„Motion study” este un termen de captură pentru simularea și analizarea mișcării ansamblurilor și mecanismelor mecanice. În mod tradițional, studiile de mișcare au fost împărțite în două categorii: cinematica și dinamica. Cinematica este studiul mișcării fără a ține seama de forțele care o provoacă; dinamica este studiul mișcărilor care rezultă din forțe. Alți termeni strâns legați pentru aceleași tipuri de studii sunt dinamica multi-corp, simularea mecanică a sistemului și chiar prototiparea virtuală.
analiza cinematică este o sarcină mai simplă decât analiza dinamică și este adecvată pentru multe aplicații care implică piese în mișcare. Simulările cinematice arată pozițiile fizice ale tuturor pieselor dintr-un ansamblu în raport cu timpul pe măsură ce trece printr-un ciclu. Această tehnologie este utilă pentru simularea mișcării la starea de echilibru (fără accelerație), precum și pentru evaluarea mișcării în scopuri de interferență, cum ar fi secvențele de asamblare ale sistemului mecanic complex. Cu toate acestea, multe pachete cinematice de bază fac un pas mai departe oferind „forțe de reacție”, forțe care rezultă din mișcare.
simularea dinamică este mai complexă, deoarece problema trebuie definită în continuare și sunt necesare mai multe date pentru a ține cont de forțe. Dar dinamica este adesea necesară pentru a simula cu exactitate mișcarea reală a unui sistem mecanic. În general, simulările cinematice ajută la evaluarea formei, în timp ce simulările dinamice ajută la analiza funcției.
în mod tradițional, cinematica și dinamica au urmat metoda clasică de analiză software de preprocesare (pregătirea datelor), rezolvare (rularea algoritmilor de soluție, care implică soluția ecuațiilor simultane) și postprocesare (analiza rezultatelor). Chiar dacă programele de astăzi sunt mult mai interactive, majoritatea programelor urmează acest proces de bază, deoarece este un mod logic de a rezolva problema. Cele mai multe solvers sunt disponibile ca programe software independente.
unul dintre motivele popularității modelării solide este că stabilește scena pentru multe aplicații. Puteți crea practic automat desene de lucru, redând modele care seamănă foarte mult cu obiectele reale și generând modele fizice din echipamente de prototipare rapidă. În mod similar, studierea mișcării mecanismelor și ansamblurilor în mișcare devine rapid aproape un produs secundar” liber ” al modelării solide, ajutând inginerii să facă următoarele:
- Simulați mecanisme pentru a ajuta la dezvoltarea unor modele funcționale
- Vizualizați animații realiste din punct de vedere fizic pentru a detecta problemele și pentru a studia estetica
- găsiți interferențe între piesele în mișcare și remediați-le
- verificați un întreg sistem mecanic cu numeroase componente în mișcare, chiar fără legătură
- Plicuri de mișcare pentru proiectarea carcaselor și asigurarea distanțelor.
- creați animații ale secvențelor de asamblare pentru a planifica o fabricație eficientă
- generați informații exacte despre sarcină pentru o analiză structurală îmbunătățită
- calculați specificațiile necesare pentru motoare, arcuri, actuatoare etc. la începutul procesului de proiectare
- produc animații pentru ieșire video sau pentru postarea pe site—uri web pentru a arăta clienților și clienților cum vor funcționa efectiv produsele-nu doar să ofere un set de imagini despre cum ar putea funcționa
producția de bază a studiilor de mișcare sunt numeroase, inclusiv animație, detectarea interferențelor, funcții de urmărire, date de mișcare de bază și parcele și grafice. Mișcările animate sunt rezultatul clasic al analizelor cinematice simple. Inițial, designerul folosește animația simplă ca evaluare vizuală a mișcării pentru a vedea dacă este ceea ce se dorește. Animațiile mai sofisticate pot prezenta mișcare din unghiuri critice sau chiar în interiorul pieselor, un avantaj clar față de construirea și rularea unui prototip fizic.
capacitatea de a detecta și remedia interferențele fără a comuta între software este unul dintre avantajele principale ale integrării simulării mișcării și CAD. Majoritatea sistemelor oferă feedback de culoare, de exemplu, apelând la părți roșii care experimentează interferențe. Cu toate acestea, mai utile sunt sistemele care transformă volumul de interferență într-o piesă separată de geometrie, care poate fi apoi utilizată pentru a modifica piesele pentru a elimina interferențele.
funcțiile de urmărire oferă informații suplimentare despre mișcare. Mișcarea unei articulații sau a unui anumit punct pe o parte poate fi reprezentată în 3D ca linie sau suprafață. Sau, sistemul poate lăsa copii ale geometriei la intervale specificate. Astfel de funcții pot oferi un plic de mișcare care poate fi utilizat pentru proiectarea carcaselor sau asigurarea distanțelor.
datele de mișcare, cum ar fi forțele, accelerațiile, vitezele și locațiile exacte ale articulațiilor sau punctelor de pe geometrie pot fi de obicei extrase, deși astfel de capacități sunt mai aplicabile simulărilor dinamice decât studiilor cinematice. Unele sisteme permit utilizatorilor să atașeze instrumente la modelele lor pentru a simplifica specificarea rezultatelor pe care doresc să le vadă.
majoritatea pachetelor oferă o multitudine de funcții de trasare și grafică. Graficele și graficele sunt utilizate cel mai frecvent, deoarece valorile variază în timp și sunt mai semnificative decât o singură valoare la un moment dat. O capacitate deosebit de utilă pentru studierea alternativelor de proiectare este de a trasa rezultatele a două simulări diferite pe același grafic. Astfel de date pot ajuta, de asemenea, proiectanții să determine dimensiunea motoarelor, actuatoarelor, arcurilor și a altor componente ale mecanismului.
forțele care rezultă din mișcare prezintă un interes deosebit, deoarece pot fi utilizate ca sarcini (sau, cel puțin, pentru a le calcula) pentru analiza structurală a membrilor individuali. De obicei, cea mai mare sarcină pentru un ciclu este utilizată pentru a efectua o analiză liniară statică a elementelor finite (FEA) a componentelor individuale critice ale unui mecanism. Integrarea modelării solide, a simulării mișcării și a software—ului FEA poate simplifica foarte mult acest proces-deosebit de important atunci când se studiază alternative de proiectare, unde sunt necesare multe analize.
inginerii au folosit programe software specializate pentru efectuarea diferitelor analize de ani de zile în proiecte precum proiectarea suspensiilor auto. Efectuarea tuturor sarcinilor într-un singur program CAD devine rutină, deoarece modelatorii solizi sunt strâns legați de software-ul de simulare a mișcării.
