论力学》中的作用，举例说明了UGNX4．0在刚体运动学教学中的应用，提出应该充分 利用先进制造业信 息化软件改进解决问题的方法。 [关键词]UGNX4．0 理《论力学》 刚体运动学 运动仿真 速度 加速度 1．前言 杆AB的角速度 I)‘=O；杆AB的角加速度c~=18．1rad／s 在 目前大学机械类系列课程教学中，各种制造业信息化软件的学 点B的速度 VII=3ntis；点B的加速度af}=、／ f z=l1．35trdsⅢ 习越来越多，如Carla、ProE／、UGNX等软件。通常这些软件只是作为一 3．在 UGNX4．0Motion模块 中分析 门独立的课程来讲授。我系不但开设有UGNX课程，而且在大学四年 该例题在UGNX中的解决流程如图2所示。 中将UGNXCADC／AEC／AMP／LM模块贯穿其中，不管是教学还是课程 设计都是以UGNX为主要辅助工具 ，将理论知识与应用软件相结合。 运动仿真 使用UGNX4．0Motion模块可以对机构进行运动学分析、动力学 定义连杆 定义运动副c 解算c 动唾 图表，结果 分析、干涉分析、轨迹跟踪及生成速度 、加速度 、位移和力的图表曲线 ， 使用UGNX4．0Motion可以轻松解决以下理论力学问题 ： 定义运动驱动 运动学：点的运动和刚体的基本运动；机构中任意构件或点的相对 速度和加速度及位移；有复杂运动驱动的机构的运动分析。 动力学：刚体的平动和定轴转动；质点的振动；碰撞；连杆之间的作 用力与反作用力。 对于运动驱动比较复杂或结构比较复杂的机构来说，做理论上的 计算和分析往往比较困难，有时候要使用近似的方式求得结果，而且在 解析过程中有些连杆的质量会被忽略以方便计算，由于UGNX4．0是 一 个 CADC／AE／CAM一体化软件 ，因此可以从建模到仿真无缝连接，可 以通过UGNXCAD模块建立复杂的机构，对于三维实体模型，在UG NXMotion模块中可以对该实体添加材料并能 自动找到该实体的质心 及惯性矩，还可以为运动副添加复杂的运动驱动，最后通过动画仿真及 图表功能生成想要的速度、加速度、位移和力的曲线。大大提高了分析 精度和效率。 2．使用理论知识解析四杆机构的平面运动 在理论力学解决刚体平面运动的速度问题中一般使用以下三种方 法：1．基点法；2．速度投影法；3．速度瞬心法。以机械工业出版社 2007年 1月出版的 《理论力学解题和应试指南》(蔡泰信编著)第 143页6-6为 例 ：在图l所示的四连杆机构中，当曲柄 OA铅垂向上时，摇杆BC也 同 铅垂 向上，且 B和O点在 同一水平线上；曲柄 OA具有顺时针的角速度 mo=10rad／s和角加速度c~0=5rad／s。已知OA=r=0．3m，BC=r1=Im，AB=I=I．2m, 试求该瞬时杆AB的角速度和角加速度，以及点B的速度和加速度大 小。 A 豳蕊涩蕊 jiJ】O∞033-．g^mblA6,V^eccl~erya∞a(bns)(6 l