1. 3結構分解及型轉化單元的分析模型
識別出結構分解所需要的信息后,結構分解路線的優選原則將機構分解為機架、主動件和有序單元組(虛擬單構件、雙桿組、約束單構件).型轉化單元共有37種,其數學模型可以歸納為26種.因此,構造一個單元基類CUnit來定義型轉化單元運動分析的共同屬性和方法,再從單元基類中派生出各種單元類對象.通過基類中虛函數的定義,引人多態機制,便于程序擴充.
1.3運動分析與仿真的實現
機構分解完成后,通過調用主動件及各型轉化單元的運動分析子程序,從而實現對整個機構的運動分析.首先調用Component:: GetXform來得到該構件的初始位置的位姿矩陣,當主動件位置發生變化的時候,順序調用各型轉化單元的運動分析子程序,得到該位置的分析結果,然后調用Component::SetXform重新設置構件的位姿矩陣,這樣的話,運動分析的結果就直接為仿真服務,從而實現動態仿真
2算例
以下面六桿機構為例說明機構的分解和分析仿真(機構三維實體模型和機構簡圖分別見圖5和圖6).
選取的計算參數:主動件AB轉動步長為10°
桿組分解結果:型轉化數為1;虛擬單構件為BC桿,約束單構件為EG桿,其余兩桿為雙桿組.
經程序計算,得到各桿的仿真曲線如圖7所示
3結論
文中研究了在SolidWorks平臺上開發面向對象的連桿機構參數化實體運動仿真系統的方法.結合國內先進的機構分析理論和SolidWorks強大的造型功能及其提供的API對象,開發出了一套三維實體化的通用連桿機構運動分析和仿真系統.
所開發的系統的特點.
1)完全基于三維實體的分析.運動分析中產生的大量數據以動態模擬、曲線圖、數據表等形式表現出來,增強了連桿機構設計的直觀性,并為連桿機構設計提供了全面準確的參考數據.
2)由于參數化構件模板庫的建立,大大簡化了機構實體建模的過程;而裝配特征隱含了運動副的信息.省略了交互定義運動副的過程.
3)采用型轉化及廣義型轉化的理論,將機構運動分析方程的維數降至最低,提高了求解的速度;模型構造與求解算法穩定可靠,不會出現系統崩潰現象.
4)具有良好的用戶界面和適時的交互能力,程序的自動識別能力強,用戶交互信息少,操作方便,對用戶的專業要求很低
5)程序的通用性好,不受機構復雜性和自由度的限制.