第1篇 动力学分析篇 2
第1章 运动仿真基础 2
1.1 运动分析概述 3
1.1.1 什么是运动分析 3
1.1.2 理论力学 3
1.1.3 运动仿真的实现 4
1.1.4 Gruebler 5
1.2 运动分析的进入和执行 6
1.2.1 进入仿真模块 6
1.2.2 执行运动分析 7
1.3 运动仿真选项 9
1.3.1 运动仿真界面 9
1.3.2 运动仿真导航器 9
1.3.3 【主页】选项卡 10
1.3.4 【动画】面组 12
1.4 UG NX 9.0平台 13
1.4.1 操作系统要求 13
1.4.2 硬件要求 13
1.4.3 系统约定 15
1.5 练习题 15
第2章 连杆、质量及材料 16
2.1 连杆的定义 17
2.1.1 创建连杆 17
2.1.2 质量特性 18
2.1.3 定义质量特性 18
2.2 材料 19
2.2.1 调用材料 20
2.2.2 定义材料 21
2.3 练习题 21
第3章 运动副 22
3.1 运动副的定义和类型 23
3.1.1 运动副的定义 23
3.1.2 运动副的类型 23
3.2 创建运动副 25
3.2.1 创建运动副的步骤 25
3.2.2 创建啮合连杆 26
3.2.3 固定副 28
3.2.4 旋转副 28
3.2.5 滑动副 31
3.2.6 柱面副 33
3.2.7 球面副 36
3.2.8 万向节 38
3.2.9 平面副 44
3.2.10 螺旋副 46
3.3 实例——三连杆运动机构 50
3.3.1 创建连杆 50
3.3.2 创建运动副 52
3.3.3 动画分析 55
3.4 实例——冲床模型 56
3.4.1 装配转盘 57
3.4.2 装配冲头 59
3.4.3 创建连杆与运动副 60
3.4.4 动画分析 64
3.4.5 优化模型 65
3.5 实例——台虎钳模型 66
3.5.1 创建连杆和运动副 66
3.5.2 创建台虎钳动画 69
3.6 练习题 70
第4章 传动副 71
4.1 创建传动副 72
4.1.1 齿轮副 72
4.1.2 创建齿轮副 72
4.1.3 创建蜗轮蜗杆运动 73
4.1.4 齿轮齿条副 77
4.1.5 创建齿轮齿条副 77
4.1.6 线缆副 78
4.1.7 滑轮模型 79
4.2 实例——二级减速器 83
4.2.1 创建连杆和旋转副 83
4.2.2 创建齿轮副与动画 86
4.3 实例——汽车转向机构 87
4.3.1 创建连杆 87
4.3.2 创建运动副 89
4.3.3 创建齿轮齿条副 91
4.3.4 运动分析 92
4.4 实例——汽车刮水器 94
4.4.1 创建连杆 94
4.4.2 创建运动副 95
4.4.3 创建传动副 99
4.5 练习题 101
第5章 约束 102
5.1 创建约束 103
5.1.1 点在线上副 103
5.1.2 创建点在线上副 103
5.1.3 线在线上副 106
5.1.4 创建线在线上副 106
5.1.5 点在曲面上副 109
5.1.6 创建点在曲面上副 109
5.2 实例——玻璃切割机模型 113
5.2.1 创建连杆和运动副 113
5.2.2 创建约束 116
5.2.3 结果分析 117
5.3 实例——仿形运动机构 118
5.3.1 运动要求及分析思路 118
5.3.2 创建辅助对象 119
5.3.3 创建连杆 121
5.3.4 创建运动副 122
5.3.5 创建约束 125
5.3.6 运动分析 126
5.4 练习题 127
第6章 力的创建 128
6.1 载荷 129
6.1.1 标量力 129
6.1.2 创建标量力 130
6.1.3 矢量力 133
6.1.4 创建矢量力 133
6.1.5 创建标量扭矩 136
6.1.6 矢量扭矩 138
6.1.7 创建矢量扭矩 139
6.2 重力与摩擦力 142
6.2.1 重力 142
6.2.2 摩擦力 142
6.2.3 实例——摩擦力试验 144
6.3 练习题 146
第7章 连接器 147
7.1 弹性连接 148
7.1.1 弹簧 148
7.1.2 弹簧力 148
7.1.3 创建拉伸弹簧 149
7.1.4 创建扭转弹簧 152
7.1.5 弹簧柔性变形动画 154
7.1.6 衬套 157
7.1.7 创建衬套 158
7.2 阻尼连接 162
7.2.1 阻尼 162
7.2.2 创建阻尼 162
7.3 接触单元 165
7.3.1 2D接触 165
7.3.2 创建2D接触 166
7.3.3 3D接触原理 168
7.3.4 创建3D接触 169
7.4 实例——离合器 171
7.4.1 离合器运动分析 171
7.4.2 创建连杆 172
7.4.3 创建运动副 173
7.4.4 创建连接器与力 176
7.4.5 动画分析 178
7.4.6 图表输出 179
7.5 实例——撞击试验 181
7.5.1 创建连杆 181
7.5.2 创建运动副 182
7.5.3 创建力与连接器 183
7.5.4 创建动画 186
7.5.5 修正参数 187
7.5.6 图表输出 189
7.6 练习题 191
第8章 仿真结果输出 192
8.1 动画分析 193
8.1.1 常规驱动 193
8.1.2 铰链运动驱动 194
8.1.3 电子表格驱动 197
8.1.4 静力平衡 198
8.1.5 求解器参数 199
8.2 电子表格 200
8.2.1 电子表格和系统平台 200
8.2.2 创建和编辑电子表格 200
8.2.3 电子表格驱动模型 202
8.3 图表输出 204
8.3.1 UG NX图表输出 204
8.3.2 电子表格输出 210
8.4 创建照片与视频 211
8.4.1 创建照片 212
8.4.2 创建视频 212
8.5 练习题 213
第9章 机构检查 214
9.1 封装选项 215
9.1.1 干涉检查 215
9.1.2 测量 218
9.1.3 追踪 221
9.2 标记功能 224
9.2.1 标记 224
9.2.2 智能点 227
9.2.3 传感器 229
9.3 实例——剪式千斤顶 232
9.3.1 运动要求及分析思路 232
9.3.2 创建连杆 234
9.3.3 创建剪式机构运动副 235
9.3.4 创建螺杆机构运动副 237
9.3.5 干涉检查 241
9.3.6 转速和顶起速度的图表 243
9.3.7 测量最大顶起高度 245
9.4 练习题 248
第10章 XY函数编辑器 249
10.1 运动函数 250
10.1.1 多项式函数 250
10.1.2 简谐运动函数 252
10.1.3 间歇函数 255
10.2 AFU格式表 259
10.2.1 对话框选项 259
10.2.2 使用随机数字 261
10.2.3 执行波形扫掠 264
10.2.4 从栅格数字化 265
10.2.5 从数据（绘图）数字化 268
10.2.6 从文本（电子表格）编辑器键入 269
10.3 实例——料斗运动 272
10.3.1 分析思路 272
10.3.2 定义连杆 273
10.3.3 创建料斗函数 275
10.3.4 创建外壳函数 277
10.3.5 创建辅助连杆函数 279
10.3.6 运动分析 281
10.3.7 干涉检查 284
10.3.8 创建视频 285
10.4 练习题 286
第11章 动力学分析综合实例 287
11.1 起重机模型优化 288
11.1.1 定义载荷 288
11.1.2 运动分析 289
11.1.3 编辑主模型尺寸 290
11.1.4 更新主模型 291
11.2 注射模 292
11.2.1 运动要求及分析思路 292
11.2.2 创建连杆 293
11.2.3 动模动作 295
11.2.4 滑块动作 297
11.2.5 顶针板动作 298
11.2.6 顶出杆动作 300
11.2.7 动画分析 302
11.2.8 图表输出 303
11.3 落地扇 305
11.3.1 运动要求及分析思路 305
11.3.2 创建连杆 306
11.3.3 运动副 308
11.3.4 创建传动副 310
11.3.5 动画分析 312
11.4 练习题 313
第2篇 有限元分析篇 316
第12章 有限元分析准备 316
12.1 分析模块的介绍 317
12.2 有限元模型和仿真模型的建立 317
12.3 求解器和分析类型 318
12.3.1 求解器 318
12.3.2 分析类型 319
12.4 模型准备 319
12.4.1 理想化几何体 319
12.4.2 移除几何特征 321
12.4.3 拆分体 321
12.4.4 中面 322
12.4.5 缝合 323
12.4.6 分割面 324
12.5 练习题 325
第13章 建立有限元模型 326
13.1 材料属性 327
13.2 添加载荷 330
13.2.1 载荷类型 331
13.2.2 载荷添加矢量 331
13.2.3 载荷添加方案 332
13.3 边界条件的加载 333
13.3.1 边界条件类型 333
13.3.2 约束类型 333
13.4 划分网格 334
13.4.1 网格类型 334
13.4.2 零维网格 335
13.4.3 一维网格 336
13.4.4 二维网格 336
13.4.5 三维四面体网格 338
13.4.6 三维扫描网格 338
13.4.7 接触网格 339
13.4.8 曲面接触网格 341
13.5 创建解法 342
13.5.1 解算方案 342
13.5.2 步骤-子工况 343
13.6 练习题 343
第14章 有限元模型的编辑 344
14.1 分析模型的编辑 345
14.1.1 抑制特征 345
14.1.2 释放特征 345
14.1.3 编辑有限元特征参数 345
14.1.4 主模型尺寸编辑 346
14.2 单元操作 347
14.2.1 拆分壳 347
14.2.2 合并三角形单元 347
14.2.3 移动节点 347
14.2.4 删除单元 348
14.2.5 创建单元 348
14.2.6 单元拉伸 349
14.2.7 单元旋转 349
14.2.8 单元复制和平移 350
14.2.9 单元复制和投影 351
14.2.10 单元复制和反射 351
14.3 仿真模型的检查 352
14.3.1 单元形状检查 352
14.3.2 单元轮廓检查 353
14.3.3 节点检查 353
14.3.4 二维单元法向检查 354
14.4 节点／单元信息 354
14.5 仿真信息总结 354
14.6 练习题 355
第15章 分析和查看结果 356
15.1 分析 357
15.1.1 求解 357
15.1.2 分析作业监视器 358
15.2 后处理控制 358
15.2.1 后处理视图 358
15.2.2 标识（确定结果） 360
15.2.3 动画 361
15.3 实例——柱塞有限元分析 361
15.3.1 有限元模型的建立 361
15.3.2 求解 365
15.3.3 后处理 365
15.4 练习题 367
第16章 球摆分析综合实例 368
16.1 模型的建立 369
16.2 模型装配 370
16.3 运动分析 371
16.4 结构分析 374
16.5 练习题 376