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        SolidWorks環(huán)境下,彈簧自動(dòng)伸縮運(yùn)動(dòng)仿真的三種方法

        2019-05-30 11:26:28郝克明
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年12期
        關(guān)鍵詞:仿真彈簧

        郝克明

        摘 要:在機(jī)械設(shè)計(jì)或者產(chǎn)品功能展示時(shí),通常需要對(duì)機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。而彈簧作為一種柔性零件,在運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程中與剛性構(gòu)件不同,本文就實(shí)現(xiàn)彈簧的自動(dòng)伸縮運(yùn)動(dòng)仿真,探討了三種方法。

        關(guān)鍵詞:SolidWorks;彈簧;仿真

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.197

        1 引言

        彈簧是一種廣泛應(yīng)用的,利用彈性來(lái)工作的機(jī)械構(gòu)件。一般用彈簧鋼制成。其主要功能有控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)、吸收震動(dòng)和沖擊能量、儲(chǔ)存及輸出能量作為動(dòng)力,此外,還具有測(cè)量功能、復(fù)位功能、帶動(dòng)功能、緩沖功能、發(fā)聲功能、緊壓功能等。

        2 SolidWorks環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)彈簧運(yùn)動(dòng)仿真的具體方法和程序

        彈簧參與的機(jī)構(gòu),其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧通常隨兩個(gè)接觸面的距離變化而自動(dòng)伸縮,在三維建模和模擬仿真時(shí),就需要建立一個(gè)具有柔性的零件、并能夠使裝配體中相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件同彈簧的伸縮相匹配。

        SolidWorks是一款設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件,并且組件多,功能強(qiáng)大。在中小型企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。本例中選用SolidWorks軟件來(lái)建模來(lái)探討實(shí)現(xiàn)彈簧動(dòng)畫(huà)仿真的幾種方法。

        方法一:在裝配環(huán)境中,首先定義好彈簧兩端的接觸面,和上下兩面的配合距離,插入新零件,在新零件的編輯狀態(tài)下,新建草圖1,繪制連接上下兩端面的直線(xiàn)。之后在同一基準(zhǔn)面內(nèi)繪制草圖2,根據(jù)彈簧材料的截面尺寸繪制一個(gè)圓形。之后在特征菜單欄,選擇掃描,即如圖1所示:

        之后在運(yùn)動(dòng)算例中,根據(jù)彈簧上下端面之間的距離設(shè)置鍵碼,例如,將上下端面之間的距離由自然長(zhǎng)度的100調(diào)整為80即可形成動(dòng)畫(huà),顯示成彈簧上下伸縮的效果。

        方法二:利用參數(shù)化、方程式的方法。

        首先根據(jù)常規(guī)方法形成一個(gè)彈簧零件,之后把彈簧零件和端蓋零件都插入裝配體中,之后打開(kāi)注釋?zhuān)@示尺寸名稱(chēng),把兩個(gè)端面之間的尺寸賦予彈簧的高度。如圖2所示。

        方法三:利用SolidWorks的配置功能。根據(jù)彈簧的實(shí)際工作狀態(tài),建立彈簧的不同配置使彈簧伸縮變化。之后將彈簧插入到裝配中,端面接觸配合好,裝配體也會(huì)根據(jù)零件的配置而顯示多種配置。每一種配置表示一種工作狀態(tài)。此種方法與前兩種方法的不同是無(wú)法形成連續(xù)動(dòng)畫(huà)。但能夠更真實(shí)的仿真彈簧的形態(tài),例如實(shí)際圈數(shù)和有效圈數(shù)等。

        這三種方法都能夠?qū)崿F(xiàn)彈簧的自動(dòng)伸縮,更好的展示彈簧在零部件中的工作狀態(tài)。

        3 彈簧運(yùn)動(dòng)仿真在回油閥中應(yīng)用

        此回油閥利用彈簧壓緊閥門(mén)來(lái)控制流入管道中的流體壓力,流體

        壓力在彈簧預(yù)緊力范圍內(nèi),流體由下管流入,右管流出。當(dāng)流體壓力過(guò)大時(shí),彈簧被進(jìn)一步壓縮,閥門(mén)和閥體之間就會(huì)有縫隙,部分流體就可以由此流回油箱。

        如圖5和圖6非常清晰的展示出,彈簧在部件中具有不同的位置和狀態(tài),從而使閥體處于不同的工作狀態(tài)。

        4 結(jié)論

        通過(guò)對(duì)回油閥工作過(guò)程的運(yùn)動(dòng)仿真,充分實(shí)踐了三種彈簧自動(dòng)伸縮的不同方法,三種方法都能充分和形象的展示,彈簧的不同狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了彈簧通常隨兩個(gè)接觸面的距離變化而自動(dòng)伸縮,并能夠使裝配體中相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件同彈簧的伸縮相匹配。

        參考文獻(xiàn):

        [1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

        [2]朱躍峰,朱敬超.基于SolidWorks的機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2008(06):50-51.

        [3]江有永.SolidWorkS在彈簧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011(09).

        [4]李芳環(huán),張秀梅.基于solidworks的安全閥建模中彈簧特征的生成[J].創(chuàng)新科技,2013(06):84.

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