”Motion study” on yleisesti käytetty termi mekaanisten kokoonpanojen ja mekanismien liikkeen simulointiin ja analysointiin. Perinteisesti liiketutkimus on jaettu kahteen luokkaan: kinematiikkaan ja dynamiikkaan. Kinematiikka on liikkeen tutkimista ottamatta huomioon voimia, jotka aiheuttavat sen; dynamiikka on sellaisten liikkeiden tutkimista, jotka johtuvat voimista. Muita samankaltaisia termejä samantyyppisille tutkimuksille ovat monikehodynamiikka, mekaaninen järjestelmäsimulaatio ja jopa virtuaalinen prototyyppaus.
kinemaattinen analyysi on yksinkertaisempi tehtävä kuin dynaaminen analyysi, ja se soveltuu moniin sovelluksiin, joissa on liikkuvia osia. Kinemaattiset simulaatiot osoittavat kokoonpanon kaikkien osien fysikaaliset asemat suhteessa aikaan, kun se käy läpi syklin. Tämä tekniikka on hyödyllinen simuloimaan vakaan tilan liikettä (ilman kiihtyvyyttä) sekä arvioimaan liikettä häiriötarkoituksiin, kuten monimutkaisen mekaanisen järjestelmän kokoonpanosarjoihin. Monet kinemaattiset peruspaketit menevät kuitenkin askeleen pidemmälle tarjoamalla liikkeestä johtuvia ”reaktiovoimia”.
dynaaminen simulointi on monimutkaisempaa, koska ongelma on määriteltävä tarkemmin ja voimia varten tarvitaan enemmän tietoa. Mutta dynamiikkaa tarvitaan usein simuloimaan tarkasti mekaanisen järjestelmän todellista liikettä. Yleensä kinemaattiset simulaatiot auttavat muodon arvioinnissa, kun taas dynaamiset simulaatiot auttavat toiminnan analysoinnissa.
perinteisesti kinematiikassa ja dynamiikassa on noudatettu klassista analyysiohjelmistomenetelmää esikäsittely (datan valmistelu), ratkaiseminen (ratkaisualgoritmien suorittaminen, johon liittyy yhtäaikaisten yhtälöiden ratkaisu) ja jälkiprosessointi (tulosten analysointi). Vaikka nykypäivän ohjelmat ovat paljon vuorovaikutteisempia, useimmat ohjelmat noudattavat tätä perusprosessia, koska se on looginen tapa ratkaista ongelma. Useimmat ratkaisijat ovat saatavilla itsenäisinä ohjelmina.
yksi syy solid-mallintamisen suosioon on se, että se luo pohjaa monille sovelluksille. Voit käytännössä luoda työpiirustuksia automaattisesti, renderöidä malleja, jotka muistuttavat läheisesti todellisia esineitä ja tuottaa fyysisiä malleja nopeista prototyyppilaitteista. Samoin liikkuvien mekanismien ja kokoonpanojen liikkeen tutkiminen on nopeasti tulossa lähes” vapaaksi ” kiinteän mallinnuksen sivutuotteeksi, mikä auttaa insinöörejä tekemään seuraavaa:
- simuloivat mekanismit, joiden avulla voidaan kehittää toimivia malleja
- tarkastella fyysisesti realistisia animaatioita ongelmien havaitsemiseksi ja estetiikan tutkimiseksi
- löytää häiriöitä liikkuvien osien joukosta ja korjata ne
- tarkistaa kokonainen mekaaninen järjestelmä, jossa on lukuisia, jopa toisiinsa liittymättömiä liikkuvia osia
- Plot motion kirjekuoria koteloiden suunnittelua ja välysten varmistamista varten.
- luo kokoonpanosekvenssien animaatioita tehokkaan valmistuksen suunnittelemiseksi
- luo tarkkoja kuormitustietoja rakenteellisen analyysin parantamiseksi
- laske vaaditut eritelmät Moottoreille, jousille, toimilaitteille jne. suunnitteluprosessin alkuvaiheessa
- tuottaa animaatioita tuotettavaksi videolle tai julkaistavaksi web—sivustoille näyttääkseen asiakkaille ja asiakkaille, miten tuotteet todella toimivat-ei vain tarjota kuvasarjaa siitä, miten se voisi toimia
liiketutkimuksen perustuotos on lukuisia, mukaan lukien animaatio, häiriöiden havaitseminen, jäljitystoiminnot, liiketiedon perusdata sekä kaaviot ja kaaviot. Animaatioliikkeet ovat yksinkertaisten kinemaattisten analyysien klassinen tuotos. Aluksi suunnittelija käyttää yksinkertaista animaatiota liikkeen visuaalisena arviointina nähdäkseen, onko se sitä, mitä halutaan. Kehittyneemmät animaatiot voivat näyttää liikettä kriittisistä kulmista tai jopa osien sisältä, mikä on selvä etu fyysisen prototyypin rakentamiseen ja pyörittämiseen nähden.
kyky havaita ja korjata häiriöitä ilman ohjelmiston vaihtoa on yksi tärkeimmistä eduista, kun integroidaan liikesimulaatio ja CAD. Useimmat järjestelmät antavat väripalautetta esimerkiksi kääntämällä punaisia osia, jotka kokevat häiriöitä. Hyödyllisempiä ovat kuitenkin systeemit, jotka muuttavat interferenssitilavuuden erilliseksi geometriaksi, jonka osia voidaan sitten muokata häiriöiden poistamiseksi.
Jäljitysfunktiot antavat lisätietoa liikkeestä. Nivelen tai tietyn pisteen liike osassa voidaan piirtää 3D: ssä viivaksi tai pinnaksi. Tai järjestelmä voi jättää kopioita geometriasta tietyin väliajoin. Tällaiset toiminnot voivat tarjota kirjekuoren liikkeen, jota voidaan käyttää suunnitella kotelot tai varmistaa välykset.
Liiketietoja, kuten voimia, kiihtyvyyksiä, nopeuksia ja liitosten tai pisteiden tarkkoja sijainteja geometriasta voidaan yleensä poimia, vaikka tällaiset ominaisuudet soveltuvat paremmin dynaamisiin simulaatioihin kuin kinemaattisiin tutkimuksiin. Joidenkin järjestelmien avulla käyttäjät voivat liittää instrumentteja malleihinsa yksinkertaistaakseen haluamiensa tulosten määrittämistä.
useimmissa paketeissa on runsaasti piirto-ja graafifunktioita. Tontteja ja kaavioita käytetään yleisimmin, koska arvot vaihtelevat ajan myötä ja ovat mielekkäämpiä kuin yksittäinen arvo milloinkin. Erityisen hyödyllinen kyky suunnitteluvaihtoehtojen tutkimiseen on piirtää kahden eri simulaation tulokset samalle graafille. Tällaiset tiedot voivat myös auttaa suunnittelijoita määrittämään moottoreiden, toimilaitteiden, jousien ja muiden mekanismin osien koon.
liikkeestä johtuvat voimat ovat erityisen kiinnostavia, koska niitä voidaan käyttää kuormituksina (tai ainakin niiden laskemiseen) yksittäisten jäsenten rakenteellisessa analyysissä. Tyypillisesti syklin suurinta kuormitusta käytetään mekanismin kriittisten yksittäisten komponenttien lineaarisen staattisen äärellisen elementtianalyysin (FEA) suorittamiseen. Kiinteämallinnuksen, liikesimuloinnin ja FEA: n ohjelmistojen integrointi voi sujuvoittaa tätä prosessia huomattavasti—erityisen tärkeää on tutkia suunnitteluvaihtoehtoja, joissa tarvitaan monia analyysejä.
insinöörit ovat käyttäneet jo vuosia erikoistuneita ohjelmistoja erilaisten analyysien tekemiseen esimerkiksi autojen jousituksen suunnittelussa. Kaikkien tehtävien tekeminen yhdessä CAD-ohjelmassa on tulossa rutiininomaiseksi, sillä kiinteät mallintajat ovat tiukasti sidoksissa liikesimulointiohjelmistoon.
