POWRÓT

SEMESTR VI

Autodesk Inventor, jako narzędzie do symulacji dynamicznej i kinematycznej - tworzenie symulacji dynamicznej. Opracowano na podstawie - A. Jaskulski - Autodesk Inventor, Metodyka projektowania


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Definiowanie par kinematycznych
Siła wymuszająca - ćwiczenia
Grapher wyjściowy - ćwiczenia


 

Definiowanie par kinematycznych

   

   W poprzednim rozdziale był opisany sposób postępowania podczas automatycznej symulacji dynamicznej, gdzie główną uwagę zwrócilismy na czynności definiowania odpowiedniej liczby par kinematycznych w sposób automatyczny i wyznaczania kierunku siły ciężkości. Po uruchomieniu automatycznej symulacji okazało się, że człony mechanizmu po ustaniu siły ciężkości i zgodnie z jej kierunkiem zatrzymały się w losowo zmiennych położeniach (rysunek poniżej). Takie położenie oznacza, że mechanizm nie jest doskonały i wymaga korekty, co jest min. spowodowane brakiem zdefiniowania pary kinematycznej między dźwignią kątową i wahaczem. W takiej sytuacji wiedząć, że pary utworzone automatycznie nie dają się usunąć, należy przejść do ręcznego utworzenie pary pomiędzy tymi elementami.

Przebieg dalszych czynności po zakończeniu automatycznej symulacji dynamicznej powinien być następujący.

Klikamy na Symulacja dynamiczna --> Zakończ symulację dynamiczną wracamy do przeglądarki obiektów i następnie wykonujemy następujące czynności:

  • Z przegladarki obiektów Wywołujemy widok - 3-Pł/Walec,

  • Wracamy do środowiska Symulacja dynamiczna i uruchamiamy narzędzie Wstaw połączenie

  • Kliknąc typ pary Walec na płaszczyźnie (czerwona strzałka),

  • Kliknąć płaską ścianę 1.
  • Kliknąć punkt 2
  • Z Menu kursora wybrać pozycję Kontynuuj
  • Klinąć powirzchnię boczną walca 3.
  • Uzyskać efekt jak na rysunku niżej.

  • Wywołujemy widok Początek i z panelu Odtwarzanie symulacji uruchamiamy ponownie symulację
  • Efekt symulacji jest widoczny na poniższym rysunku.

   Grawitacja w dalszym ciągu powoduje zwisanie elementów mechanizmu w losowo zmiennych położeniach. Tym razem jednak części pozostają związane. Rolka wahacza na razie opuszcza rowek w dźwigni kątowej, z którą tworzy parę kinematyczną, jednak porusza się po przedłużeniu jego płaszczyzny. Konieczne będzie zatem wprowadzenie dalszych ograniczeń ruchu wahacza. W celu wyeliminowania kolejnych ograniczeń w ruchu wahacza postępujemy w następujący sposób.

Kontakt 2D

  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybrać narzędzie Przewiń do poczatku symulacji,
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybierz narzędzia Tryb konstrukcji
  • Z przeglądarki wywołujemy widok 5 - Stoperzy
  • Wracamy do środowiska symulacji.
  • Z panelu Połączenie klikamy Wstaw połączenie
  • Wybieramy typ Kontakt 2D - Wahacz - płyta dolna,

  • Klikamy (czerwona strzałka) na płaską ścianę (1/1)
  • Klikamy na krawędź kołową (czerwona strzałka) (2)
  • Klikamy na punkt (czerwona strzałka) (3) - efekt to Kontakt 2D - wahacz 1 - płyta 1.
  • Kliknij OK.
  • W analogiczny sposób należy zdefiniować ograniczającą ruch wahacza parę kontaktowa (3)
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzie Uruchom symulację.
  • Po symulacji mechanizm zatrzymuje się w granicznym położeniu wahacza.

Sprężyna

Kolejna ważna czynność wstawienie sprężyny do suwaka, który będzie pełnił rolę amortyzatora. Kolejność czynności jest następująca:

  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzia Przewiń do poczatku symulacji.
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzia Tryb konstrukcji.
  • Opuszczamy środowisko symulacji
  • Wywołujemy z przeglądarki obiektów widok 4-Suwak
  • Wracamy do środowiska symulacji.

  • Wstawiamy połaczenie, wybierając Sprężyna/amortyzator/dźwignik.
  • Wybieramy kołową ściankę suwaka i wewnętrzną kołową ściankę korpusu (czerwone strzalki na rysunku). W przypadku trudności z zaznaczeniem odpowiedniej ścianki, należ korzystać z opcji Wybierz inny (prawy przycisk myszy).
  • Klikamy OK. Następuje wstawienie sprężyny

  • Wstawiona sprężyna nie jest nieaktywna i wymaga korekty wymiarów. W tym celu opuszczamy środowisko symulacji i w przegladarce obiektów wywołujemy widok 6-Góra
  • Ponownie wracamy do środowiska symulacji i z rozwinietego na ikonie sprężyny Menu korsora wybieramy zakładkę Właściwości
  • Wypełniamy pola okna dialogowego tak jak na poniższym rysunku.

Przekształcenie sprężyny w amortyzator

  • W celu przekształcenia sprężyny w amortyzator przechodzimy w tryb konstruowania, gdzie zmieniamy jej właściwości przez wprowadzenie tłumienia o wartości 0,03 Ns/mm.

Modelowanie oporów ruchu

Za pomocą Menu kursora możemy dokonać zmiany wielkości oporów ruchu. Aby tego dokonać należy:

  • Przejść w tryb konstruowania.
  • Za pomocą Menu kursora należy zainicjować zmianę własciwości pary obrotowej.
  • Wypełnić pola okna dialogowego dokładnie jak na poniższym rysunku.
  • Klikamy OK
  • Uruchomić symulację.

Do góry


 

Działanie siły wymuszającej, Grapher wejściowy

   

Autodesk Inventor pozwala wykonać nam liczne symulacje: prędkości, przyspieszeń, momentów, sił, które pozwolą na przeanalizowanie działania urządzenia lub pomogą w doborze napędów. Dzięki symulacji dynamicznej dowiemy się czy podczas pracy mechanizmu nie występują kolizje. Po takiej analizie będziemy mogli stwierdzić czy zaprojektowany mechanizm działa poprawnie i spełnia nasze oczekiwania. Wyniki symulacji dynamicznej mogą być danymi wejściowymi do analizy wytrzymałościowej części mechanizmu, o czym wiecej w dalszej części.

Kolejny etap będzie dotyczył sprawdzenia zachowania się zbudowanego mechanizmu przy wymuszeniu siłowym. Do tego celu jest wykorzystywane narzędzie o nazwie Grapher wejściowy. Definiowanie wymuszenia odbywa się w następujący sposób:

  • Opuszczamy środowisko symulacji
  • Z przegladarki modeli wywołujemy widok 2-Symulacja
  • Wracamy do środowiska symulacji.
  • Przechodzimy w tryb konstruowania.
  • Z położonego na karcie Symulacja dynamiczna panelu Wczytaj wybieramy przycisk narzędzia Siła.
  • Określić położenie i kierunek siły (zwrot siły taki jak na rysunku).

  • Klikamy na Grapher wejściowy. Po kliknięciu otwiera nam się okno jak na poniższym rysunku.

  • W oknie klikamy podwójnie w miejscach wskazanych przez strzałki. W miejscach klinięcia pojawią się wyraźnie zaznaczone punkty.
  • Klikamy pojedynczo w kazdy punkt i wpisujemy do wycinków wartości czasu i siły, dokładnie tak jak na ponizszym rysunku.

  • Kliknij OK w oknie Graphera. Klinięcie OK powoduje sie pojawienie się okna, w którym możliwe jest dokonanie zmian wcześniej wprowadzonych parametrów.

    Do góry


 

Grapher wyjściowy. Eksport wyników do modułu MES

   

Dotychczasowe symulacje umożliwiały wykonanie analiz jakościowych, obserwując ruch mechanizmu. W praktycznym zastosowaniu często jest potrzebna wiedza ilościowa. Inventor umożliwia nam przeprowadzenie analiz ilościowych w warunkach symulacji.
Aby ta czynnośc była możliwa do przeprowadzenia, musimy określić warunki początkowe. W naszym przypadku wartość początkowej siły wymuszającej F=F(t) jest zerowa: F0 - f(0) = 0. Możemy jednak dowolnie okreslić położenie początkowe mechanizmu. w celu przeprowadzenia analizy ilościowej kolejnośc czynności jest następująca.

  • Przechodzimy w tryb konstruowania.
  • Chwytamy kursorem dźwignie mechanizmu i przeciagamy do skrajnego zewnętrznego położenia.
  • Uruchamiamy Symulację
  • Z położonego na karcie Symulacja dynamiczna, wybieramy przycisk narzędzia Grapher wyjściowy
  • Zaznaczamy do wykreslenia dwie siły (czerwone strzałki na rysunku).
  • Przewijamy do poczatku i ponownie uruchamiamy symulację i obserwujemy Grapher.
  • W oknie Graphera przeciagamy suwak (1) do skrajnego położenia,
  • Klikamy wiersz (2).
  • Przewijamy listę i odszukujemy wiersz (3).
  • Klikamy

    Do góry


   

 

 (C) 2019 - 2020 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved