UG NX 11.0运动仿真与分析教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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北京兆迪科技有限公司 著

图书标签:

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111587613

版次：3

商品编码：12344112

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： UG NX 11.0工程应用精解丛书

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

页数：321

内容简介

本书全面、系统地介绍了使用UG NX 11.0进行产品运动仿真与分析的过程、方法和技巧，内容包括UG NX运动仿真概述与基础、连杆、运动副与约束、定义电动机、连接器、驱动与函数、典型运动机构、运动仿真分析与测量、力学对象和运动仿真与分析综合范例等。
本书是根据北京兆迪科技有限公司为国内外几十家不同行业的公司（含国外独资和合资公司）编写的培训教案整理而成的，具有很强的实用性和广泛的适用性。本书附带1张多媒体DVD学习光盘，制作了大量UG运动仿真与分析技巧和具有针对性的范例教学视频并进行了详细的语音讲解；另外，光盘中还包含本书所有的模型文件、范例文件和练习素材文件。
在内容安排上，本书紧密结合范例对UG 运动仿真与分析的流程、构思、方法与技巧进行讲解和说明，这些范例都是实际生产一线产品设计中具有代表性的例子，这样安排能使读者较快地进入运动仿真与分析实战状态；在写作方式上，本书紧贴软件的实际操作界面进行讲解，使初学者能够尽快上手，提高学习效率。本书附赠光盘视频采用低版本软件进行讲解。
本书内容全面、条理清晰、讲解详细、图文并茂、范例丰富，可作为广大工程技术人员深入学习UG 的自学教程和参考书，也可作为大中专院校学生和各类培训学校学员的CAD/CAM课程上课及上机练习教材。

目录

目 录

前言
本书导读

第1章 概述1
1.1 UG NX运动仿真概述1
1.2 UG NX运动仿真的工作界面2
1.2.1 工作界面2
1.2.2 相关术语及概念3
1.2.3 运动仿真模块中的菜单及按钮4
1.3 运动仿真模块的参数设置6
1.3.1 “首选项”设置6
1.3.2 “用户默认”设置9
第2章 UG NX运动仿真基础14
2.1 UG NX运动仿真流程14
2.2 进入运动仿真模块15
2.3 新建运动仿真文件16
2.4 定义连杆（Links）19
2.5 定义运动副21
2.6 定义驱动26
2.7 定义解算方案并求解29
2.8 生成动画32
第3章 连杆35
3.1 概述35
3.2 连杆的质量属性37
3.3 定义连杆的材料40
3.4 初始速度42
3.4.1 初始平动速率43
3.4.2 初始转动速度44
第4章 运动副与约束46
4.1 运动副与自由度46
4.2 旋转副47
4.3 滑动副50
4.4 柱面副52
4.5 螺旋副54
4.6 万向节57
4.7 球面副60
4.8 平面副62
4.9 点在线上副64
4.10 线在线上副66
4.11 点在面上副67
4.12 其他运动副简介70
第5章 传动副72
5.1 齿轮副72
5.2 齿轮齿条副75
5.3 线缆副77
5.4 2-3传动副80
5.5 本章范例——齿轮系运动仿真84
第6章 连接器91
6.1 弹簧91
6.2 阻尼器96
6.3 衬套99
6.4 3D接触100
6.5 2D接触103
6.6 本章范例1——微型联轴器仿真108
6.7 本章范例2——弹性碰撞仿真111
6.8 本章范例3——滚子反弹仿真115
第7章 驱动与函数120
7.1 概述120
7.2 简谐驱动121
7.3 函数驱动124
7.3.1 概述124
7.3.2 数学函数驱动126
7.3.3 运动函数驱动129
7.3.4 AFU表格驱动137
7.4 铰接运动驱动152
7.5 电子表格驱动155
第8章 分析与测量160
8.1 分析结果输出160
8.1.1 图表输出160
8.1.2 电子表格输出169
8.2 智能点、标记与传感器171
8.2.1 智能点171
8.2.2 标记172
8.2.3 传感器175
8.3 干涉、测量和跟踪178
8.3.1 干涉178
8.3.2 测量181
8.3.3 追踪184
8.4 本章范例1——弹簧悬挂机构仿真185
8.5 本章范例2——曲柄齿轮齿条机构仿真190
第9章 力学对象198
9.1 标量力198
9.2 矢量力202
9.3 标量扭矩205
9.4 矢量扭矩208
9.5 本章范例——大炮射击模拟仿真209
第10章 运动仿真与分析综合范例215
10.1 正弦机构215
10.2 传送机构224
10.3 自动化机械手232
10.4 发动机239
10.5 平行升降平台249
10.6 轴承拆卸器267
10.7 瓶塞开启器275
10.8 挖掘机工作部件284
10.9 牛头刨床机构304

前言/序言

本书对UG NX 11.0运动仿真与分析的核心技术、方法与技巧进行了介绍，其特色如下：
?内容全面。与其他同类书籍相比，包括更多的UG运动仿真与分析内容。
?讲解详细、条理清晰、图文并茂。本书是一本不可多得的UG运动仿真与分析快速入门、快速见效的图书。
?范例丰富。读者通过对范例的学习，可迅速提高运动仿真与分析水平。
?写法独特。采用UG软件中真实的对话框、操控板和按钮等进行讲解，使初学者能够直观、准确地操作软件，从而大大提高学习效率。
?附加值高。本书附带1张多媒体DVD学习光盘，制作了大量UG运动仿真与分析技巧和具有针对性的范例教学视频并进行了详细的语音讲解，可以帮助读者轻松、高效地学习。
本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司（含国外独资和合资公司）编写的培训教案整理而成的，具有很强的实用性。其主编和参编人员主要来自北京兆迪科技有限公司。该公司专门从事CAD/CAM/CAE技术的研究、开发、咨询及产品设计与制造服务，并提供UG、Ansys、Adams等软件的专业培训及技术咨询。读者在学习本书的过程中，如果遇到问题，可通过访问该公司的网站http://www.zalldy.com来获得帮助。

《UG NX 11.0运动仿真与分析教程》内容详解 本书旨在为广大UG NX用户提供一份详尽的运动仿真与分析学习指南。通过系统性的讲解和丰富的实例，帮助读者深入理解UG NX在机械运动仿真领域的强大功能，掌握从模型创建到仿真分析，再到结果评估的全过程，从而高效解决实际工程设计中的运动学和动力学问题。 第一部分： UG NX 运动仿真基础 本部分将从最基础的概念入手，为读者构建UG NX运动仿真的理论框架。 第一章：运动仿真概述 1.1 运动仿真的意义与应用 详细阐述机械运动仿真在现代工程设计中的重要性，包括但不限于： 优化设计方案： 在早期阶段发现潜在的干涉、碰撞、运动不合理等问题，避免后期昂贵的物理原型修改。 验证设计可行性： 确保机械结构在预设的运动条件下能够平稳、可靠地运行。 提高产品性能： 通过分析运动过程中的受力、速度、加速度等参数，为性能提升提供依据。 降低制造成本： 减少原型制作和实验的次数，节约时间和金钱。 缩短研发周期： 加快设计迭代速度，使产品更快地投入市场。 列举运动仿真在不同行业的典型应用场景，例如： 汽车行业： 悬挂系统、转向系统、发动机曲轴连杆机构、车门开启机构等的运动仿真。 机器人领域： 机械臂、并联机器人、行走机构的运动规划与仿真。 航空航天： 舱门开启、起落架收放、卫星太阳能帆板展开机构的仿真。 工程机械： 挖掘机、装载机、起重机的各种作业机构的运动学分析。 消费电子： 打印机走纸机构、相机镜头伸缩机构、手机翻盖机构的运动仿真。 医疗器械： 手术机器人、康复设备、注射泵的精确运动控制与分析。 1.2 UG NX 运动仿真模块概览 介绍UG NX运动仿真模块（Mechanism Design）的核心功能和界面布局。 讲解该模块与其他UG NX模块（如建模、装配、仿真求解器等）的集成关系。 重点突出UG NX运动仿真在参数化、集成化设计环境下的优势。 第二章：运动仿真前置准备 2.1 运动机构的建模要求 强调高质量建模对运动仿真的关键作用。 详细讲解如何在UG NX中进行高效的部件建模： 零件的几何特征： 突出对实体模型、曲面模型的创建要求，强调避免细小、孤立的几何体，保证模型的完整性和准确性。 关键点的定义： 如何准确定义旋转轴、移动方向、球铰中心等关键点，以便于后续的约束定义。 草图的精确绘制： 在创建复杂零件时，如何利用草图进行精确的二维轮廓绘制，并转化为三维实体。 特征的合理应用： 优先使用拔模、倒圆角、抽壳等特征，并讲解其在仿真中的影响。 2.2 部件装配与运动仿真装配 讲解在UG NX中进行部件装配的常用方法： 约束装配： 详细介绍“对齐”、“放置”、“配合”等约束类型，以及它们在定位零件中的作用。 配合装配： 重点讲解如何使用“距离”、“角度”、“重合”等配合类型来实现零件之间的精确相对位置。 区分普通装配与运动仿真装配的概念： 运动仿真装配： 强调其是为了模拟机构运动而进行的特殊装配，要求为自由度设计而服务。 定义运动自由度： 讲解如何通过零件间的相对位置和配合关系来初步确定机构的自由度。 避免过约束： 详细说明过约束对运动仿真可能造成的负面影响，以及如何识别和解除过约束。 零件间的连接关系： 介绍如何通过装配约束来模拟机械连接，如固定、旋转、滑动等。 第二部分： UG NX 运动仿真详解 本部分将深入讲解UG NX运动仿真模块的核心操作和技术细节。 第三章：运动约束的创建与应用 3.1 基础运动约束类型 固定约束 (Fixed): 详细讲解如何将某一零件固定在空间中，作为机构的基准。 旋转约束 (Revolute): 深入阐述如何定义围绕固定轴的旋转运动，包括轴向的选择、旋转方向的定义等。 移动约束 (Prismatic): 详细讲解沿直线运动的约束，包括运动方向的定义。 通用约束 (General): 介绍更复杂的运动约束，如万向节、平面滑动等，并讲解其创建步骤。 3.2 进阶运动约束 圆柱约束 (Cylindrical): 讲解同时包含旋转和直线运动的约束，如活塞运动。 球铰约束 (Spherical): 介绍允许在一个点绕三个轴自由旋转的约束。 平面约束 (Planar): 详细讲解限制零件在一个平面内运动的约束。 刚体约束 (Rigid): 讲解如何定义两个零件之间完全固定，无相对运动的约束。 3.3 约束的编辑与管理 讲解如何修改、删除、复制运动约束。 介绍如何查看和分析约束之间的关系，以及如何诊断约束问题。 演示如何通过组合基本约束来实现复杂运动，例如齿轮啮合仿真（通过旋转约束和传动比）。 3.4 齿轮与传动机构仿真 齿轮副的创建： 讲解如何利用UG NX的专门工具创建齿轮副，包括齿轮类型、模数、齿数等参数的设置。 传动比的定义： 详细说明如何通过运动约束定义齿轮之间的传动比，实现精确的动力传递仿真。 链条与皮带仿真： 介绍如何模拟链条和皮带的运动，包括张力、松弛等概念的初步体现。 第四章：驱动与求解 4.1 运动驱动的创建 位置驱动 (Position Drive): 讲解如何为某个运动自由度指定一个随时间变化的位移或角度，从而驱动整个机构运动。 速度驱动 (Velocity Drive): 介绍如何为运动自由度指定一个恒定的或随时间变化的运动速度。 加速度驱动 (Acceleration Drive): 讲解如何为运动自由度指定一个随时间变化的加速度。 力/力矩驱动 (Force/Torque Drive): 介绍如何施加力或力矩来驱动机构运动，这是进行动力学分析的基础。 驱动的参数化设置： 讲解如何利用表格、函数等方式定义驱动曲线，实现复杂的运动轨迹。 4.2 仿真求解器的选择与设置 仿真类型： 区分运动学仿真（Kinematics）和动力学仿真（Dynamics）。 运动学仿真： 重点关注机构的位移、速度、加速度等几何运动参数，不考虑质量和力。 动力学仿真： 考虑质量、惯性、力和力矩的影响，分析机构在真实物理环境下的运动状态。 求解器参数设置： 详细讲解步长、仿真时长、精度等参数的设置对仿真结果的影响。 接触定义与接触力的处理： 接触类型： 介绍不同类型的接触（如点-面、线-面、面-面等）及其在仿真中的应用。 接触参数： 讲解摩擦系数、恢复系数、阻尼等接触参数的设置，以及它们对仿真结果的影响。 避免碰撞与干涉： 强调通过精确的接触定义来模拟实际碰撞和干涉，并分析其对机构运动的影响。 4.3 仿真运行与结果初步分析 讲解如何执行仿真计算。 介绍如何观察仿真过程中关键运动部件的状态。 进行初步的视觉检查，判断机构运动是否符合预期。 第三部分： UG NX 运动仿真分析与应用 本部分将带领读者进行更深入的分析，并将仿真结果应用于实际工程问题。 第五章：运动仿真结果的分析与可视化 5.1 运动轨迹与运动学参数提取 位移、速度、加速度的测量： 讲解如何测量机构中任意点的位移、速度、加速度随时间的变化。 关键点的运动轨迹绘制： 如何生成并可视化关键点的运动轨迹图，直观展示运动路径。 角度、距离、速度曲线生成： 如何提取特定约束或零件之间的角度、距离、相对速度等参数，并生成曲线图。 5.2 动力学分析结果的解读 受力分析： 讲解如何分析机构中各零件所受的合力、分力，以及约束力的大小和方向。 力矩分析： 如何分析施加在旋转关节上的驱动力矩，以及由于惯性、重力等产生的反作用力矩。 惯性力与重力影响： 详细讲解质量、重心、惯性张量等参数如何影响机构的动力学行为。 功与能的分析： 介绍如何分析驱动力所做的功，以及机构的动能、势能变化。 5.3 仿真结果的可视化与报告生成 动画回放： 讲解如何生成高质量的运动仿真动画，方便工程师理解和展示设计。 图表导出与美化： 如何将生成的曲线图导出为可编辑的格式，并进行美化，用于报告和演示。 报告生成工具： 介绍UG NX内置或第三方报告生成工具，将仿真结果系统地整理成报告。 第六章：典型机构运动仿真实例 6.1 四杆机构的运动仿真与分析 从建模、装配、约束创建、驱动设置、仿真求解到结果分析，详细演示四杆机构的完整仿真过程。 分析不同参数（连杆长度、驱动速度）对机构运动特性的影响。 6.2 齿轮传动机构的仿真 创建多级齿轮传动系统，分析其传动比、输入输出转速关系，以及齿轮啮合时的受力情况。 模拟齿轮的磨损和失效的可能性（通过分析应力集中）。 6.3 机械臂的运动仿真 搭建简单的多自由度机械臂模型，实现末端执行器的轨迹跟踪或点位控制。 分析机械臂在运动过程中的关节受力，为驱动器的选型提供依据。 6.4 车辆悬挂系统的仿真 模拟汽车在不同路况下的悬挂系统运动，分析车轮的跳动、车身的倾斜，以及悬挂部件的受力情况。 初步评估悬挂系统的舒适性和通过性。 6.5 其他工程实例 根据实际应用，可能还会包含凸轮机构、连杆滑块机构、折叠机构等多种典型机械装置的仿真实例。 第七章：运动仿真的高级技巧与疑难解答 7.1 运动仿真中的优化设计 如何利用仿真结果指导参数优化，例如调整连杆长度以获得最佳运动范围，或调整驱动力矩以最小化能耗。 介绍参数化建模与仿真相结合的设计流程。 7.2 仿真结果的验证与校验 讨论如何通过实验数据或已有的工程经验来验证仿真结果的准确性。 分析仿真模型与实际模型之间的差异，并提出改进建议。 7.3 常见问题与解决方案 求解器不收敛： 分析可能的原因（如过大的步长、不合理的约束、接触定义问题等），并提供相应的解决办法。 机构运动不合理： 检查约束定义、驱动设置、零件配合关系等。 仿真速度慢： 提出优化模型、简化约束、选择合适的求解器设置等建议。 结果不准确： 探讨模型精度、参数设置、材料属性等对结果的影响。 7.4 拓展应用与未来趋势 简要介绍UG NX运动仿真与其他仿真模块（如结构分析、流体分析）的集成应用。 展望未来机械运动仿真技术的发展方向。 本书内容紧密结合UG NX 11.0的实际操作界面和功能，力求理论与实践并重。通过本书的学习，读者将能够独立完成各种复杂机械机构的运动仿真与分析任务，从而显著提升其在产品设计与研发中的核心竞争力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，让我对UG NX在运动仿真领域的应用有了全新的认识。之前我一直以为UG NX主要用于CAD建模和CAM编程，对它在动力学分析方面的能力了解不多。拿到这本书后，我简直像打开了新世界的大门。书中并没有简单地罗列枯燥的软件操作步骤，而是深入浅出地讲解了运动仿真的基本原理，以及如何利用UG NX强大的功能来建立精确的运动学模型。我特别喜欢其中关于约束类型和自由度的讲解，这部分内容对于理解复杂机械系统的运动行为至关重要。书中通过大量精心设计的案例，演示了如何从简单的二维连杆机构到复杂的机器人手臂，一步步完成模型的搭建、参数的设置以及最终的运动轨迹和力学性能的分析。每个案例都循序渐进，让我在实践中不断巩固所学知识，并且能够举一反三。我尤其对其中关于接触仿真和碰撞检测的章节印象深刻，这对于评估机械零件的耐用性和安全性非常有帮助。这本书的优点在于，它不仅教会了我“怎么做”，更让我理解了“为什么这么做”，从而真正掌握了UG NX运动仿真的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大价值在于，它让我看到了UG NX在实现“数字化设计与制造”这一宏伟目标中的关键作用。传统的设计流程往往需要经过大量的物理样机制作和测试，耗时耗力且成本高昂。而通过UG NX强大的运动仿真功能，我们可以在虚拟环境中对机械系统的运动性能进行全面的评估，大大缩短了研发周期，降低了开发成本。我特别喜欢书中关于如何定义和编辑运动副的讲解，这部分内容直接关系到仿真模型的准确性。作者通过丰富的图示和清晰的文字，将抽象的约束关系具象化，让我能够迅速理解并掌握。此外，书中还涉及了有限元分析与运动仿真的结合，这为我理解更复杂的力学问题打开了新的思路。例如，在分析齿轮传动时，不仅可以观察其运动轨迹，还能进一步分析齿轮的应力分布和变形情况，从而优化设计方案。这本书的内容深度和广度都相当可观，对于想要深入了解UG NX在运动仿真领域的读者来说，绝对是一本不容错过的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在对UG NX运动仿真功能的系统性梳理上做得非常出色。作者没有停留在表面，而是深入挖掘了该软件在动力学分析方面的潜力。我被其中关于如何利用UG NX进行运动学优化设计的章节深深吸引。以往，我们可能更多地依赖经验和反复试验来优化设计，但这本书提供了一种更为科学和高效的方法。通过精细的运动仿真，我们可以快速识别设计的瓶颈，并针对性地进行改进。我尤其欣赏书中关于如何设置仿真边界条件和载荷的详细指导。这些往往是影响仿真结果准确性的关键因素。作者通过大量案例，展示了如何根据实际工况，精确地定义这些参数，从而获得可靠的仿真数据。此外，书中还涉及了一些关于仿真结果的可视化和数据分析的技术，这对于我们更好地理解和呈现仿真结果至关重要。总而言之，这本书是一本集理论、实践、技巧于一体的优秀教材，对于任何希望在UG NX领域深化学习的读者都具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在机械设计领域摸爬滚打多年的工程师，我深知理论知识与实际操作相结合的重要性。 UG NX 11.0 运动仿真与分析教程 的问世，无疑为我们提供了一个极佳的学习平台。这本书的结构安排非常合理，从基础概念的铺垫，到高级功能的深入讲解，层层递进，逻辑清晰。我最欣赏的是作者在讲解复杂仿真设置时，并没有一味地强调参数的调整，而是花了大量的篇幅来解释这些参数的物理意义和它们对仿真结果的影响。这使得读者在面对实际工程问题时，能够根据具体情况做出明智的参数选择，而不是盲目地套用模板。书中还穿插了一些关于仿真结果后处理的技巧，比如如何生成清晰的报告，如何提取关键数据，以及如何进行多场景对比分析。这些实用的技巧，大大提高了我的工作效率，也让我能够更准确地向团队成员和客户展示仿真结果。我个人认为，这本书最适合那些已经掌握了UG NX基本建模技巧，但希望进一步提升在动力学分析方面能力的设计人员和工程师。

评分☆☆☆☆☆

作为一名UG NX的初学者，在接触这本书之前，我对于如何进行运动仿真感到非常迷茫。市面上有很多关于UG NX的教程，但大多侧重于建模和装配，对于仿真部分的讲解往往比较浅显。这本书的出现，简直是雪中送炭。作者的讲解风格非常亲切，仿佛一位经验丰富的老师在身边指导。每一个步骤都拆解得非常细致，即使是对于软件不太熟悉的读者，也能轻松跟上。我尤其喜欢书中关于“实例分析”的部分，通过一个个实际的工程案例，让我能够直观地感受到运动仿真在解决实际问题中的强大力量。例如，书中关于汽车悬挂系统的仿真分析，让我对不同悬挂设计的性能差异有了深刻的认识。这本书的优点在于，它不仅教授了软件的操作技巧，更重要的是培养了读者的仿真思维。让我从一个只会建模的操作者，逐渐成长为一个能够利用仿真工具解决设计难题的工程师。