机构运动与力/扭矩模拟

力/扭矩一般用来模拟机构运动的外部环境，在机构中施加力可以改变机构的运动。Creo运动仿真可以施加的力/扭矩类型有“点力”“主体扭矩”和“点对点力”等。

下面举例说明定义力的操作过程。在本章第5.2小节中，曾举例模拟了放在斜面上的滑块由于自身重力而沿着斜面下滑的过程。现假设滑块处于斜面底部时，在滑块零件上某一位置施加一个平行于斜面的点力，当力足够大时，滑块克服重力与摩擦的影响将沿斜面向上运动。

Step1.将工作目录设置至D：\creo2.16\work\ch05\ch05.07\，打开文件gra_asm.asm。

Step2.进入机构模块。单击功能选项卡区域中的“机构”按钮，进入机构模块。

说明：在该机构中，摩擦、重力与初始条件均已定义完毕。

Step3.在滑块中添加一个点力。

（1）选择命令。在功能选项卡中单击区域中的“力/扭矩”按钮，系统弹出图5.7.1所示的“力/扭矩定义”对话框。

（2）定义力的类型。在下拉列表中选择选项。

（3）定义力的位置参考。在机构中选择图5.7.2所示的点为力的位置参考。

图5.7.1所示的“力/扭矩定义”对话框下拉列表中部分选项说明如下。

●：选取机构中元件上的一个点或顶点定义力，需要指定力的方向。

●：选取机构中的元件指定扭矩，该扭矩将通过元件的质心。

●：选取机构中不同元件中的两个点定义力，该力在反向作用上相等。如果定义的力为正值，该力将相对指向两点中间；如果定义的力为负值，该力将相对远离两点。

图5.7.1 选取参考对象

图5.7.2 选取参考对象

（4）定义力的大小。在下拉列表中选择选项，在文本框中输入值4.7，单击图形按钮，系统弹出图5.7.3所示的“图形工具”对话框，该对话框中显示力/扭矩轮廓图。

（5）定义力的方向。在对话框中单击选项卡，系统显示图5.7.4所示的方向定义界面；在下拉列表中选择选项，然后选择图5.7.2所示的边线为力的方向参考，单击按钮使力的方向如图5.7.5所示。

图5.7.3 “图形工具”对话框

图5.7.4 方向定义界面

图5.7.5 定义方向

图5.7.4所示的选项卡中部分选项说明如下。

●：选取一个坐标系并通过该坐标系的坐标轴矢量来定义方向，默认的坐标系是机构的WCS，如图5.7.6所示。

●：选取机构中元件的直边、直线或轴线来定义方向。

●：选取机构中元件上的两个点来定义方向，具体方向为所选择的第1点指向第2点，如图5.7.7所示。(https://www.daowen.com)

图5.7.6 “键入的矢量”界面

图5.7.7 “点到点”界面

（6）单击对话框中的按钮，完成力的定义。

Step4.定义动态分析。

（1）选择命令。单击区域中的“机构分析”按钮，系统弹出“分析定义”对话框。

（2）定义分析类型。在下拉列表中选择选项。

（3）定义图形显示。在选项卡的文本框中输入值1.5，在文本框中输入值50。

（4）定义初始配置。在区域中选择单选项。

（5）定义外部载荷。单击选项卡，选中和复选框。

（6）运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的按钮，查看机构的运行状况，此时滑块的位置如图5.7.8所示。

（7）单击完成运动分析。

图5.7.8 滑块位置（一）

Step5.再生模型。单击功能选项卡区域中的“重新生成”按钮，再生机构模型。

Step6.保存机构模型。

说明：

●如果在图5.7.9所示的机构树中右击力/扭矩节点，选择命

令，在“力/扭矩定义”对话框中将力的大小修改为4.5，然后再运行机构动态分析，

可以观察到由于施加力的变小，滑块的位移也变小（图5.7.10）。

图5.7.9 机构树

图5.7.10 滑块位置（二）

●如果将力的大小改为3，可以观察到由于推力不够，滑块不会向上移动。

●如果将力的大小改为0.3，可以观察到由于重力的作用，滑块依然会向下滑动。