CATIADMU分析雙橫臂懸架模型

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1、1 CATIA dmu模塊分析雙橫臂獨立前懸架基礎(chǔ)知識 使用dmu模塊，對初學(xué)者而言，關(guān)鍵問題是熟悉 dmu模塊的各種操作；對于高級使用 者而言，其關(guān)鍵在于分析機構(gòu)是如何運動的。 這里簡介CATIA dmu模塊中所需要的基本操作。 表1-1 運動副類型 圖標(biāo) 操作 是否加驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)副 1 1. 先點擊圖標(biāo) 2. 先后點擊兩個零件選擇的旋轉(zhuǎn)軸線，如果是回轉(zhuǎn)體零件， 則catia可自動生成軸線；否則需要自己手動畫一條直線 3. 先后點擊分屬兩個零件參考平面 可加 角度驅(qū)動 球鉸 n 第 1. 先點擊圖標(biāo) 2. 先后點擊兩個零件球鉸鉸接點

2、萬向節(jié) 1. 先點擊圖標(biāo) 2. 先后點擊兩條軸線，如果是回轉(zhuǎn)體零件，則 catia可自動生 成軸線；否則需要自己手動畫一條直線 3. 選擇旋轉(zhuǎn)形式，如繞第二根軸線轉(zhuǎn)動 移動副 送 1. 先點擊圖標(biāo) 2. 先后點擊分屬兩個零件的兩條直線，作為運動方向 3. 先后點擊分屬兩個零件的兩個平面，作為運動平面 可加 直線驅(qū)動 點面副 1. 先點擊圖標(biāo) 2. 先后選擇分屬不同零件的面和點，要求點在面上，有的書 中現(xiàn)在assemble design中裝配，其實不必要，只要點的空間 位置在面上即可。 可加 固定 1. 先點擊圖片

3、 2. 選擇你要固定的零件 個人感覺，catia dmu建立運動副，易于理解的想法就是，用幾何元素固定這個運動形 式，使兩個相互運動的零件具有固定的運動形式， 例如創(chuàng)建簡單的移動副， 要確定兩個零件 之間有個平移運動，那么需要知道兩個零件的運動方向， 而分屬兩個零件的兩條直線（其實 就是向量）就可以確定兩個零件的運動方向了；然后，還需要知道零件在哪個平面內(nèi)運動, 這就需要分屬兩個零件的不同的參考面，這個面決定了零件的運動平面。 2雙橫臂獨立前懸架參數(shù)化建模 CATIA是著名的三維實體造型軟件，其模塊多是基于實體模型的。但是線框模型也可在 CATIA的一些模塊中進行分析仿

4、真，比如運動分析模塊 dmu，顯而易見的是，線框模塊相 對于實體模型所占的資源要小很多。本次仿真，采用線框模型 +實體模型的造型方案，即除 輪胎外全部使用線框模型， 但因要分析輪胎實際占用空間， 故輪胎采用實體模型。 模型結(jié)構(gòu) 如圖2.1所示。 圖2.1雙橫臂獨立前懸架結(jié)構(gòu) 將圖2.1左圖的實物結(jié)構(gòu)部分線框后如圖 2.1右圖所示。模型由6個零件（對應(yīng)于 catia 的part design模塊）組成，主要2.1左圖只是標(biāo)出其中的 5個，基座6 （實際結(jié)構(gòu)是副車架） 并沒有標(biāo)出。零件1為下橫臂，零件2為上橫臂，零件3為轉(zhuǎn)向節(jié)+輪胎，零件4為橫向拉 桿，零件5為測試平臺，其作用為輪

5、胎可在測試平臺內(nèi)自由運動， 并且測試平臺上下運動模 擬路面顛簸情況。 1. 在catia中，一個part design中所畫出的零件，即使在空間結(jié)構(gòu)上不相連， catia依然將 其作為一個零件進行分析。 2. 線框模型中兩個點可以創(chuàng)建一條直線，三個點或者兩條直線決定一個平面，這是基本 的幾何知識。 3. —般而言，catia采用的是由下到上的設(shè)計思路，即，在 part design模塊中設(shè)計零件， 然后導(dǎo)入到 assemble design中進行裝配（如果你不知道 part design和assemble design,那么 好，那么請隨便找一本 catia入門的書， 先看看.

6、…囧…）。 其實，在本次仿真中，我們也可以 使用這個思路，但是不同的 part design中設(shè)計的零件，都有其各自的坐標(biāo)原點，大家懂得, 凡是跟裝配有關(guān)的設(shè)計，要是導(dǎo)入初始空間位置不能和你最后裝配的位置重合的話， 肯定是 要用刷新 ◎ 按鈕的，刷新之后，一個零件將會移動靠近另外一個零件，誰靠近誰跟你先 后點擊的次序有關(guān)， 先點的零件靠近后點的零件， 這很討厭！換一個角度出發(fā)，若是首選在 assemble design中創(chuàng)建一個product產(chǎn)品，然后在產(chǎn)品中添加零件，那么就可以通過選擇使 用同一坐標(biāo)系創(chuàng)建零件，這樣你的零件即使在沒有約束的情況下， 也可以看上去是一個整體！

7、當(dāng)然世界上沒有樣樣都好的事情， 這樣做的壞處就是你添加各種約束、 運動副的時候，可能 要不斷的隱藏/顯示零件。如果，你看不懂這一段，沒有關(guān)系，按照后面說的做，做完之后， 你就明白這一段話的意思了， 0K ？ 2.1在product中創(chuàng)建parti :下橫臂 文件/新建，然后在新建對話框中選擇 product，常規(guī)操作。Catia的特點是什么？對， 是特征樹，大家都知道的…如果你不知道…那么請你隨便找一本 catia的入門教程看看。好了 現(xiàn)在右擊特征樹/部件/新建零件，如圖2.2所示。這里強調(diào)一下，新建第一個零件的時候， catia不會問你是不是不改變坐標(biāo)系，但是，當(dāng)你第二次 右擊特征

8、樹/部件/新建零件 時，會出 現(xiàn)圖2.3所示的對話框，這時候記得選 “否”。 圖2.2 圖2.3 Parti下橫臂是一個三角架結(jié)構(gòu)，兩個點以轉(zhuǎn)動副的形式鉸接在車架上，另一個點是一 個球鉸，與part3轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接，這就是 parti的結(jié)構(gòu)，那么好，單純的建立這個零件，我們 需要的是3個點和三條直線（為什么不直接話直線呢？大家懂得， cad軟件中無一例外的都 是先建立兩個點然后再由這兩個點組成一條直線， 這里也是一樣的，另外，按照第一節(jié)所述, 球鉸需要一個點的做轉(zhuǎn)動中心以確定這個運動，這是為什么需要先建立點的原因） 。 這就夠了么？這是不夠的， 第一節(jié)已經(jīng)說了， 一個旋轉(zhuǎn)副需要

9、參與旋轉(zhuǎn)的每一個零件提 供一條轉(zhuǎn)軸和一個平面， 在我們的模型中，這條軸線與這個平得是垂直的， 其實直線與平面 不垂直的話，也能成功建立旋轉(zhuǎn)副，但是這個不好控制了，還是垂直吧，易于理解 ??…那么 又出來一個平面，一個平面如果這個平面不是特殊平面 （平行于三個坐標(biāo)平面）那么創(chuàng)建這 個平面需要3個點，幾何基礎(chǔ)知識嘛，那么好，其實，我們這個 Parti下橫臂需要創(chuàng)建 6個 點，見表2.1。 表2.1 名稱 重合點 作用 坐標(biāo) part1-1 part6-1 這兩點連線是下橫臂轉(zhuǎn) (307,1560,383) part1-2 part6-2 動軸線，與基座組成旋轉(zhuǎn) (

10、307,1285,388) 副 part1-3 part3-1 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸接點 (686,1414,364) part1-4 part1-1 決定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副需要的 (307,1560,383) part1-5 part6-3 平面 (307,1565,658) part1-6 part6-4 (407,1560,383) 1-1 （ 1-4）與 1-5,1-6三點組成旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點/依次點選三點，基本操作，不解釋 額，大家發(fā)現(xiàn)了，其實part-1和part-4點是同一個點，那么現(xiàn)在就不需要建立 6個點了, 5個就夠

11、了。另外，紅色的點是需要自己計算的，怎么計算 ？....不會的話，去看解析幾何.. 那么第一個零件就建好了，見圖 2.4 圖2.4 22建立其余5個線框零件 按照上面說的方法，分別建立別的零件，見表，各種表，這里就不截圖了，依然是紅色 的代表自己計算的坐標(biāo)點。 表2.2 part2上橫臂 名稱 重合點 作用 坐標(biāo) part2-1 part6-5 這兩點連線是上橫臂轉(zhuǎn) 動軸線，與基座組成旋轉(zhuǎn) 副 (384,1564,650) part2-2 part6-6 (384,1330,708) part2-3 part3-2 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸接點 (593,1

12、448,686) part2-4 part2-1 決定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副需要的 平面 (384,1564,650) part2-5 part6-7 (384,1622,884) part2-6 part6-8 (484,1564,650) 2-1 （2-4）與 2-5,2-6三點組成旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點/依次點選三點，基本操作，不解釋 依然是三點中每兩點連線，組成三角形的零件代表上橫臂。 表2.3 part3轉(zhuǎn)向節(jié)+輪胎 名稱 重合點 作用 坐標(biāo) part3-1 part1-3 與下橫臂球鉸鉸接 (686,1414,364) part3-

13、2 part2-3 與上橫臂球鉸鉸接 (593,1448,686) part3-3 與輪胎中心固聯(lián)點 (743,1442,507) part3-4 part5-1 與測試臺接觸點，為創(chuàng)建 點-面副的點 (743,1442,207) part3-5 part4-1 與橫向拉桿球鉸鉸接 (703,1305,459) part3-6 轉(zhuǎn)向節(jié)中心點，分別與 3-1,3-2,3-3,3-5 四點相連 成四條直線 (686,1442,507) 創(chuàng)建實體零件輪胎：選擇 yoz面，進入草繪器，做圓，圓心（1442,507），半徑300;拉伸選擇雙面拉伸,

14、 兩個量分別為673和-813;給輪胎倒角，選擇 45°長度30。基本操作，不解釋 轉(zhuǎn)向節(jié)中心點3-5,分別與3-1,3-2,3-3，3-5四點相連成四條直線加上代表輪胎的拉伸實 體，代表零件4，其實這里用組件 4這個名稱更合適。 表2.4 part4橫向拉桿 名稱 重合點 作用 坐標(biāo) part4-1 part3-5 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸鉸接 (703,1305,459) part4-2 part6-9 與基座的萬向節(jié)鉸接點 (377,1311,471) 兩點連線，代表橫向拉桿，同時這也是萬向節(jié)的一條選擇軸線。 表2.5 part5測試平臺 名稱 重合點

15、 作用 坐標(biāo) part5-1 part3-4， part6-,11 組成測試平臺與基座的 (743,1442,207) part5-2 part6-12 移動副 (743,1442,157) 這里創(chuàng)建移動副需要的平面， 但是由5-1,5-2組成的直線垂直于xoy平面，所以可以直接使用yoz（或者xoz） 平面做創(chuàng)建移動副需要的平面 創(chuàng)建測試平臺實體零件，選擇 xoy平面，進入草繪器，創(chuàng)建圓（743,1442）,拉伸，雙向拉伸，拉伸量分別 為187和-207，基本操作，不解釋 5-1和5-2點連線代表移動副的移動反向， 加上拉伸的圓柱實體 （代表測試平臺），組成

16、 零件5。 表2.6 part 6基座 名稱 重合點 作用 坐標(biāo) part6-1 part1-1 這兩點連線是下橫臂轉(zhuǎn) (307,1560,383) part6-2 part1-2 動軸線 (307,1285,388) part6-3 part1-5 與6-1點組成下橫臂與基 (307,1565,658) part6-4 part1-6 座轉(zhuǎn)動副需要的平面 (407,1560,383) part6-5 part2-1 這兩點連線是上橫臂轉(zhuǎn) (384,1564,650) part6-6 part2-2 動軸線 (384,1330,708)

17、 part6-7 part2-5 與6-5點組成上橫臂與基 (384,1622,884) part6-8 part2-6 座轉(zhuǎn)動副需要的平面 (484,1564,650) part6-9 part4-2 與橫向拉桿的萬向節(jié)鉸 接點 (377,1311,471) part6-10 與6-9組成萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸 線 (390,1311,471) part6-10 part5-1 組成測試平臺與基座的 (743,1442,207) part6-10 part2-2 移動副 (743,1442,157) 6-1與6-2,6-3三點組成下橫臂旋轉(zhuǎn)副

18、所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點/依次點選三點，基本操作，不解釋 6-4與6-5,6-6三點組成上橫臂旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點/依次點選三點，基本操作，不解釋 直接使用yoz （或者xoz）平面做創(chuàng)建基座與測試平臺移動副需要的平面 3創(chuàng)建雙橫臂獨立懸架的運動副 本次仿真創(chuàng)建的雙橫臂獨立懸架的運動副見表 3-1。 表3-1 運動副類型 圖標(biāo) 零件1 零件2 是否加驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)副 基座 下橫臂 否 旋轉(zhuǎn)副 基座 上橫臂 否 球鉸 轉(zhuǎn)向節(jié) 下橫臂 否 球鉸 轉(zhuǎn)向節(jié) 上橫臂 否 球鉸

19、 轉(zhuǎn)向節(jié) 橫向拉桿 否 萬向節(jié) 4 基座 橫向拉桿 否 移動副 1 測試平臺 基座 是 點面副 轉(zhuǎn)向節(jié)（輪胎） 測試平臺 否 固定 基座 這里說明幾點 1?所有的創(chuàng)建運動副的命令都在一個叫“ DMU運動機構(gòu)”工具欄，不知道怎么找工具 欄的果斷查找catiia入門書籍！ 2?創(chuàng)建運動副的時候，catia會提示對話框如圖 3.1,對此進行簡單說明。 iirif i ]isu-：. 1 |rfkiyacL-1 二MiffMjr jinu.CA'Ir art | "J 11 tULjt 2-11 □ ul^

20、on-1 l 3m^±. C^IPxr1:J 乂希 I.遊 ajil. 1 Istii yafli anff an-llw ]「mF 址 i ] ia 匚三 和業(yè)” rrjjsn ?衍：m匚映二F 口莊中 3?坦白說，其實 catia中運動副的建立相當(dāng)?shù)暮唵?，這是就不詳細(xì)說明了，你完全根據(jù) 提示來就是了，其具體操作無非就是不停的選擇點、線和面，具體操作見表 1-1，實在不行 的話，就創(chuàng)建一個連桿，自己試試就知道怎么建立了，這里只舉例說明怎么建立旋轉(zhuǎn)副，見 圖 3.2。 J "曲： [ "IFlfii 1/j： - - ^2 - : " * TfPjt " i&s

21、= 包二尸1^ ■- !，pY _Q號中 ?B tian a. *k HI T BFtl ] ?Ltl : e *賤鶴雖■曲賁喘讐@贏妙 t-t n." nmr iXl 科 圖3.2 3.3。 4.catia在創(chuàng)建運動副的同時，自動給零件之間添加了約束，見圖 匚Lz|l>L. Hr" -1 (?Ei.UAtiETt4Tit PC. Ll ULiaj.izL-H3iKi.ti. J 」i 3 jd S j ? MW.4 5如 I' j ! 3 | ( hi, 3,1 尊訂 i 'I. f ail.』■ m (.Lhujfitff L . j E

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23、lmJ.￡ J j Ml. 3 I Iw^Ll . 1. I 扈爲(wèi)吧越業(yè) 圖3.3 5.這些東西都做好以后，固定基座，操作很簡單，點擊 圖標(biāo)，然后點擊零件 然后點擊-?「這個圖標(biāo)，在“DMU 可以了，這時候出現(xiàn)圖3.4,說明你的機構(gòu)可以運動了, 般圖畫”工具欄上，出現(xiàn)圖 3.5,選擇“機械裝置 1”點擊“確定”，出現(xiàn)圖3.6，就可以 運動了。 圖3.4 白冋 ^..A-iirvF 圖3.5 圖3.6 ；MH^E 7 E8 圖5 ■ 4獲得輪胎包絡(luò) 我們這次仿真的目的是活動輪胎包絡(luò)，操作與結(jié)果見圖 5。 虔樣 ￡掃哪'|「罷:產(chǎn)盤 % '小 h Jnjn 匚 tPvfflWJL meiM fSi BU11 (BflU- □圧歲詛［_ □ IfH rnrfiT 三屋電體 恤 |l: