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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: Autodesk Inventor 應(yīng)用案例 [打印本頁]

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作者: 非飛520    時(shí)間: 2007-12-2 01:46
標(biāo)題: Autodesk Inventor 應(yīng)用案例

在Inventor中實(shí)現(xiàn)變形體的模擬

四川.德陽第二重型機(jī)械集團(tuán)公司
  ]* W) i; L5 I: \6 [( `: W2 P( h設(shè)計(jì)研究院
: X4 E: g3 s- W# |+ }- }/ `, [* T馮克勇
( \: T) \8 r) l5 r+ f- M
9 G4 g0 t1 @( ?- z7 r

6 J+ k" K+ J5 z. UInventor是目前使用較為廣泛的三維CAD軟件,，它具有強(qiáng)大的產(chǎn)品造型和裝配功能，同時(shí),，通過裝配約束進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬,，使設(shè)計(jì)人員能夠很直觀地看到設(shè)備的運(yùn)動(dòng)情況,，給設(shè)計(jì)工作帶來了極大地方便,。但是,，通過裝配約束所能實(shí)現(xiàn)的都是機(jī)構(gòu)的剛體運(yùn)動(dòng),，而不能模擬物體的變形情況,，在實(shí)際工作中,，往往需要觀看一些物體的變形情況(如軋制過程中鋼坯的變形、擠壓成型等),。本文就這一問題,，提出了一種解決途徑，下面通過一個(gè)軋制過程中鋼坯變形的示例(軋制模型如圖1所示),，敘述了如何實(shí)現(xiàn)這一目的方法,。

1、
, g5 ?* y% L- Q- D/ V變形體模型的建立

3 n# I& W! @: Z  z1 g3 Y/ h  H: q由于Inventor中的運(yùn)動(dòng)模擬均是通過約束驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,，而約束又是建立在設(shè)備中各零部件的之間的裝配關(guān)系,，所以驅(qū)動(dòng)的結(jié)果只能是零部件的剛體運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)物體的變形,，我們采用了多及變形過程中的各變形體分別建模,，然后將其重疊為一體(當(dāng)然，應(yīng)關(guān)閉輪廓顯示),，利用Inventor提供的函數(shù),，分別設(shè)置重疊體中各變形體的運(yùn)動(dòng)軌跡以實(shí)現(xiàn)變形的模擬。
/ `6 ^% X0 w. J! Y7 A0 I本例中,，鋼坯
薄,，并且鋼坯在厚度方向上的變形是上下對稱的，根據(jù)軋制速度及鋼坯咬入情況,，我們將鋼坯分成多個(gè)變形體(如圖2所示),，從圖中看到，經(jīng)過第9個(gè)變形體后,，鋼坯的咬入過程就已完成,，所以，我們通過前9個(gè)變形體的運(yùn)動(dòng)分析,，就可以了解實(shí)現(xiàn)變形模擬的過程，因?yàn)殇撆鞯淖冃问巧舷聦ΨQ的,，所以在合成鋼坯中,，每個(gè)變形體為兩塊(上下各一塊) ,，前9個(gè)變形體重疊后如圖3所示。第10個(gè)及以后的變形體的重疊方法以此類推,。 2,、
約束的設(shè)定

/ O7 Q2 G2 u2 \- V+ g0 c在整個(gè)變形過程中
, p& }9 g/ S3 o( o( ^1 @
，各變形體在運(yùn)動(dòng)過程中分時(shí)段與基體重合,，就可達(dá)到變形的效果,。因此，各變形體的位置約束均以基體為基準(zhǔn),，同時(shí),，在軋制過程中，基體也在移動(dòng),，故我們建立了一個(gè)固定的虛擬體(可設(shè)為不可見體)作為鋼坯運(yùn)動(dòng)的參照(如圖5所示),，軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及基變形體的移動(dòng)秩序均可以通過基體的移動(dòng)來確定。
* ~: I! I+ R% U8 p. v; F# f4 W在本例
,，在施加約束時(shí),，變形體與基體的側(cè)面和端面應(yīng)同向平齊，平齊距離為0,。而在鋼坯的厚度方向上,，同向平齊的距離為s，初始的s值為s0=(h0-h1)/2,，變形后的s值為s1=0(如圖6所示),。變形體1~9在咬入軋輥后，約束變量s依次由s0變?yōu)?/font>s1,，這樣就實(shí)現(xiàn)了鋼坯由厚到薄的變形過程,。取基體與虛擬體的距離L為驅(qū)動(dòng)約束，L的長度為L0~Lmax,，Lmax是鋼坯從開始軋制到軋制完成后基體的總行程,。軋輥的轉(zhuǎn)速可通過L換算，各變形體及軋輥的約束關(guān)系如下： (1)鋼坯厚度控制距離：



: ?  |, x  c) M. T3 ax1=s0 (1- p1)
: H5 z" a+ v. J8 z0 b/ t2 o" m  bx2= s0 (1-p 2)
5 @8 C" d% D" {; ~  z; cx3= s0 (1- p 3)
x4= s0 (1- p 4)
& q2 a* m" S: B) g, R………
2 X6 G) A- [6 t5 u  c6 W/ Gx9= s0 (1
……
x1,、

9 l8 ^  C9 Q4 Q1 R" w1 dp1,、p2、p3,、p4…..p9…___x1~x9的控制變量,；
( C1 w0 Z! u+ w- W4 T(2)軋輥旋轉(zhuǎn)角度：
A= ( L/R ) * 1 de
A____軋輥轉(zhuǎn)角(度)
/ L2 r2 A. E- q3 ^6 e
L____鋼坯移動(dòng)距離(
6 W5 H- c& p  ^  l4 cR____軋輥半徑，式中* 1 deg / 1 m
1 r: Z7 {# s* }" @$ l  o4 b制變量：
p1=sign(L -
p2=sign(L - L0 -
p3=sign(L - L0 – 2*dl
- E/ e0 c. z/ r" O  l2 E  up4=sign(L - L0 - 3*dlt)
……
; R8 B" F, h: ~3 ~P9=sig
# l, T% L. ~4 P) o% [' k……
：L0_
* r5 J% i4 K: y) k3 n
) O6 a' h2 x  T5 C( G$ X8 ldlt____相鄰變形體的變形部分在機(jī)體移動(dòng)方向上的差
移動(dòng)的,，故各變形體之間的dlt值相等,。 (expr)是Inventor的內(nèi)部函數(shù)，當(dāng)expr<=0時(shí)返回
通過以上實(shí)例,，本文簡單描述了Inventor中變形體演示的實(shí)現(xiàn),，當(dāng)然,，實(shí)現(xiàn)變形并
4 o8 u+ j8 i5 V+ t8 {此種方法，本文只是提出一種方法供大家參考,，希望廣大的讀者朋友能提出更多更好的方法來與我們共同交流,。
* [  e) m* ^' w  t& \; h$ I' `
- W8 F+ K2 L8 F7 |編
tor10.0和之后的版本中，零件的顯示與消失（包括淡入淡出）都可以通過Inventor Studio實(shí)現(xiàn),。
6 ]7 S$ |1 v1 U# {

具體方法是：在Inventor的下拉菜單中選擇“應(yīng)用程序”“Inventor Studio”,，然后設(shè)定零件的“褪色度”和時(shí)間軸的關(guān)系。
: i) e# l; Z5 I8 k' ~7 b+ a
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作者: 非飛520    時(shí)間: 2007-12-2 01:50
標(biāo)題: 接樓上
另外,，有興趣的Inventor愛好者可以嘗試使用Inventor的“自適應(yīng)”技術(shù)來實(shí)現(xiàn)零件在不同時(shí)間的變形,。例如彈簧的壓縮過程

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