“Motion study” is een algemene term voor het simuleren en analyseren van de beweging van mechanische assemblages en mechanismen. Traditioneel zijn Bewegingsstudies onderverdeeld in twee categorieën: kinematica en dynamica. Kinematica is de studie van beweging zonder rekening te houden met krachten die het veroorzaken; dynamica is de studie van bewegingen die voortvloeien uit krachten. Andere nauw verwante termen voor dezelfde soorten studies zijn multibody dynamics, mechanische systeemsimulatie, en zelfs virtuele prototyping.
kinematische analyse is een eenvoudiger taak dan dynamische analyse en is geschikt voor vele toepassingen waarbij bewegende delen betrokken zijn. Kinematische simulaties tonen de fysieke posities van alle onderdelen in een samenstel met betrekking tot de tijd die het door een cyclus gaat. Deze technologie is nuttig voor het simuleren van steady-state beweging (zonder versnelling), evenals voor het evalueren van beweging voor interferentie doeleinden, zoals assemblage sequenties van complexe mechanische systeem. Veel elementaire kinematische pakketten gaan echter nog een stap verder door “reactiekrachten” te leveren, krachten die uit de beweging voortvloeien.
dynamische simulatie is complexer omdat het probleem verder moet worden gedefinieerd en er meer gegevens nodig zijn om rekening te houden met de krachten. Maar dynamica zijn vaak nodig om de werkelijke beweging van een mechanisch systeem nauwkeurig te simuleren. Over het algemeen helpen kinematische simulaties vorm te evalueren, terwijl dynamische simulaties helpen bij het analyseren van de functie.Van oudsher volgen kinematica en dynamica de klassieke analysesoftwaremethode: voorverwerking (voorbereiden van de gegevens), oplossen (uitvoeren van de oplossingsalgoritmen, waarbij simultane vergelijkingen worden opgelost) en nabewerking (analyseren van de resultaten). Hoewel de programma ’s van vandaag veel interactiever zijn, volgen de meeste programma’ s dit basisproces omdat het een logische manier is om het probleem op te lossen. De meeste solvers zijn beschikbaar als onafhankelijke softwareprogramma ‘ s.
een van de redenen voor de populariteit van solid modeling is dat het de toon zet voor veel toepassingen. U kunt praktisch automatisch werktekeningen maken, modellen weergeven die sterk lijken op de echte objecten en fysieke modellen genereren uit rapid prototyping-apparatuur. Evenzo wordt het bestuderen van de beweging van bewegende mechanismen en assemblages snel bijna een “vrij” bijproduct van solide modellering, waardoor ingenieurs het volgende kunnen doen:
- simuleer mechanismen om werkbare ontwerpen te helpen ontwikkelen
- bekijk fysisch realistische animaties om problemen op te sporen en esthetiek te bestuderen
- vind interferenties tussen bewegende delen en repareer ze
- verifieer een volledig mechanisch systeem met talrijke, zelfs niet verwante bewegende onderdelen
- Plot motion enveloppen voor het ontwerpen van behuizingen en het waarborgen van speling.
- maak animaties van assemblagesequenties om efficiënte productie te plannen
- genereer nauwkeurige belastinginformatie voor verbeterde structurele analyse
- Bereken de vereiste specificaties voor motoren, veren, actuatoren, enz. in het begin van het ontwerpproces
- produceer animaties voor uitvoer naar video of voor het posten op websites om klanten en klanten te laten zien hoe producten daadwerkelijk zullen werken—geef niet alleen een set foto ‘ s van hoe het zou kunnen werken
de basisuitvoer van Bewegingsstudies is talrijk, waaronder animatie, detectie van interferentie, traceerfuncties, basis bewegingsgegevens, en plots en grafieken. Geanimeerde bewegingen zijn de klassieke output van eenvoudige kinematische analyses. In eerste instantie gebruikt de ontwerper eenvoudige animatie als een visuele evaluatie van beweging om te zien of het is wat gewenst is. Meer geavanceerde animaties kunnen beweging laten zien vanuit kritische hoeken of zelfs in onderdelen, een duidelijk voordeel ten opzichte van het bouwen en runnen van een fysiek prototype.
het vermogen om storingen te detecteren en op te lossen zonder te schakelen tussen software is een van de belangrijkste voordelen van de integratie van bewegingssimulatie en CAD. De meeste systemen geven kleurfeedback, bijvoorbeeld door te draaien naar rode delen die interferenties ervaren. Nuttiger zijn echter systemen die het interferentievolume omzetten in een apart stuk geometrie, dat vervolgens kan worden gebruikt om de onderdelen te wijzigen om de interferentie te elimineren.
Trace-functies bieden aanvullende informatie over beweging. De beweging van een verbinding of een bepaald punt op een deel kan in 3D worden uitgezet als een lijn of oppervlak. Of, het systeem kan kopieën van de geometrie achterlaten op bepaalde intervallen. Dergelijke functies kunnen een omhulsel van beweging die kan worden gebruikt om behuizingen te ontwerpen of zorgen voor speling bieden.
bewegingsgegevens, zoals krachten, versnellingen, snelheden en de exacte locaties van gewrichten of punten op de geometrie kunnen gewoonlijk worden geëxtraheerd, hoewel dergelijke mogelijkheden meer toepasbaar zijn op dynamische simulaties dan op kinematische studies. Sommige systemen stellen gebruikers in staat om instrumenten aan hun modellen te koppelen om te vereenvoudigen en te specificeren welke resultaten ze willen zien.
de meeste pakketten bieden een overvloed aan plot-en grafische functies. Plots en grafieken worden het meest gebruikt omdat waarden in de tijd variëren en betekenisvoller zijn dan een enkele waarde op een bepaald moment. Een bijzonder nuttige mogelijkheid voor het bestuderen van ontwerpalternatieven is om de resultaten van twee verschillende simulaties op dezelfde grafiek te plotten. Dergelijke gegevens kunnen ontwerpers ook helpen bij het bepalen van de grootte van motoren, actuatoren, veren en andere mechaniekcomponenten.
krachten die het gevolg zijn van beweging zijn van bijzonder belang omdat ze kunnen worden gebruikt als belastingen (of ten minste om ze te berekenen) voor de structurele analyse van individuele elementen. Typisch, wordt de hoogste belasting voor een cyclus gebruikt om een lineaire statische eindige elementenanalyse (FEA) van kritieke individuele componenten van een mechanisme uit te voeren. Integratie van solid modeling, motion simulation en FEA—software kan dit proces aanzienlijk stroomlijnen-vooral belangrijk bij het bestuderen van ontwerpalternatieven, waar veel analyses nodig zijn.Ingenieurs gebruiken al jaren gespecialiseerde softwareprogramma ‘ s voor het uitvoeren van verschillende analyses in projecten zoals het ontwerpen van autoophangingen. Het doen van alle taken in een enkel CAD-programma wordt steeds routine als solide modelers worden nauw verbonden met motion simulation software.
