После завершения этого упражнения Вы будете способны:

 Создание модели движения

 Выполнение анализа движения

В этом упражнении Вы будете работать с моделью маятника, показанного на рисунке 1–39.

В анализе мы отпустим маятник от под углом 45° от вертикали и позволим силе тяжести действовать на модель. Сборка состоит из двух тел: сферического грузика и стержня. Первый шаг - создание этой модели в Pro/ENGINEER.

1. Создайте новую модель. Выберите File, New и назовите деталь [sphere].

2. Установите единицы моделирования на mmNs. Выберите Set Up, Units. Открывается диалоговое окно Units Manager, как показано на рисунке 1-40.

3. Выберите mmNs и нажмите кнопку .

4. Так как нет никакой геометрии, любая опция может быть выбрана из окна Warning на модели. Нажмите кнопки и .

1. Выберите Insert, Protrusion, Revolve, One Side, Done.

2. Выберите FRONT в качестве плоскости эскиза и TOP в качестве верхней ссылки.

3. На базовой плоскости RIGHT нарисуйте осевую линию.

4. Нарисуйте дугу поперечного сечения в 180°, показанную на рисунке 1–41.

5. Нажмите иконку для завершения создания эскиза.

6. Выберете 360, Done и нажмите иконку для завершения создания конструктивного элемента.

1. Выберите , Add New, Three Srf.

2. Выберите базовые плоскости FRONT, RIGHT и поверхность, показанную на рисунке 1–42.

3. Создайте вторую базовую точку на нижней поверхности сферы, показанной на рисунке 1–42, и базовых плоскостях FRONT и RIGHT.

4. Выберите Done для завершения создания конструктивного элемента.

5. Сохраните модель и закройте окно.

1. Создайте новую модель с названием [rod].

2. Измените единицы моделирования на mmNs.

3. Создайте вытягивание выдавливанием. Выберите Insert, Protrusion, Extrude, One Side, Done.

4. Выберите TOP в качестве плоскости эскиза и FRONT в качестве нижней ссылки.

5. Нарисуйте поперечное сечение, показанное на рисунке 1-43.

6. Завершите эскиз и выдавите его на расстояние в 90мм.

1. Увеличьте вид верхней части цилиндрического выдавливания. Нажмите иконку и создайте базовую точку, используя опцию Curve X Srf.

2. Выберите базовую ось A_1 и круглую поверхность на верхней части цилиндрического выдавливания. Появляется базовая точка, как показано на рисунке 1-44.

3. Создайте вторую базовую точку, используя опцию Curve X Srf. Выберите A_1 и нижнюю поверхность выдавливания.

4. Сохраните модель и закройте окно.

1. Выберите File, New, Assembly. Введите [pendulum] в качестве названия сборки. Нажмите кнопку .

2. Установите единицы сборки на mmNs.

1. Выберите Component, Assemble. Выберите rod.prt.

2. Нажмите иконку на поле Constraints для создания ограничения сборки по умолчанию. Компонент размещается в сборке.

3. Нажмите кнопку .

4. Выберите Component, Assemble. Выберите sphere.prt.

5. Выровняйте (Align) PNT0 на сфере с PNT1 на стержне.

6. Выровняйте (Align) FRONT на сфере с FRONT на стержне.

7. Нажмите иконку для завершения размещения компонента. Сборочная модель выглядит как показано на рисунке 1-45.

1. Увеличьте вид верхней части rod.prt.

2. Нажмите иконку и создайте базовую точку, используя опцию At Center.

3. Выберите кромку, показанную на рисунке 1–46.

4. Выберите Done и сохраните сборку.

1. Выберите Applications, Mechanica. Открывается диалоговое окно Unit Info. Подтвердите, если Ваши единицы соответствуют показанным на рисунке 1–47.

2. Нажмите кнопку , затем выберите Motion из меню MECHANICA. Локальные системы координат (LCS) появляются на каждой модели сборки. Также, сборочная базовая точка появляется с символом . Это обозначает точку как землю. Это будет рассмотрено в следующей главе.

1. Выберите Model, Property, Material. Открывается диалоговое окно Materials, как показано на рисунке 1-48.

2. Выберите AL2014 и нажмите кнопку для добавления материала к модели.

3. Нажмите кнопку и выберите из раскрывающегося меню Part.

4. Выберите rod.prt, затем Done Sel.

5. Повторите шаги со 2-го по 4-ый для определения материала STEEL для sphere.prt.

6. Диалоговое окно Materials переключается между материалами STEEL и AL2014 в колонке Materials in Model. Чтобы определять материал, который был назначен для модели, выберите его в этой колонке, чтобы высветить его на экране. Нажмите кнопку .

1. Выберите Model, Connections, Joints, Create.

2. Выберите точку земли сборки, APNT0, и PNT0 на rod.prt. Открывается диалоговое окно Joint Create.

3. Дайте соединению название [pin] и включите кнопку Pin, как показано на рисунке 1–49.

4. Нажмите кнопку . Модель появляется с иконкой шарнирного соединения между землёй и верхней частью стержня, как показано на рисунке 1–50.

1. Выберите Connections, Joints, Create.

2. Выберите PNT1 на rod.prt и PNT0 на sphere.prt.

3. Назовите соединение [weld] и включите кнопку Weld. Нажмите кнопку . На модели появляется иконка сварного соединения между нижней частью стержня и верхней частью сферы, как показано на рисунке 1–51.

1. Выберите Model, Loads, Create, Gravity.

2. Длина в этой системе единиц вычислена в мм. Следовательно, сила тяжести будет равна 9806 [мм/с2], направленная в отрицательном направлении оси y-. Введите [-9806] в поле Y, как показано на рисунке 1–52, и нажмите кнопку .

1. Выберите Model, Init Conds, Create, Joint Axis и выберите шарнирное соединение.

2. Маятник будет отпущен при угле отклонения в 45 градусов. В радианах это будет равно (45/360)x2π= 0.785 радиан. Введите значения в диалоговое окно Initial Conditions, как показано на рисунке 1–53.

Когда введены начальные условия для вращения оси соединения, значения расположения и скорости определяются в радианах и рад/с.

3. Нажмите кнопку , Done/Return, Done/Return.

1. Для проверки, что модель была построена точно, анализ сборки всегда должен выполняться первым. Система определила анализ сборки доступным для выполнения. Выберите Run. Открывается диалоговое окно Run, как показано на рисунке 1-54.

2. Выберите Assembly и нажмите кнопку .

3. После того, как анализ успешно завершён, появляется сообщение, показанное на рисунке 1-55.

4. Нажмите кнопку для одобрения новых позиций. Модель размещена под углом 45°, как требуют начальные условия, как показано на рисунке 1-56.

1. Выберите Analyses. Открывается диалоговое окно Analyses, как показано на рисунке 1-57.

2. Выберите Motion из раскрывающегося меню New Analysis и нажмите кнопку .

3. Назовите анализ [My_Motion].

4. Введите значения для Duration и Increment в форме Motion Analysis Definition, как показано на рисунке 1–58.

5. Нажмите кнопки и .

1. Переориентируйте модель на вид Front. Нажмите иконку и выберите из раскрывающегося меню Front.

2. Выберите Run. Выберите My_Motion и нажмите кнопку .

В то время как анализ проводится, окно сообщения обеспечивает модернизацию выполняемого текущего действия. Направо от главного окна Pro/ENGINEER появится окно, которое показывает текущее время и номер кадра. Модель анимируется в течение каждого временного шага анализа, пока не будет достигнута продолжительность в 1.5 секунды.

1. Выберите Results, Animate, Start.

2. После того как сгенерированы кадры анимации, появляется окно Animation Player, как показано на рисунке 1–59.

3. Используя кнопку и ползунок, контролирующий скорость анимации, воспроизведите анимацию качающегося маятника.

4. Ознакомьтесь с другими кнопками Animation Player. После завершения нажмите кнопку и выберите Done/Return.

1. Может быть собрана и другая информация относительно маятника, типа периода или скорости. Выберите Graph, Jt Axis Pos.

2. Выберите шарнирное соединение. Так как больше чем одна величина может быть представлена графически одновременно, выберите Done/Sel для завершения выбора и отображения диаграммы. Диаграмма выглядит как показано на рисунке 1-60.

3. Период - время, требуемое на одно полное колебание и возвращение к стартовой позиции. Вы сегментируете диаграмму, чтобы изменить масштаб изображения на втором пике на диаграмме. Выберите Utilities, Seg Graph и выберите две точки на диаграмме, как показано на рисунке 1–60. Сегментированный график показан на рисунке 1–61.

4. Из этой диаграммы Вы можете видеть, что период маятника приблизительно равен 0.66 секунды. Для закрытия диаграммы выберите Done/Return из меню MOTION GRAPH.

5. Затем Вы создадите диаграмму скорости на конце сферы маятника. Выберите Graph, Pt Velocity.

6. Выберите PNT1 на sphere.prt, как показано на рисунке 1–62.

7. Появляется диалоговое окно Select the Component, как показано на рисунке 1–63. Одобрите предлагаемую по умолчанию Mag, чтобы показывать величину скорости на конце маятника.

8. Выберите Done Sel для отображения графика, показанного на рисунке 1–64.

9. Используйте опцию Seg Graph для определения максимальной угловой скорости на кончике маятника (приблизительно 832 [рад/с]).

10. Создайте любые другие диаграммы, если позволяет время.

11. Сохраните сборку, закройте окно и удалите модель из памяти.