Tutorial - Kinematik - Simulation mit NX

Eine immer wichtigere Rolle in der virtuellen Entwicklung spielt die Simulation des Arbeitsablaufs der Produkte. In diesem einfachen Beispiel wird die Simulation eines Stirlingmotors gezeigt. Die Modelle sind bereits erstellt. Daher möchte ich nur auf die Simulationserstellung eingehen.

Zunächst möchte ich einen kurzen Überblick über die benötigten Funktionen geben.

  • Bewegungskörper (Link): Über "Link" werden die starren sowie die beweglichen Körper definiert.
  • Gelenke (Joint): Mit "Joint" definiert man die Gelenke sowie die Richtung der beweglichen Körper
  • Drehgelenk (Revolute): Das Gelenk lässt nur eine Drehbewegung zu
  • Schieberegler (Slider): Der Slider lässt eine geradlienige Bewegung zwischen 2 Teilen zu
  • Zylinidrisch (Cylindrical): Dieses Gelenk lässt eine Drehung sowie Verschiebung der Bauteile zu
  • Kugelförmig (Spherical): Alle Drehbewegungen zweier Teile lässt dieses Gelenk zu
  • Lösung (Solution): Um die Berechnung der Bewegung zu erstellen, müssen zuvor "Solution Typ", "Analysis Type" sowie andere Einstellungen vorgenommen werden.
  • Berechnen (Solve): Damit wird die mögliche Bewegung der Teile berechnet. 

Für die Simulation erstellen Sie zuerst eine Umgebung (Enviroment). Zur Auswahl stehen hier 2 Möglichkeiten:

  • Kinematik (Kinematics)
  • Die Kennzeichen bei einer kinematischen Analyse sind, dass alle Freiheitsgrade der Simulation bestimmt sind.
  • Dynamik (Dynamics)
  • Bei einer dynamischen Analyse sind unbestimmte Freiheitsgrade möglich, d.h. bei Durchführung eines Testlaufs wird die Berechnung nicht abgebrochen wie es bei der kinematischen Analyse der Fall ist. 

Mit der Funktion "Link" definieren Sie nun sämtliche Körper, die für die Simulation notwendig sind. Mit der Option "Fix the Link" werden die Bauteile an der Position fixiert. Die ist für die Halterungen bzw. Blöcke und Zylinder dieses Modells notwendig. Alle anderen Komponenten bleiben beweglich.

Als nächstes definieren Sie Gelenk "Pleuel". Dies wird wieder mit "Joint" ausgewählt. Als Typ nehmen Sie "Spherical". Ursprung und Vektor ist die Bohrung für den Bolzen des Schwungrades. Als neue Option kommt das Gelenk "Base" hinzu. Wählen Sie für "Base" das Schwungrad aus.

Das Pleuel hat 2 Gelenke. Für das 2. Gelenk wählen Sie wieder mit "Joint" das Pleuel und als Typ "Cylindrical". Ursprung und Vektor ist die Bohrung für den Kolbenbolzen. Für "Base" definieren Sie das Kolbenassembly.

Zuletzt definieren Sie den Kolben als "Slider". Wählen Sie für den Ursprung sowie Vektor die Stirn- oder Bodenfläche des Kolbens.

Die Definitionen für die rechte Seite ist identisch mit der linken. Nachdem Sie die Gelenke definiert haben, wählen Sie unter "Solution" die Option "Solve with ok" aus und bestätigen Sie mit "Ok". Die Berechnung der Simulation sollte fehlerfrei durchlaufen. Die Simulation beginnen Sie mit "Play".

Bildübersicht

3D-Maus, Spaceball
Siemens PLM Software

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