7小球与保龄球的碰撞分析

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1、机电产品的虚拟设计与仿真上机实习课件碰撞模型-2*添加约束本例所包含的约束有：曲柄与平台之间的转动副，连杆和曲柄及滑块之间的球铰，滑块与平台之间的移动副，以及平台和大地之间的锁止约束。1.创建曲柄转动副创建曲柄转动副的过程如下：（1）将视图还原为右视图（Right），在主工具箱中用鼠标右键点击创建约束按钮，展开所有的约束工具（Joint）图标，点击创建转动副（Revelute）工具按钮。（2）点取平台为“firstbody”，点取曲柄为“secondbody”，点取曲柄的下端坐标点为铰接点，完成曲柄与平台之间的转动副的创建，如图18所示。2．创建连杆球铰创建连杆球铰的过程如

2、下：（1）在主工具箱中用鼠标右键点击创建约束按钮，展开所有的约束工具（Joint）图标，点击创建球铰（Spherical）工具按钮。机电产品的虚拟设计与仿真上机实习课件图18创建转动副（2）点取曲柄为“firstbody”，点取连杆为“secondbody”，点取曲柄的上端坐标点为铰接点，完成曲柄与连杆之间的球铰的创建；再次点击创建球铰（Spherical）工具按钮，点取连杆为“firstbody”，点取滑块为“secondbody”，点取连杆的下端坐标点为铰接点，完成连杆与滑块之间的球铰的创建；创建结果如图19所示。3.创建滑块移动副创建滑块移动副的过程如下：（1）在主工具箱中

3、用鼠标右键点击创建约束按钮，展开所有的约束工具（Joint）图标，点击创建移动副（Translational）工具按钮。（2）点取滑块为“firstbody”，点取平台为“secondbody”机电产品的虚拟设计与仿真上机实习课件，点取滑块底面上的靠近小球一侧的角点为铰接点，点取指向滑块底面上的背离小球一侧的角点为移动副方向，从而完成滑块与平台之间的移动副的创建，如图20所示。图19创建球铰图20创建移动副4.创建锁止约束平台作为机架，应该相对于大地是固定的，因此应该在平台和大地之间建立锁止约束。创建过程为：在主工具箱中用鼠标右键点击创建约束按钮，展开所有的约束工具（Joint）

4、图标，点击创建锁止约束（Fixed）工具按钮，点取大地为“firstbody”，点取平台为“secondbody”，点取平台的一个角点为铰接点，从而完成对平台锁止约束，如图21所示。机电产品的虚拟设计与仿真上机实习课件图21创建锁止约束*添加运动和力作为一个完整的动力学模型，运动约束和构件受力往往是不可少的。在本例中，存在曲柄摆动这一运动约束，以及小球分别与滑块、平台和球瓶之间的碰撞力，球瓶与平台之间的碰撞力。1.创建曲柄的摆动（1）将视图调整为右视图（Right），在主工具箱中用鼠标右键点击创建运动约束按钮，展开所有的运动驱动（MotionDriver）图标，点击创建转动

5、（RotationalJiontMotion）工具按钮。然后点取曲柄转动副，从而创建一个运动约束，如图22所示。图22添加曲柄转动约束（2）修改转动约束的运动函数机电产品的虚拟设计与仿真上机实习课件在默认情况下，上面创建的转动约束中的运动函数为转角函数，其表达式为30.0d*time，在大多数情况下需要修改这个函数才能符合用户的意图。修改方法为：在转动约束上右击鼠标，通过浮动菜单命令Motion：Motion_1＝＝》Modify弹出JointMotion对话框，如图23所示，将Function（time）栏中的函数表达式改写为“－30.0d*sin(150*time)”，点击O

6、K按钮就完成了修改。图23JointMotion对话框2.创建碰撞力本例中的碰撞力分两种情况，和小球相关的三对碰撞不考虑摩擦力，球瓶和平台的碰撞考虑摩擦力，分别创建如下。（1）定义小球和滑块等物体的碰撞。将视图还原为前视图（Front），在主工具箱中用鼠标右键点击创建Connector按钮，展开所有的Connector图标，点击创建碰撞力（Contect）工具按钮，弹出创建碰撞力对话框，如图24（a）所示。在对话框“firstsolid”一栏中点击鼠标右键，点击浮动菜单命令Contect_Solid—>Pick，然后在窗口中点取小球；在对话框“Secondt机电产品的虚拟设

7、计与仿真上机实习课件solid”一栏中点击鼠标右键，点击浮动菜单命令Contect_Solid—>Pick，然后在窗口中点取滑块；最后点击对话框的OK按钮，这样就建立了小球与滑块之间的碰撞关系。（2）小球与平台、小球与球瓶的碰撞关系按照以上方法依次建立。（3）定义球瓶和平台的碰撞。点击创建碰撞力（Contect）工具按钮，弹出创建碰撞力对话框，在对话框的FrictionForce栏中选择Coulomb选项，对话框会打开有关意义摩擦力的参数项，如图24（b）所示。在对话框“firs