扭力弹簧

使用“添加/编辑扭力弹簧”工具,围绕两个零件的枢轴施加一个转动弹簧阻尼器力。

位置:“运动”功能区,“力”图标组,“弹簧”图标



将光标移动到“弹簧”图标上时,点击出现的 卫星图标,即可查看模型中所有螺旋弹簧或扭力弹簧的列表。

添加/编辑扭力弹簧

定义扭力弹簧的位置,然后定义预载扭矩、扭转刚度和扭转阻尼率。

  1. 选择“弹簧”图标上的添加/编辑扭力弹簧工具。


  2. 选择要向其施加扭力弹簧的孔、曲面位置或铰接。
    • 如果选择铰接,铰接轴定义枢轴。
    • 如果选择孔和曲面,单次点击放置扭力弹簧的支点,第二次点击完成连接。(可以选择同一孔或曲面两次,这种情况下,第二次点击会被视为对地平面起反作用。)按住 Ctrl 键,取消选定一个几何特征。
  3. 输入扭转刚度 (KT) 和扭转阻尼 (CT) 率,或输入零禁用这两项。


  4. 在小对话框中输入预载扭矩的大小。点击 +/- 图标,反转弹簧的预载扭矩方向。
  5. 可选: 输入弹簧自然状态下的自由角度 (θ f),而非预载扭矩。(预载扭矩基于自由角度和扭转刚度自动进行计算。)
  6. 可选: 输入弹簧的安装角度 (θ i),或使用图形端点操纵器重新定位。该操纵器有捕捉功能,可以帮助您轻松对齐扭力弹簧臂和模型的边。当您将该操纵器拖动到一条边上,x 轴方向将移动为与该边对齐,其正(或负)方向基于与该边的靠近程度。
  7. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。
提示:
  • 如果需要阻尼器而非弹簧,请更改小对话框中的弹簧“类型”,然后选择“阻尼器”。
  • 弹簧的“颜色”属性可通过“属性编辑器”来设置。
  • 抑制/解除抑制扭力弹簧,以了解它对您模型的影响。在弹簧上右击,并选择抑制。在“模型浏览器”或表格中,右击并选择解除抑制

非线性弹簧阻尼器

输入弹簧阻尼器的非线性刚度和阻尼整数值,以进行运动分析。

您可以使用轮廓编辑器导入测试数据,然后通过图形化的方式或表中单元格进行编辑。有三种插值类型(Akima、三次、线性)可供选择,如果需要,您可以将末端的微分和外插可视化。
  1. 对于非线性弹簧阻尼器,根据需要取消选中弹簧刚度 (K) 和阻尼率 (C) 复选框。


  2. 点击该表格图标,打开轮廓编辑器。(下面的刚度曲线示例针对的是螺旋弹簧。阻尼器和扭力弹簧也可使用类似轮廓。)


    图 1. 螺旋弹簧刚度曲线示例
  3. 如果您的测试数据是预期的 .csv 格式,则可以拖放数据以将其导入。(保存一个示例文件以查看预期格式。)
  4. 检查数据并根据需要进行更改。使用“可视化”区域中的选项可以帮助您理解如何对数据进行内插或外推。
  5. 编辑表格中的数据,或者使用 按钮根据需要删除或反映曲线。
提示:
  • 有时更容易的方法是:删除左侧数据,处理右侧数据,然后使用反映到左侧按钮来反映数据。
  • 点击替换为线性等效按钮将使用“刚度”值(在小对话框中显示为灰色),并在“轮廓编辑器”的图形区域中将其显示为可编辑的曲线。
  • 图例中的微分按钮对 Akima 和三次插值方法很有用,因为它可以帮助您将数据中的不连续性可视化。添加更多的点有助于使轮廓平滑化。
  • 提供信号到概况选项可用于运动中的弹簧阻尼器,但默认为禁用。可以在“属性编辑器”中找到该选项,启用后,运动导出操作将在 .mdl 文件中包括必要的概况信号,以用于 MotionView、MotionSolve 和 Altair Activate。
  • 查看轮廓编辑器,获取有关按钮和可视化选项的说明。

小对话框选项

使用一级小对话框选项,编辑扭力弹簧的运行状态。点击 查看高级选项。



图 2. 扭力弹簧小对话框
类型
默认类型是弹簧阻尼器。此外,您也可以仅选择弹簧或仅选择阻尼器。建议加入一些阻尼。
设置扭转刚度
为弹簧的扭转刚度率输入一个正值。(如无需扭转刚度,请将弹簧“类型”设置为“阻尼器”。)
设置扭转阻尼
为弹簧的扭转阻尼率输入一个正值。
反转预载扭矩
反转弹簧中预载扭矩的方向。
设置预载扭矩
输入弹簧的预载扭矩的大小。
设置自由角度 (θ f)
自由角度是弹簧处于自然状态下的角度。如果输入预载扭矩,即会根据扭转刚度自动计算自由角度。
安装角度 (θ i)
安装在机构中时弹簧的角度。
翻转至另一面
将扭力弹簧翻转至孔或铰接的另一面。这只会更改弹簧的显示。
对齐至全局坐标系的 X、Y 或 Z 轴
将枢轴对齐至全局坐标系的 X、Y 或 Z 轴。不适用于孔或铰接。
对齐至面的法线方向
对齐枢轴,使其垂直于第一个曲面。不适用于孔或铰接。
移动扭力弹簧
打开“移动”工具来放置远处的弹簧。不适用于孔或铰接。

扭力弹簧属性

使用“属性编辑器”(F3) 中的属性优化扭力弹簧的状态和显示

中心轴约束
禁用后,扭力弹簧的枢轴会被限制,本质上相当于在零件之间创建一个圆柱铰接。

“弹簧”表

“弹簧”表列出了模型中的所有螺旋弹簧和扭力弹簧,并允许您编辑各种属性。点击扭力选项卡查看扭力弹簧。

位置:“弹簧”工具,卫星图标



图 3. “弹簧”表
重命名弹簧 选中表中的单元格,然后再次点击使字段进入可编辑状态。
更改值 选中表中的单元格,然后再次点击使字段进入可编辑状态。某些字段仅用于显示。
列排序 点击列标题。重复点击可在升序和降序之间切换。
添加或删除列 右击列标题。

快捷键

取消选定一个几何特征 按下 Ctrl 键并用左键点击选定(红色)的几何特征。
退出工具 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。