«Motion study» Er en catch-all term for å simulere og analysere bevegelsen av mekaniske forsamlinger og mekanismer. Tradisjonelt har bevegelsesstudier blitt delt inn i to kategorier: kinematikk og dynamikk. Kinematikk er studiet av bevegelse uten hensyn til krefter som forårsaker det; dynamikk er studiet av bevegelser som skyldes krefter. Andre nært beslektede begreper for de samme typer studier er multibody dynamikk, mekanisk system simulering, og selv virtuelle prototyping.
Kinematisk analyse er en enklere oppgave enn dynamisk analyse og er tilstrekkelig for mange applikasjoner som involverer bevegelige deler. Kinematiske simuleringer viser de fysiske posisjonene til alle delene i en samling med hensyn til tiden som den går gjennom en syklus. Denne teknologien er nyttig for å simulere steady-state bevegelse (uten akselerasjon), så vel som for å evaluere bevegelse for forstyrrelser formål, for eksempel montering sekvenser av komplekse mekaniske system. Mange grunnleggende kinematiske pakker går imidlertid et skritt videre ved å gi» reaksjonskrefter», krefter som kommer fra bevegelsen.
Dynamisk simulering er mer kompleks fordi problemet må defineres ytterligere og mer data er nødvendig for å ta hensyn til kreftene. Men dynamikk er ofte nødvendig for å nøyaktig simulere den faktiske bevegelsen av et mekanisk system. Generelt hjelper kinematiske simuleringer med å evaluere form, mens dynamiske simuleringer hjelper til med å analysere funksjon.
Tradisjonelt har kinematikk og dynamikk fulgt den klassiske analyseprogramvaremetoden for forbehandling (forberedelse av dataene), løsning (kjøring av løsningsalgoritmer, som involverer løsningen av samtidige ligninger) og etterbehandling (analyse av resultatene). Selv om dagens programmer er mye mer interaktive, følger de fleste programmer denne grunnleggende prosessen siden det er en logisk måte å løse problemet på. De fleste løsere er tilgjengelige som uavhengige programmer.
En av grunnene til populariteten til solid modellering er at den setter scenen for mange applikasjoner. Du kan praktisk talt lage arbeidstegninger automatisk, gjengi modeller som ligner de virkelige objektene og generere fysiske modeller fra rapid prototyping utstyr. På samme måte blir det raskt å studere bevegelsen av bevegelige mekanismer og forsamlinger nesten et «fritt» biprodukt av solid modellering, og hjelper ingeniører til å gjøre følgende:
- Simuler mekanismer for å utvikle gjennomførbare design
- Vis fysisk realistiske animasjoner for å oppdage problemer og studere estetikk
- Finn forstyrrelser blant bevegelige deler og reparer dem
- Verifiser et helt mekanisk system med mange, selv ikke-relaterte, bevegelige komponenter
- Plott bevegelseskonvolutter for å designe hus og sikre klaringer.
- Lag animasjoner av monteringssekvenser for å planlegge effektiv produksjon
- Generer nøyaktig lastinformasjon for forbedret strukturanalyse
- Beregn nødvendige spesifikasjoner for motorer, fjærer, aktuatorer, etc. Tidlig i designprosessen
- Produsere animasjoner for utgang til video eller for å legge ut på nettsteder for å vise kunder og klienter hvordan produktene faktisk vil fungere-ikke bare gi et sett med bilder av hvordan det kan fungere
den grunnleggende produksjonen av bevegelsesstudier er mange, inkludert animasjon, detektering av forstyrrelser, sporfunksjoner, grunnleggende bevegelsesdata og tomter og grafer. Animerte bevegelser er den klassiske produksjonen av enkle kinematiske analyser. I utgangspunktet bruker designeren enkel animasjon som en visuell evaluering av bevegelse for å se om det er det som er ønsket. Mer sofistikerte animasjoner kan vise bevegelse fra kritiske vinkler eller til og med innsiden av deler, en klar fordel i forhold til å bygge og kjøre en fysisk prototype.
evnen til å oppdage og fikse forstyrrelser uten å bytte mellom programvare er en av de viktigste fordelene ved å integrere bevegelsessimulering og CAD. De fleste systemer gir farge tilbakemelding, for eksempel ved å slå til røde deler som opplever forstyrrelser. Mer nyttig er imidlertid systemer som gjør interferensvolumet til et eget geometri, som deretter kan brukes til å modifisere delene for å eliminere forstyrrelsen.
Sporingsfunksjoner gir ytterligere informasjon om bevegelse. Bevegelsen av en ledd eller et bestemt punkt på en del kan tegnes i 3D som en linje eller overflate. Eller, kan systemet la kopier av geometrien på angitte intervaller. Slike funksjoner kan gi en konvolutt av bevegelse som kan brukes til å designe hus eller sikre klaringer.
bevegelsesdata, slik som krefter, akselerasjoner, hastigheter, og den nøyaktige plasseringen av ledd eller punkter på geometri kan vanligvis trekkes ut, selv om slike evner er mer aktuelt for dynamiske simuleringer snarere enn kinematiske studier. Noen systemer tillater brukere å knytte instrumenter til sine modeller for å forenkle spesifisere hvilke resultater de ønsker å se.
De fleste pakker gir en mengde plotting og grafiske funksjoner. Plott og grafer brukes mest fordi verdiene varierer over tid og er mer meningsfulle enn en enkelt verdi til enhver tid. En spesielt nyttig evne til å studere designalternativer er å plotte resultatene av to forskjellige simuleringer på samme graf. Slike data kan også hjelpe designere med å bestemme størrelsen på motorer, aktuatorer, fjærer og andre mekanismekomponenter.
Krefter som følge av bevegelse er av spesiell interesse fordi De kan brukes som laster (eller i det minste å beregne dem) for strukturell analyse av individuelle medlemmer. Vanligvis brukes den høyeste belastningen for en syklus til å utføre en lineær statisk endelig elementanalyse (FEA) av kritiske individuelle komponenter i en mekanisme. Integrering av solid modellering, bevegelsessimulering og FEA-programvare kan i stor grad effektivisere denne prosessen-spesielt viktig når man studerer designalternativer, hvor mange analyser kreves.
Ingeniører har brukt spesialiserte programmer for å utføre ulike analyser for år i prosjekter som bil suspensjon design. Å gjøre alle oppgavene i et ENKELT CAD-program blir rutine da solide modellere blir tett knyttet til bevegelsessimuleringsprogramvare.
