SOLIDWORKS Motion运动仿真教程

《SOLIDWORKS Motion运动仿真教程》(2016版)是根据DS SOLIDWORKS公司发布的《SOLIDWORKS2016：SOLIDWORKS Motion》编译而成的，是使用SOLIDWORKS Motion对SOLIDWORKS装配体模型进行运动和动力学分析的入门培训教程。本书提供了基本的运动和动力学分析求解方法，是机械工程师快速有效地掌握SOLIDWORKS Motion应用技术的推荐资料。本书在介绍软件使用方法的同时，对运动和动力学分析的相关理论知识也进行了讲解。本教程有配套练习文件，方便读者学习和培训，详见“本书使用说明”。
本套教程在保留了英文原版教程精华和风格的基础上，按照我国读者的阅读习惯进行编译，配套教学资料齐全，适合企业工程设计人员和高等院校、职业技术学校相关专业师生使用。

陈超祥，早年毕业于香港理工学院机械工程系,后获英国华威克大学制造信息工程硕士及香港理工大学工业及系统工程博士学位。多年来，陈超祥先生致力于机械设计和CAD技术应用的研究，曾发表技术文章二十余篇，拥有多个靠前专业组织的专业资格，是中国机械工程学会机械设计分会委员。陈超祥先生曾参与欧洲航天局“猎犬2号”火星探险项目，是取样器4位发明者之一，拥有美国发明专利（US Patent 6,837,312）。

胡其登先生，毕业于北京航空航天大学,先后获得“计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）”专业工学学士、工学硕士学位。毕业后一直从事3D CAD/CAM/PDM/PLM技术的研究与实践、软件开发、企业技术培训与支持、制造业企业信息化的深化应用与推广等工作，经验丰富，先后发表技术文章20余篇。在引进并消化吸收新技术的同时，注重理论与企业实际相结合。在给数以百计的企业进行技术交流、方案推介和顾问咨询等工作的过程中，对如何将3D技术成功应用到中国制造业企业的问题上，形成了自己的独到见解，总结出了推广企业信息化与数字化的实践方法，帮助众多企业从2D平滑地过渡到了3D，并为企业推荐和引进了PDM/PLM管理平台。作为系统实施的专家与顾问，在帮助企业成功打造为3D数字化企业的实践中，丰富了自身理论与实践的知识体系。
胡其登先生作为中国较早使用SOLIDWORKS软件的工程师，酷爱3D技术，先后为SOLIDWORKS社群培训培养了数以百计的工程师。目前负责SOLIDWORKS解决方案 在大中国地区全渠道的技术培训、支持、实施、服务及推广等全面技术工作。

序
前言
本书使用说明
绪论1
0.1SOLIDWORKS Motion概述1
0.2基本知识1
0.3SOLIDWORKS Motion机构设置基本知识2
0.4总结3
第1章运动仿真及力4
1.1基本运动分析4
1.2实例：千斤顶分析4
1.2.1问题描述4
1.2.2关键步骤5
1.2.3驱动7
1.2.4引力8
1.3力8
1.3.1外加力9
1.3.2力的定义9
1.3.3力的方向9
1.4结果11
练习3D四连杆15
第2章建立运动模型及其后处理18
2.1生成本地配合18
2.2实例：曲柄滑块分析18
2.2.1问题描述18
2.2.2关键步骤18
2.3配合19
2.4本地配合21
2.4.1函数编制程序24
2.4.2输入数据点26
2.5能量27
2.6图解显示运动结果29
2.6.1绝对数值和相对数值的对比29
2.6.2输出坐标系30
2.6.3角位移图解33
2.6.4角速度及加速度图解35
2.7总结35
练习2.1活塞36
练习2.2跟踪路径39
第3章接触、弹簧及阻尼简介43
3.1接触及摩擦43
3.2实例：抛射器43
3.2.1问题描述43
3.2.2关键步骤43
3.2.3检查干涉46
3.3接触47
3.4接触组48
3.5接触摩擦49
3.6平移弹簧50
3.7平移阻尼51
3.8后处理52
3.9带摩擦的分析(选做)55
3.10总结55
练习3.1甲虫55
练习3.2关门器57
第4章实体接触60
4.1接触力60
4.2实例：锁装置60
4.2.1问题描述60
4.2.2使用马达限定运动61
4.2.3马达输入和力输入的类型63
4.2.4函数表达式63
4.2.5力的函数63
4.3步进函数63
4.4接触：实体66
4.4.1泊松模型(恢复系数)66
4.4.2冲击模型66
4.5接触的几何描述69
4.6积分器70
4.6.1GSTIFF70
4.6.2WSTIFF70
4.6.3SI271
4.7失稳点72
4.8修改结果图解72
4.9总结75
练习4.1掀背气动顶杆76
练习4.2传送带(无摩擦)82
练习4.3传送带(有摩擦)89
第5章曲线到曲线接触94
5.1接触力94
5.2实例：槽轮机构94
5.3曲线到曲线接触的定义95
5.4实体接触和曲线到曲线接触的比较98
5.5实体接触求解99
5.6总结99
练习传送带(带摩擦的曲线到曲线接触)99
第6章凸轮合成102
6.1凸轮102
6.2实例：凸轮合成102
6.2.1问题描述102
6.2.2关键步骤103
6.2.3生成一个凸轮轮廓103
6.3跟踪路径104
6.4输出跟踪路径曲线105
6.5基于循环的运动107
练习6.1Desmodromic凸轮110
练习6.2摆动凸轮轮廓114
第7章运动优化119
7.1运动优化概述119
7.2实例：医疗检查椅119
7.2.1问题描述119
7.2.2关键步骤120
7.3传感器121
7.4优化分析124
第8章柔性接头128
8.1柔性接头简介128
8.2实例：带刚性接头的系统128
8.2.1问题描述128
8.2.2关键步骤128
8.2.3车轮输入运动的计算131
8.2.4理解前束角132
8.3阻尼135
8.4总结138
第9章冗余139
9.1冗余概述139
9.1.1冗余的概念141
9.1.2冗余的影响141
9.1.3使用积分器移除冗余142
9.2实例：门铰链142
9.2.1问题描述142
9.2.2自由度计算144
9.2.3实际自由度和估计的自由度144
9.2.4使用柔性连接选项移除冗余146
9.2.5柔性配合的局限146
9.3如何检查冗余148
9.4典型的冗余机构149
9.4.1双马达驱动机构149
9.4.2平行连杆机构149
9.5总结149
练习9.1动力学系统1150
练习9.2动力学系统2151
练习9.3运动学机构152
练习9.4零冗余模型——第一部分155
练习9.5零冗余模型——第二部分(选做)158
练习9.6使用套管移除冗余159
练习9.7抛射器165
第10章输出到FEA168
10.1输出结果168
10.2实例：驱动轴168
10.2.1问题描述168
10.2.2关键步骤168
10.2.3FEA输出171
10.2.4承载面171
10.2.5配合位置171
10.3输出载荷171
10.4在SOLIDWORKS Motion中直接求解179
10.5总结182
练习闭锁机构182
第11章基于事件的仿真189
11.1机构基于事件的仿真189
11.2实例：分类装置189
11.3伺服马达189
11.4传感器190
11.5任务192
11.6总结196
第12章设计项目(选做)197
12.1设计项目概述197
12.2实例：外科剪——第一部分197
12.2.1问题描述197
12.2.2切割导尿管的力197
12.2.3操作指导(一)198
12.2.4操作指导(二)199
12.2.5问题求解200
12.2.6创建力函数202
12.2.7力的表达式205
12.3实例：外科剪——第二部分210
12.3.1问题描述210
12.3.2关键步骤210
12.4总结217
附录218
附录A运动算例收敛解及高级选项218
附录B配合摩擦220

DS SOLIDWORKS公司是一家专业从事三维机械设计、工程分析、产品数据管理软件研发和销售的国际性公司。SOLIDWORKS软件以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械设计工程师的设计效率和质量，目前已成为主流3D CAD软件市场的标准，在全球拥有超过210万的用户。DS SOLIDWORKS公司的宗旨是：To help customers design better products and be more successful——让您的设计更精彩。

“DS SOLIDWORKS公司原版系列培训教程”是根据DS SOLIDWORKS公司最新发布的SOLIDWORKS 2016软件的配套英文版培训教程编译而成的，也是CSWP全球专业认证考试培训教程。本套教程是DS SOLIDWORKS公司唯一正式授权在中国大陆出版的原版培训教程，也是迄今为止出版的最为完整的SOLIDWORKS公司原版系列培训教程。

本套教程详细介绍了SOLIDWORKS 2016软件和Simulation软件的功能，以及使用该软件进行三维产品设计、工程分析的方法、思路、技巧和步骤。值得一提的是，SOLIDWORKS 2016不仅在功能上进行了600多项改进，更加突出的是它在技术上的巨大进步与创新，从而可以更好地满足工程师的设计需求，带给新、老用户更大的实惠！

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本套教程在保留了原版教程精华和风格的基础上，按照中国读者的阅读习惯进行编译，使其变得直观、通俗，让初学者易上手，让高手的设计效率和质量更上一层楼！

本套教程由DS SOLIDWORKS公司亚太地区资深技术总监陈超祥先生和大中国区技术总监胡其登先生共同担任主编
，由杭州新迪数字工程系统有限公司副总经理陈志杨负责审校。承担编译、校对和录入工作的有蒋成、黄伟、李明浩、熊康、叶伟、张曦、周忠等杭州新迪数字工程系统有限公司的技术人员。杭州新迪数字工程系统有限公司是DS SOLIDWORKS公司的密切合作伙伴，拥有一支完整的软件研发队伍和技术支持队伍，长期承担着SOLIDWORKS核心软件研发、客户技术支持、培训教程编译等方面的工作。在此，对参与本书编译工作人员的辛勤工作表示诚挚的感谢。
由于时间仓促，书中难免存在着疏漏和不足，恳请读者和专家批评指正

陈超祥  胡其登
2016年1月