“estudo de movimento” é um termo abrangente para simular e analisar o movimento de conjuntos e mecanismos mecânicos. Tradicionalmente, os estudos de movimento foram divididos em duas categorias: cinemática e dinâmica. Cinemática é o estudo do movimento sem levar em conta as forças que o causam; dinâmica é o estudo dos movimentos que resultam de forças. Outros termos intimamente relacionados para os mesmos tipos de estudos são dinâmica de múltiplos corpos, simulação de sistema mecânico e até prototipagem virtual.A análise cinemática é uma tarefa mais simples do que a análise dinâmica e é adequada para muitas aplicações envolvendo partes móveis. Simulações cinemáticas mostram as posições físicas de todas as partes em uma montagem em relação ao tempo que passa por um ciclo. Esta tecnologia é útil para simular o movimento de estado estacionário (sem aceleração), bem como para avaliar o movimento para fins de interferência, como sequências de montagem de sistema mecânico complexo. Muitos pacotes cinemáticos básicos, no entanto, vão um passo além, fornecendo “forças de reação”, forças que resultam do movimento.
a simulação dinâmica é mais complexa porque o problema precisa ser mais definido e mais dados são necessários para explicar as forças. Mas a dinâmica geralmente é necessária para simular com precisão o movimento real de um sistema mecânico. Geralmente, as simulações cinemáticas ajudam a avaliar a forma, enquanto as simulações dinâmicas auxiliam na análise da função.
tradicionalmente, a cinemática e a dinâmica seguiram o método clássico de software de análise de pré-processamento (preparação dos dados), resolução (execução dos algoritmos de solução, que envolvem a solução de equações simultâneas) e pós-processamento (análise dos resultados). Embora os programas de hoje sejam muito mais interativos, a maioria dos programas segue esse processo básico, pois é uma maneira lógica de resolver o problema. A maioria dos solucionadores está disponível como programas de software independentes.
uma das razões para a popularidade da modelagem sólida é que ela prepara o terreno para muitas aplicações. Você pode praticamente criar desenhos de trabalho automaticamente, renderizando modelos que se assemelham aos objetos reais e gerando modelos físicos a partir de equipamentos de prototipagem rápida. Da mesma forma, estudar o movimento de mecanismos e montagens em movimento está rapidamente se tornando quase um subproduto “livre” da modelagem sólida, ajudando os engenheiros a fazer o seguinte:
- Simular mecanismos para ajudar a desenvolver projetos viáveis
- Ver fisicamente animações realistas para detectar problemas e estudo da estética
- Localizar interferências entre os componentes móveis e corrigi-los
- Verificar todo um sistema mecânico com numerosas, mesmo não relacionados, componentes em movimento
- Plot movimento envelopes para a concepção de carcaças e garantindo folgas.
- crie animações de sequências de montagem para planejar uma fabricação eficiente
- gere informações precisas de carga para uma análise estrutural aprimorada
- Calcule as especificações necessárias para motores, molas, atuadores, etc. início do processo de projeto
- Produzir animações de saída para o vídeo ou para a publicação em sites da web para mostrar aos clientes e clientes como produtos realmente funcionam—e não apenas de fornecer um conjunto de fotos de como ele poderia funcionar
básicos de saída de movimento, os estudos são numerosos, incluindo animação, detecção de interferências, rastreamento funções básicas de movimento de dados, e de enredos e gráficos. Movimentos animados são a saída clássica de análises cinemáticas simples. Inicialmente, o designer usa animação simples como uma avaliação visual do movimento para ver se é o que é desejado. Animações mais sofisticadas podem mostrar movimento de Ângulos críticos ou mesmo dentro de partes, uma vantagem definitiva sobre a construção e execução de um protótipo físico.
a capacidade de detectar e corrigir interferências sem alternar entre software é um dos principais benefícios da integração de simulação de movimento e CAD. A maioria dos sistemas fornece feedback de cores, por exemplo, recorrendo a partes vermelhas que experimentam interferências. Mais úteis, no entanto, são os sistemas que transformam o volume de interferência em uma peça separada de geometria, que pode ser usada para modificar as peças para eliminar a interferência.
as funções de rastreamento fornecem informações adicionais sobre o movimento. O movimento de uma junta ou de um ponto específico de uma peça pode ser traçado em 3D como uma linha ou superfície. Ou, o sistema pode deixar cópias da geometria em intervalos especificados. Tais funções podem fornecer um envelope de movimento que pode ser usado para projetar caixas ou garantir folgas.
dados de movimento, como forças, acelerações, velocidades e localizações exatas de juntas ou pontos na geometria, geralmente podem ser extraídos, embora tais capacidades sejam mais aplicáveis a simulações dinâmicas do que estudos cinemáticos. Alguns sistemas permitem que os usuários anexem instrumentos aos seus modelos para simplificar a especificação dos resultados que desejam ver.
a maioria dos pacotes fornece uma infinidade de funções de plotagem e gráficos. Gráficos e gráficos são mais comumente usados porque os valores variam ao longo do tempo e são mais significativos do que um único valor a qualquer momento. Uma capacidade especialmente útil para estudar alternativas de design é traçar os resultados de duas simulações diferentes no mesmo gráfico. Esses dados também podem ajudar os projetistas a determinar o tamanho dos motores, atuadores, molas e outros componentes do mecanismo.
as forças que resultam do movimento são de particular interesse porque podem ser usadas como cargas (ou, pelo menos, para calculá-las) para análise estrutural de membros individuais. Normalmente, a carga mais alta para um ciclo é usada para realizar uma análise linear de elementos finitos estáticos (FEA) de componentes individuais críticos de um mecanismo. A integração de modelagem sólida, simulação de movimento e software FEA pode simplificar muito esse processo—especialmente importante ao estudar alternativas de design, onde muitas análises são necessárias.
engenheiros usaram programas de software especializados para realizar várias análises por anos em projetos como projeto de suspensão de automóveis. Fazer todas as tarefas em um ÚNICO programa CAD está se tornando rotina, pois os modeladores sólidos estão sendo intimamente ligados ao software de simulação de movimento.
