solidworks motion что это
SolidWorks Motion (COSMOSMotion)
SolidWorks Motion предназначен для расчета движения механизмов. Модуль использует информацию, содержащуюся в сборках SolidWorks с возможностью уточнения расчетной модели посредством его процедур. SolidWorks Motion является третьим, наиболее функциональным инструментом SolidWorks, для имитации движения. Первые два уровня: Движение сборки и Физическое моделирование, присутствующие в базовой конфигурации SolidWorks Standard, могут быть использованы для создания кинематической модели сборки, имитации движения без получения численных характеристик. После этого информация без каких-либо дополнительных действий воспринимается на уровне SolidWorks Motion.
Подготовка расчетной модели в среде SolidWorks
Базовая часть модели формируется в базовом пакете SolidWorks Standard, не требуя лицензии Motion. В SolidWorks доступны все соединения Motion, которые в среде SolidWorks формируются как сопряжения. Это, в частности сопряжения группы Механические, включающие: Кулачок; Шарнир; Редуктор; Шестерня-рейка; Винт, Универсальный шарнир (шарнир Кардана)
Применительно к сопряжениям могут быть назначены коэффициенты трения, а также уточняющие параметры геометрии, характеризующие взаимодействие объектов с трением
Сопряжения (применительно к анализу) могут быть заменены податливыми втулками, обладающими заданной жесткостью и демпфирующими свойствами. Виртуальные втулки могут быть анизотропными. При связывании плоских граней втулки вырождаются в своего рода прокладки
В интерфейсе сопряжений SolidWorks также определяются грани, воспринимающие усилия, с целью последующего использования результатов динамического анализа в Simulation.
Модуль Motion допускает расчет на модели, в которой отсутствует твердотельная информация. В этом случае используются компоновочные эскизы, созданные в контексте сборки. Для выполнения динамического анализа соответствующим блокам должны быть присвоены массово-инерционные характеристики
Условия, определяющие движение
В SolidWorks Motion создаются виртуальные пружины и демпферы, которые могут быть, в общем случае, нелинейными. Пружины могут обладать свойством вязкости.
Пространственные контакты с заданными характеристиками жесткости и демпфирования и с неизвестными границами.
Применительно к объектам модели назначаются линейные и угловые скорости, закон изменения которых определяется пользователем; линейные силы и крутящие моменты, также действующие по заданным законам
Учитывается сила гравитации
Все соединения могут быть заменены податливыми втулками, обладающими идентичной жесткостью и вязкостью. Параметры жесткости и вязкости могут быть переопределены пользователем
Пространственный контакт в вычислительной процедуре может быть интерпретирован как контакт между реальными объектами модели или как взаимодействие их упрощенных моделей, полученных триангуляцией. Степень точности триангуляции регулируется пользователем
Все вычисления выполняются в зависимости от реального времени
Управление вычислительным процессом
В модуле SolidWorks Motion имеются три вычислительных процедуры, интегрирующие уравнения движения. Пользователь может выбрать процедуру в зависимости от особенностей задачи
В процессе решения может осуществляться визуализация движения модели
Алгоритм идентифицирует кинематически-переопределенные модели и автоматически корректирует соединения
Результаты
Перемещения, скорости, ускорения, силы, моменты, другие кинематические характеристики для соединений, пружин и демпферов, а также характерных точек модели в численном, табличном и графическом виде
Анимация результатов, в том числе и совместно с процедурами SolidWorks Animator
Генерация траекторий характерных точек моделей и сохранение их в качестве кривых SolidWorks
SolidWorks Motion. Исследование движения сборки
Для расчета движение компонента в SolidWorks Motion применяется полное кинематическое моделирование. Программу SolidWorks Motion можно использовать для вычисления сил в моделях с пружинами, демпферами, двигателями и фрикционными муфтами.
· Запускать исследование SolidWorks Motion для моделей с пружинами и двигателями.
· Создавать эпюры результатов.
· Дублировать исследование движения с помощью измененных параметров моделирования.
· Использовать результаты для изменения проекта модели.
Для запуска этого учебного пособия необходимо иметь программу SolidWorks Motion (доступна в SolidWorks Premium).
4.1. Открытие модели и исследования движения
1. Выберите Инструменты, Приложения.
2. Выберите SolidWorks Motion и нажмите ОК.
3. Загрузите файл примера сборки Valve_Cam.sldasm (файл находится в папке C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\samples\tutorial\motionstudies\).
В нижней левой части графической области отобразятся две вкладки. Вкладка с названием 1200 содержит исследование движения для данного учебного пособия. Можно запустить исследование движения с вкладки исследования движения, продублировать исследование движения или создать новое исследование движения.
Если вкладка 1200 не видна, выберите Вид, MotionManager.
4. Выберите вкладку 1200.
MotionManager отобразится под графической областью.
5. Выберите Анализ движения в списке Тип исследования.
4.2. Расчет движения
Можно рассчитать движение в сборке в зависимости от выбранного Вами типа исследования.
Нажмите Вычислить 
(панель инструментов MotionManager), чтобы запустить моделирование Motion Analysis.
4.3. Отображение контактирующих граней
После расчета движения можно создать эпюру результатов. Перед этим можно вращать модель для отображения точек контакта. Это упрощает процесс выбора контактирующих граней для создания эпюры сил, действующих на них.
1. Выберите Вращать вид 
и поверните модель для отображения контакта между стержнем кулачка и гранями шатуна.
3. Выберите Вращать вид 
еще раз, чтобы прекратить вращение модели.
4.4. Создание эпюры сил контакта в Исследовании движения
Можно выбрать точки контакта на модели и создать эпюры различных результатов моделирования движения. В данном учебном пособии Вы создадите эпюру сил контакта между стержнем кулачка и шатуном.
1. Выберите Результаты и эпюры 
(панель инструментов MotionManager).
Отобразится окно PropertyManager Результаты.
2. В окне PropertyManager Результаты выберите:
a. Силы в качестве Категории.
b. Сила контакта в поле Подкатегория.
c. Величина в поле Результирующий компонент.
3. Выберите контактирующие компоненты:
a. Нажмите в поле Выбор компонентов 
(PropertyManager Результаты):
b. Выберите грань на шатуне и грань на стержне кулачка, где происходит контакт (графическая область).
В графической области отображается эпюра, и папка Результаты добавляется в дерево конструирования MotionManager.
Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)
4.5. Дублирование исследования движения
Можно анализировать результаты увеличения скорости двигателя путем создания исследования движения, сходного с только что созданным, но с измененными параметрами моделирования.
1. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладку 1200 в левой нижней части графического окна и выберите Дублировать.
2. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладку нового Исследования движения и выберите Переименовать.
3. Присвойте новой вкладке имя 2000.
4.6. Изменение настроек двигателя
1. Если необходимо, переместите шкалу времени на отметку 0.0 секунд.
2. Нажмите правой кнопкой мыши на RotaryMotor2 (Вращающийся двигатель2) в дереве конструирования MotionManager и выберите параметр Редактировать элемент.
3. В окне Двигатель PropertyManager (Менеджера свойств) в разделе Движение измените скорость двигателя 
на 2000 об./мин..
4.7. Повторный расчет движения и результатов
1. Выберите Увеличить вид 
(нижний правый угол MotionManager) несколько раз, чтобы увеличить вид временной шкалы.
2. Нажмите на кнопку Вычислить 
(панель инструментов MotionManager).
Моделирование рассчитывается для скорости двигателя 2000 об/мин.
3. Эпюра результата, созданная для исследования движения 1200, обновлена для дублирующего исследования.
Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)
Если сила контакта за определенное время равняется нулю, эпюра сигнализирует, что пружина недостаточно крепка для поддержания более высокой скорости движения (об./мин.).
Во время исследования движения балансир теряет контакт с кулачковым валом.
Двигатель работает слишком быстро. Можно изменить пружину для контроля над двигателем.
Не закрывайте эпюру во время выполнения последующих шагов.
4.8. Изменение пружины
1. Нажмите правой кнопкой мыши на LinearSpring2 (Линейная пружина2) (дерево конструирования MotionManager) и выберите Редактировать элемент.
2. Измените Коэффициент упругости пружины 
на 10,00 Н/мм.
4. Нажмите Вычислить 
.
5. Эпюра сил контакта автоматически обновляется.
Чтобы открыть эпюру после ее закрытия, разверните папку Результаты (дерево конструирования MotionManager), нажмите правой кнопкой мыши на эпюру и выберите Отобразить эпюру.
Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)
По эпюре скорости и силы контакта можно определить, контактирует ли балансир с кулачковым валом.
Александр Малыгин
One thought to “SolidWorks Motion. Исследование движения сборки”
Есть настоятельная необходимость добавить вариант с пружиной кручения, Спасибо,
Инженерный анализ в среде SolidWorks Simulation
A.A.Алямовский (Канд. техн. наук, сотрудник SolidWorks Russia)
В 2008-2009 годах SolidWorks продолжил развиваться как универсальная система проектирования. Возможности модулей инженерного анализа также претерпели более-менее существенные изменения. Модификация затронула как собственно функциональность расчетных модулей, так и их взаимодействие с процедурами проектирования в среде SolidWorks. По сути, создана единая среда проектирования и анализа, по степени универсальности и соотношению «функциональность/цена» практически не имеющая аналогов среди сопоставимых продуктов.
Факт стирания различий между разными составляющими SolidWorks выразился в изменении названий основных расчетных модулей с включением в новые названия имени основного продукта — SolidWorks. В нашем рассказе мы будем оперировать новыми именами расчетных модулей, параллельно упоминая для удобства давно знакомых с SolidWorks читателей и старые названия. Вообще изменение имен носит «косметический» характер и на функциональности как таковой не отражается. В связи с этим в течение некоторого времени компания SolidWorks Russia предполагает одновременно с новыми названиями использовать и старые.
SolidWorks Motion
В SolidWorks Motion (бывший COSMOSMotion) дальнейшее развитие получили функциональность и интерфейс, объединяющие геометрическое проектирование и моделирование кинематики и динамики. Некоторые опции, описывающие свойства объектов, встроены непосредственно в Менеджер свойств SolidWorks, остальные представлены в Менеджере движения.
Новые возможности, в принципе, делятся на две группы: те, что действительно оригинальны относительно «старой» функциональности SolidWorks Motion, и те, что в определенном смысле восстанавливают возможности SolidWorks Motion, частично утраченные при переходе к «интегрированной» реализации 2008 года.
Кроме того, значительно повышена надежность работы как собственно вычислительных процедур, так и внутреннего интерфейса между графической оболочкой и расчетными алгоритмами.
Модель движения на базе блоков эскизов
Общие усовершенствования
Модель с сопряжением пути
Функциональность SolidWorks Motion
Изменения функциональности при переходе на новую версию в целом можно классифицировать как эволюционные. Акцент сделан на адаптации алгоритма, ориентированного на идеальную модель механизма c жесткими объектами, для реальных задач функционирования податливых систем.
Локальное сопряжение для модели движения
SolidWorks Flow Simulation
Основные усовершенствования SolidWorks Flow Simulation 2009 (бывший COSMOSFloWorks) направлены на повышение качества интерфейса (как графического, так и алгоритмического), а также на поддержку современных вычислительных средств.
Общие усовершенствования
Параметры податливых втулок для замены избыточных ограничений
Физические модели
— модель Cross-William-Landel-Ferry (Cross-WLF), более адекватно описывающая зависимость вязкости от температуры и давления,
— полиномиальная аппроксимация зависимости вязкости от скорости сдвига;
Препроцессор
Коэффициент использования ресурсов процессоров в Flow Simulation
Постпроцессор
— Air age — время действия воздуха — время прохождения воздухом расстояния от одной точки внутреннего объема до другой, находящейся в нем;
— Average age of air — среднее время действия воздуха (имеются в виду местные значения этого параметра для внутреннего проветриваемого объема);
— Local mean age of air — местное значение времени действия воздуха — среднее время прохождения воздухом расстояния от входа до какой-либо точки.
Полиномиальная аппроксимация вязкости
SolidWorks Simulation
Основные направления развития SolidWorks Simulation (бывший COSMOSWorks) — создание и развитие виртуальных сущностей, призванных упростить построение расчетных моделей сложных систем при сохранении удобного интерфейса. В частности, это касается задач, где необходим анализ систем, содержащих конструктивные элементы в виде тел, оболочек и балок с разнообразными соединениями и неканоническими условиями нагружения.
Кроме того, уделяется внимание повышению вычислительной эффективности алгоритмов, что позволяет рационально использовать современные компьютеры.
Два множества характеристик объектов при теплообмене излучением
Граничные условия на фоне модели
Местное значение времени действия воздуха на фоне линий тока
Общие усовершенствования
Интерфейс
— панели инструментов объединены в единую панель с подсвечиваемыми активными командами,
— менеджер команд исследований зависит от выполняемого исследования и может настраиваться,
— в дереве исследования отображается только активное исследование, а остальные присутствуют в виде вкладок в Менеджере движения,
— в дереве исследования пиктограммы, обозначающие контактные и граничные условия, перегруппированы,
— в Менеджер свойств кинематических и статических граничных условий, а также соединителей добавлена вкладка Разделить, позволяющая в фоновом режиме построить линию разъема на соответствующей грани. Это облегчает локализацию соответствующих объектов;
Граничные условия
Сетка
— твердотельная геометрия автоматически аппроксимируется твердотельными конечными элементами,
— поверхностная геометрия автоматически покрывается оболочечными конечными элементами,
— тела из листового металла автоматически (неявно) преобразуются в поверхности, на базе которых строится сетка оболочек с автоматически назначаемой толщиной (за исключением исследования Испытание на ударную нагрузку). Более того, если такие тела контактируют между собой по граням, то оболочки сшиваются на участках с общей площадью,
— структурные элементы (балки) SolidWorks автоматически преобразуются в балки Simulation с возможностью корректировки подвижности/фиксации в соединениях. Соединения формируются автоматически с дальнейшей их модификацией;
— исключить из анализа,
— зафиксировать (при этом тело автоматически становится недеформируемым),
Несовместные сетки для термоупругого анализа
Изменения в реализации анализов определенных типов
— симметричный относительно нейтральной поверхности многослойный материал в смысле толщины и углов укладки арматуры. Материалы слоев могут быть линейно-упругими ортотропными и изотропными,
— несимметричный по толщине и схеме армирования материал,
— сэндвич-панель, образованная симметричными наружными тонкими жесткими слоями и относительно толстым податливым внутренним слоем.
— Для оценки прочности анизотропных оболочек реализованы критерии прочности Цая — Ву и Цая — Хилла. Компоненты напряжений и деформаций автоматически вычисляются в системе координат, связанной со слоем;
Многослойные анизотропные оболочки
Соединители
Контактные условия
— грань или кромка оболочки с гранью твердого тела,
— грань или кромка оболочки с гранью оболочки,
— оболочка, построенная на базе объекта из листового металла, со структурным элементом балочной геометрической модели;
Модель с комбинированной сеткой на базе конструкции с зазорами
Автоматическое связывание в сетке оболочек на базе модели из листового металла
Отображение и обработка результатов
Сохранение деформированной модели конструкции для последующего оптического анализа
Дополнительные замечания о комплектации модулей SolidWorks Simulation
Примечание, касающееся COSMOSFloWorks PE — ныне SolidWorks Flow Simulation (Premium), заключается в том, что конфигурация STD как таковая более не поставляется и все пользователи SolidWorks Flow Simulation всегда получают его максимальный по функционалу вариант. Увидеть функционально ограниченную версию STD можно лишь в период эксплуатации до регистрации продукта.
Не изменяется ценовая политика в части отсутствия отдельных лицензий (соответственно дополнительной платы) за поддержку многопроцессорности/многоядерности и за работу в 64-разрядных операционных системах как 64-разрядного приложения. В стандартную поставку входят два установочных диска: для Windows XP/Vista для 32 и 64 разрядов.
Как всегда, лицензии для учебных заведений включают все расчетные модули SolidWorks без ограничения функциональности, в частности SolidWorks Simulation Premium. Единственным исключением на данный момент является отсутствие поставки 64-разрядной версии системы, что не отменяет, разумеется, возможности использования 32-разрядного приложения в 64-разрядной ОС. В этом случае лимитироваться будет только максимальная доступная для одной задачи оперативная память — порядка 2,5 Гбайт, чего более чем достаточно для решения абсолютного большинства как учебных, так и академических задач.
Что касается взаимодействия с учебными заведениями, то дальнейшее развитие получила подготовка преподавателей. В течение последних лет в рамках программы SWR-Академия производилось (а в перспективе будет развиваться) бесплатное обучение не только базовым возможностям SolidWorks, но и модулям семейства Simulation с такой же продолжительностью. Также фирма оказывает техническую поддержку и консультации по всем актуальным вопросам. При этом слушатели получают для дальнейшей работы методические материалы. Наряду с тем, что как у SolidWorks, так и у модулей семейства Simulation (пока за исключением Flow) русскоязычными являются не только интерфейс, но и справочная система и описания учебных примеров, формальные проблемы при организации учебного процесса у клиентов отсутствуют.
В заключение отметим, что в данной статье приведена только конспективная информация о новых возможностях модулей инженерного анализа, однако она свидетельствует об их непрерывном развитии. Кроме того, следует упомянуть еще об одном обстоятельстве, стимулирующем внедрение более свежих версий. Дело в том, что в новые продукты гласно (с публикацией в информационных материалах, доступных как поставщикам программного обеспечения, так и лицензионным пользователям), а для несущественных моментов — негласно вносится ряд изменений, исправляющих ошибки и неточности, имевшие место в предыдущих версиях программ. Разработчики, разумеется, стремятся внести изменения в действующие версии. В продуктах SolidWorks жизненный цикл обновлений, доступных лицензионным пользователям, составляет практически два года. Однако существуют функции, которые применяются в достаточно экзотических комбинациях, когда проблемы диагностируются в конце даже столь долгого жизненного цикла программ. В этом случае «работа над ошибками» переносится в следующую версию, а информация об изменениях становится доступной пользователям.