UG NX 11.0運動仿真與分析教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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北京兆迪科技有限公司 著

圖書標籤:

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• 仿真教程
• 機械設計
• 工程仿真
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111587613

版次：3

商品編碼：12344112

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： UG NX 11.0工程應用精解叢書

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

用紙：膠版紙

頁數：321

內容簡介

本書全麵、係統地介紹瞭使用UG NX 11.0進行産品運動仿真與分析的過程、方法和技巧，內容包括UG NX運動仿真概述與基礎、連杆、運動副與約束、定義電動機、連接器、驅動與函數、典型運動機構、運動仿真分析與測量、力學對象和運動仿真與分析綜閤範例等。
本書是根據北京兆迪科技有限公司為國內外幾十傢不同行業的公司（含國外獨資和閤資公司）編寫的培訓教案整理而成的，具有很強的實用性和廣泛的適用性。本書附帶1張多媒體DVD學習光盤，製作瞭大量UG運動仿真與分析技巧和具有針對性的範例教學視頻並進行瞭詳細的語音講解；另外，光盤中還包含本書所有的模型文件、範例文件和練習素材文件。
在內容安排上，本書緊密結閤範例對UG 運動仿真與分析的流程、構思、方法與技巧進行講解和說明，這些範例都是實際生産一綫産品設計中具有代錶性的例子，這樣安排能使讀者較快地進入運動仿真與分析實戰狀態；在寫作方式上，本書緊貼軟件的實際操作界麵進行講解，使初學者能夠盡快上手，提高學習效率。本書附贈光盤視頻采用低版本軟件進行講解。
本書內容全麵、條理清晰、講解詳細、圖文並茂、範例豐富，可作為廣大工程技術人員深入學習UG 的自學教程和參考書，也可作為大中專院校學生和各類培訓學校學員的CAD/CAM課程上課及上機練習教材。

目錄

目 錄

前言
本書導讀

第1章 概述1
1.1 UG NX運動仿真概述1
1.2 UG NX運動仿真的工作界麵2
1.2.1 工作界麵2
1.2.2 相關術語及概念3
1.2.3 運動仿真模塊中的菜單及按鈕4
1.3 運動仿真模塊的參數設置6
1.3.1 “首選項”設置6
1.3.2 “用戶默認”設置9
第2章 UG NX運動仿真基礎14
2.1 UG NX運動仿真流程14
2.2 進入運動仿真模塊15
2.3 新建運動仿真文件16
2.4 定義連杆（Links）19
2.5 定義運動副21
2.6 定義驅動26
2.7 定義解算方案並求解29
2.8 生成動畫32
第3章 連杆35
3.1 概述35
3.2 連杆的質量屬性37
3.3 定義連杆的材料40
3.4 初始速度42
3.4.1 初始平動速率43
3.4.2 初始轉動速度44
第4章 運動副與約束46
4.1 運動副與自由度46
4.2 鏇轉副47
4.3 滑動副50
4.4 柱麵副52
4.5 螺鏇副54
4.6 萬嚮節57
4.7 球麵副60
4.8 平麵副62
4.9 點在綫上副64
4.10 綫在綫上副66
4.11 點在麵上副67
4.12 其他運動副簡介70
第5章 傳動副72
5.1 齒輪副72
5.2 齒輪齒條副75
5.3 綫纜副77
5.4 2-3傳動副80
5.5 本章範例——齒輪係運動仿真84
第6章 連接器91
6.1 彈簧91
6.2 阻尼器96
6.3 襯套99
6.4 3D接觸100
6.5 2D接觸103
6.6 本章範例1——微型聯軸器仿真108
6.7 本章範例2——彈性碰撞仿真111
6.8 本章範例3——滾子反彈仿真115
第7章 驅動與函數120
7.1 概述120
7.2 簡諧驅動121
7.3 函數驅動124
7.3.1 概述124
7.3.2 數學函數驅動126
7.3.3 運動函數驅動129
7.3.4 AFU錶格驅動137
7.4 鉸接運動驅動152
7.5 電子錶格驅動155
第8章 分析與測量160
8.1 分析結果輸齣160
8.1.1 圖錶輸齣160
8.1.2 電子錶格輸齣169
8.2 智能點、標記與傳感器171
8.2.1 智能點171
8.2.2 標記172
8.2.3 傳感器175
8.3 乾涉、測量和跟蹤178
8.3.1 乾涉178
8.3.2 測量181
8.3.3 追蹤184
8.4 本章範例1——彈簧懸掛機構仿真185
8.5 本章範例2——麯柄齒輪齒條機構仿真190
第9章 力學對象198
9.1 標量力198
9.2 矢量力202
9.3 標量扭矩205
9.4 矢量扭矩208
9.5 本章範例——大炮射擊模擬仿真209
第10章 運動仿真與分析綜閤範例215
10.1 正弦機構215
10.2 傳送機構224
10.3 自動化機械手232
10.4 發動機239
10.5 平行升降平颱249
10.6 軸承拆卸器267
10.7 瓶塞開啓器275
10.8 挖掘機工作部件284
10.9 牛頭刨床機構304

前言/序言

本書對UG NX 11.0運動仿真與分析的核心技術、方法與技巧進行瞭介紹，其特色如下：
?內容全麵。與其他同類書籍相比，包括更多的UG運動仿真與分析內容。
?講解詳細、條理清晰、圖文並茂。本書是一本不可多得的UG運動仿真與分析快速入門、快速見效的圖書。
?範例豐富。讀者通過對範例的學習，可迅速提高運動仿真與分析水平。
?寫法獨特。采用UG軟件中真實的對話框、操控闆和按鈕等進行講解，使初學者能夠直觀、準確地操作軟件，從而大大提高學習效率。
?附加值高。本書附帶1張多媒體DVD學習光盤，製作瞭大量UG運動仿真與分析技巧和具有針對性的範例教學視頻並進行瞭詳細的語音講解，可以幫助讀者輕鬆、高效地學習。
本書是根據北京兆迪科技有限公司給國內外一些著名公司（含國外獨資和閤資公司）編寫的培訓教案整理而成的，具有很強的實用性。其主編和參編人員主要來自北京兆迪科技有限公司。該公司專門從事CAD/CAM/CAE技術的研究、開發、谘詢及産品設計與製造服務，並提供UG、Ansys、Adams等軟件的專業培訓及技術谘詢。讀者在學習本書的過程中，如果遇到問題，可通過訪問該公司的網站http://www.zalldy.com來獲得幫助。

《UG NX 11.0運動仿真與分析教程》內容詳解 本書旨在為廣大UG NX用戶提供一份詳盡的運動仿真與分析學習指南。通過係統性的講解和豐富的實例，幫助讀者深入理解UG NX在機械運動仿真領域的強大功能，掌握從模型創建到仿真分析，再到結果評估的全過程，從而高效解決實際工程設計中的運動學和動力學問題。 第一部分： UG NX 運動仿真基礎 本部分將從最基礎的概念入手，為讀者構建UG NX運動仿真的理論框架。 第一章：運動仿真概述 1.1 運動仿真的意義與應用 詳細闡述機械運動仿真在現代工程設計中的重要性，包括但不限於： 優化設計方案： 在早期階段發現潛在的乾涉、碰撞、運動不閤理等問題，避免後期昂貴的物理原型修改。 驗證設計可行性： 確保機械結構在預設的運動條件下能夠平穩、可靠地運行。 提高産品性能： 通過分析運動過程中的受力、速度、加速度等參數，為性能提升提供依據。 降低製造成本： 減少原型製作和實驗的次數，節約時間和金錢。 縮短研發周期： 加快設計迭代速度，使産品更快地投入市場。 列舉運動仿真在不同行業的典型應用場景，例如： 汽車行業： 懸掛係統、轉嚮係統、發動機麯軸連杆機構、車門開啓機構等的運動仿真。 機器人領域： 機械臂、並聯機器人、行走機構的運動規劃與仿真。 航空航天： 艙門開啓、起落架收放、衛星太陽能帆闆展開機構的仿真。 工程機械： 挖掘機、裝載機、起重機的各種作業機構的運動學分析。 消費電子： 打印機走紙機構、相機鏡頭伸縮機構、手機翻蓋機構的運動仿真。 醫療器械： 手術機器人、康復設備、注射泵的精確運動控製與分析。 1.2 UG NX 運動仿真模塊概覽 介紹UG NX運動仿真模塊（Mechanism Design）的核心功能和界麵布局。 講解該模塊與其他UG NX模塊（如建模、裝配、仿真求解器等）的集成關係。 重點突齣UG NX運動仿真在參數化、集成化設計環境下的優勢。 第二章：運動仿真前置準備 2.1 運動機構的建模要求 強調高質量建模對運動仿真的關鍵作用。 詳細講解如何在UG NX中進行高效的部件建模： 零件的幾何特徵： 突齣對實體模型、麯麵模型的創建要求，強調避免細小、孤立的幾何體，保證模型的完整性和準確性。 關鍵點的定義： 如何準確定義鏇轉軸、移動方嚮、球鉸中心等關鍵點，以便於後續的約束定義。 草圖的精確繪製： 在創建復雜零件時，如何利用草圖進行精確的二維輪廓繪製，並轉化為三維實體。 特徵的閤理應用： 優先使用拔模、倒圓角、抽殼等特徵，並講解其在仿真中的影響。 2.2 部件裝配與運動仿真裝配 講解在UG NX中進行部件裝配的常用方法： 約束裝配： 詳細介紹“對齊”、“放置”、“配閤”等約束類型，以及它們在定位零件中的作用。 配閤裝配： 重點講解如何使用“距離”、“角度”、“重閤”等配閤類型來實現零件之間的精確相對位置。 區分普通裝配與運動仿真裝配的概念： 運動仿真裝配： 強調其是為瞭模擬機構運動而進行的特殊裝配，要求為自由度設計而服務。 定義運動自由度： 講解如何通過零件間的相對位置和配閤關係來初步確定機構的自由度。 避免過約束： 詳細說明過約束對運動仿真可能造成的負麵影響，以及如何識彆和解除過約束。 零件間的連接關係： 介紹如何通過裝配約束來模擬機械連接，如固定、鏇轉、滑動等。 第二部分： UG NX 運動仿真詳解 本部分將深入講解UG NX運動仿真模塊的核心操作和技術細節。 第三章：運動約束的創建與應用 3.1 基礎運動約束類型 固定約束 (Fixed): 詳細講解如何將某一零件固定在空間中，作為機構的基準。 鏇轉約束 (Revolute): 深入闡述如何定義圍繞固定軸的鏇轉運動，包括軸嚮的選擇、鏇轉方嚮的定義等。 移動約束 (Prismatic): 詳細講解沿直綫運動的約束，包括運動方嚮的定義。 通用約束 (General): 介紹更復雜的運動約束，如萬嚮節、平麵滑動等，並講解其創建步驟。 3.2 進階運動約束 圓柱約束 (Cylindrical): 講解同時包含鏇轉和直綫運動的約束，如活塞運動。 球鉸約束 (Spherical): 介紹允許在一個點繞三個軸自由鏇轉的約束。 平麵約束 (Planar): 詳細講解限製零件在一個平麵內運動的約束。 剛體約束 (Rigid): 講解如何定義兩個零件之間完全固定，無相對運動的約束。 3.3 約束的編輯與管理 講解如何修改、刪除、復製運動約束。 介紹如何查看和分析約束之間的關係，以及如何診斷約束問題。 演示如何通過組閤基本約束來實現復雜運動，例如齒輪嚙閤仿真（通過鏇轉約束和傳動比）。 3.4 齒輪與傳動機構仿真 齒輪副的創建： 講解如何利用UG NX的專門工具創建齒輪副，包括齒輪類型、模數、齒數等參數的設置。 傳動比的定義： 詳細說明如何通過運動約束定義齒輪之間的傳動比，實現精確的動力傳遞仿真。 鏈條與皮帶仿真： 介紹如何模擬鏈條和皮帶的運動，包括張力、鬆弛等概念的初步體現。 第四章：驅動與求解 4.1 運動驅動的創建 位置驅動 (Position Drive): 講解如何為某個運動自由度指定一個隨時間變化的位移或角度，從而驅動整個機構運動。 速度驅動 (Velocity Drive): 介紹如何為運動自由度指定一個恒定的或隨時間變化的運動速度。 加速度驅動 (Acceleration Drive): 講解如何為運動自由度指定一個隨時間變化的加速度。 力/力矩驅動 (Force/Torque Drive): 介紹如何施加力或力矩來驅動機構運動，這是進行動力學分析的基礎。 驅動的參數化設置： 講解如何利用錶格、函數等方式定義驅動麯綫，實現復雜的運動軌跡。 4.2 仿真求解器的選擇與設置 仿真類型： 區分運動學仿真（Kinematics）和動力學仿真（Dynamics）。 運動學仿真： 重點關注機構的位移、速度、加速度等幾何運動參數，不考慮質量和力。 動力學仿真： 考慮質量、慣性、力和力矩的影響，分析機構在真實物理環境下的運動狀態。 求解器參數設置： 詳細講解步長、仿真時長、精度等參數的設置對仿真結果的影響。 接觸定義與接觸力的處理： 接觸類型： 介紹不同類型的接觸（如點-麵、綫-麵、麵-麵等）及其在仿真中的應用。 接觸參數： 講解摩擦係數、恢復係數、阻尼等接觸參數的設置，以及它們對仿真結果的影響。 避免碰撞與乾涉： 強調通過精確的接觸定義來模擬實際碰撞和乾涉，並分析其對機構運動的影響。 4.3 仿真運行與結果初步分析 講解如何執行仿真計算。 介紹如何觀察仿真過程中關鍵運動部件的狀態。 進行初步的視覺檢查，判斷機構運動是否符閤預期。 第三部分： UG NX 運動仿真分析與應用 本部分將帶領讀者進行更深入的分析，並將仿真結果應用於實際工程問題。 第五章：運動仿真結果的分析與可視化 5.1 運動軌跡與運動學參數提取 位移、速度、加速度的測量： 講解如何測量機構中任意點的位移、速度、加速度隨時間的變化。 關鍵點的運動軌跡繪製： 如何生成並可視化關鍵點的運動軌跡圖，直觀展示運動路徑。 角度、距離、速度麯綫生成： 如何提取特定約束或零件之間的角度、距離、相對速度等參數，並生成麯綫圖。 5.2 動力學分析結果的解讀 受力分析： 講解如何分析機構中各零件所受的閤力、分力，以及約束力的大小和方嚮。 力矩分析： 如何分析施加在鏇轉關節上的驅動力矩，以及由於慣性、重力等産生的反作用力矩。 慣性力與重力影響： 詳細講解質量、重心、慣性張量等參數如何影響機構的動力學行為。 功與能的分析： 介紹如何分析驅動力所做的功，以及機構的動能、勢能變化。 5.3 仿真結果的可視化與報告生成 動畫迴放： 講解如何生成高質量的運動仿真動畫，方便工程師理解和展示設計。 圖錶導齣與美化： 如何將生成的麯綫圖導齣為可編輯的格式，並進行美化，用於報告和演示。 報告生成工具： 介紹UG NX內置或第三方報告生成工具，將仿真結果係統地整理成報告。 第六章：典型機構運動仿真實例 6.1 四杆機構的運動仿真與分析 從建模、裝配、約束創建、驅動設置、仿真求解到結果分析，詳細演示四杆機構的完整仿真過程。 分析不同參數（連杆長度、驅動速度）對機構運動特性的影響。 6.2 齒輪傳動機構的仿真 創建多級齒輪傳動係統，分析其傳動比、輸入輸齣轉速關係，以及齒輪嚙閤時的受力情況。 模擬齒輪的磨損和失效的可能性（通過分析應力集中）。 6.3 機械臂的運動仿真 搭建簡單的多自由度機械臂模型，實現末端執行器的軌跡跟蹤或點位控製。 分析機械臂在運動過程中的關節受力，為驅動器的選型提供依據。 6.4 車輛懸掛係統的仿真 模擬汽車在不同路況下的懸掛係統運動，分析車輪的跳動、車身的傾斜，以及懸掛部件的受力情況。 初步評估懸掛係統的舒適性和通過性。 6.5 其他工程實例 根據實際應用，可能還會包含凸輪機構、連杆滑塊機構、摺疊機構等多種典型機械裝置的仿真實例。 第七章：運動仿真的高級技巧與疑難解答 7.1 運動仿真中的優化設計 如何利用仿真結果指導參數優化，例如調整連杆長度以獲得最佳運動範圍，或調整驅動力矩以最小化能耗。 介紹參數化建模與仿真相結閤的設計流程。 7.2 仿真結果的驗證與校驗 討論如何通過實驗數據或已有的工程經驗來驗證仿真結果的準確性。 分析仿真模型與實際模型之間的差異，並提齣改進建議。 7.3 常見問題與解決方案 求解器不收斂： 分析可能的原因（如過大的步長、不閤理的約束、接觸定義問題等），並提供相應的解決辦法。 機構運動不閤理： 檢查約束定義、驅動設置、零件配閤關係等。 仿真速度慢： 提齣優化模型、簡化約束、選擇閤適的求解器設置等建議。 結果不準確： 探討模型精度、參數設置、材料屬性等對結果的影響。 7.4 拓展應用與未來趨勢 簡要介紹UG NX運動仿真與其他仿真模塊（如結構分析、流體分析）的集成應用。 展望未來機械運動仿真技術的發展方嚮。 本書內容緊密結閤UG NX 11.0的實際操作界麵和功能，力求理論與實踐並重。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成各種復雜機械機構的運動仿真與分析任務，從而顯著提升其在産品設計與研發中的核心競爭力。