CATIA运动分析模拟（DMU）之发动机活塞运动

作者：sdudwindy

图文

文末有视频及源文件！

运动分析模块是CATIA软件重要的模块之一，熟练掌握该模块也是对设计人员一个基本要求。今天给大家分享一个本人利用运动分析模块（DMU Kinematics）制作的简易的发动机活塞运动分析，希望通过该实例大家能对DMUKinematics的一些基本操作有个初步的认识。

1 创建简易的三维模型

首先利用CATIA零件设计模块创建缸体、活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件的三维模型。此处的各数值大家自己随便取就可以了。如果只是进行运动分析，可以直接用我附件中的模型就可以了。

2 对零件进行装配约束

根据连接关系，将第一步创建的缸体、活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件进行装配约束。

此步骤可以省略，因为在第三步创建运动铰链的过程中，会产生相关的装配约束。但是我还是习惯现将零件组装好再创建铰链，这样在创建铰链的时候可能更直观一些。

 2.1   对相关的零部件进行装配约束

当然也可以利用装配模块中的捕捉命令，来对这些零部件进行快速的装配，这个命令在装配过程中不产生约束关系，装配速度也更快一些。

3 创建运动铰链

思路是：先分别将4个活塞和4个连杆进行球面铰链约束和平面约束，再将曲轴和4个连杆进行球面铰链约束和平面约束，然后创建活塞和缸体的棱形铰链约束，曲轴和缸体的旋转铰链约束、并增加角度驱动，最后将曲轴和飞轮进行刚体约束即可进行运动模拟。

首先通过点击开始-数字化装配-DMU运动机构，进入运动分析模块。

3.1进入DMU运动机构模块

在DMU运动分析模块找到运动接合点命令框，将其拉到屏幕上方，便于各个接合点的使用。

3.2运动接合点拖出

1、活塞1和连杆1创建球面铰链约束

单击运动接合点中的球面铰链约束，弹出球面铰链约束对话框，如下图所示，依次点击活塞和连杆上的连接点，完成球面铰链约束的创建。

此处要在活塞和连杆上创建连接点，当然如果在第一步的创建模型的过程中就已经创建了连接点的话，此处可以直接用了。但是有的时候，我们在做运动分析的时候，往往想不那么全面，可以在运动分析过程中，补创建一下类似的连接点。

3.3活塞1和连杆1创建球面铰链约束

2活塞1和连杆1创建平面接合约束

点击平面约束命令，在弹出的对话框中选择活塞和连杆的两个重合的平面，若是选择的两个平面不重合，该命令会自动将两个平面创建相合约束，令两个平面相合。所以此处也是在创建此平面接合约束之前，先想好用哪两个平面进行约束（很多情况下可以直接选择相应的坐标平面），若没有合适的平面，可以在建模的过程中提前创建约束平面。

此处约束是对二者直接球面铰链约束的一个补充，约束了活塞和连杆的运动平面。

3.4活塞1和连杆1创建平面接合约束

3、曲轴和连杆1直接创建球面铰链约束。这里创建球面铰链约束的方法与“1、活塞1和连杆1创建球面铰链约束”中的方法是一样的，不再详述。

3.5曲轴和连杆1直接创建球面铰链约束

4、曲轴和连杆1创建平面接合约束。作用是约束连杆和曲轴的运动平面。这里创建平面铰链约束的方法与“2、活塞1和连杆1创建平面接合约束”中的方法是一样的，不再详述。

3.6曲轴和连杆1创建平面接合约束

5、气缸体和活塞1创建棱形铰链约束

点击棱形铰链约束命令，在弹出的对话框中，直线依次选择气缸体和活塞1的中心线，平面依次选择气缸体和活塞1的yz平面，注意此处不要勾选驱动长度，完成棱形铰链约束。

3.7气缸体和活塞1创建棱形铰链约束

6、以同样的铰链约束，对活塞2、3、4和连杆2、3、4进行约束。

7、曲轴和缸体之间创建旋转铰链约束

点击旋转铰链约束，弹出旋转铰链约束对话框，同样的，此步骤要在两个零件上补创建一条旋转线；平面依次选择缸体和曲轴的yz平面，此处要勾选驱动角度。

3.8曲轴和缸体之间创建旋转铰链约束

8、曲轴和飞轮进行刚性接合约束

点击刚体约束命令，依次选择曲轴和飞轮两个零件，完成刚体约束的创建。

至此，所有的约束创建完成了，该运动机构就可以进行模拟了。

4 机构运动模拟

最后可以使用“使用命令进行模拟”和“模拟”两个命令对运动机构进行运动模拟。在“使用命令进行模拟“的过程中可以选择“激活传感器”，查看参数在运动过程中的变化情况。“模拟”命令可以通过循环控制按钮，控制动画循环播放。大家可以自行体会两个命令的区别，此处不再详述。

4.1使用命令进行模拟对话框

4.2模拟对话框

视频

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