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        [轉載] 技巧分享丨Motion結果為變量的設計方案

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        發表于 2020-4-29 10:20:38 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
        本帖最后由 寶象聯合實驗室 于 2020-4-29 10:22 編輯


        “3D數據協同挖掘"
        日常生活常見的運動像是兵乓球、棒球或籃球等,球體的起始斜拋速度與初始角速度甚至是碰撞到物體后的運行軌跡,都將是球員得分的關鍵。而像這樣的球體運行軌跡可透過solidworks Motion來運算,達到精確的仿真及分析組合件的動作,并同時合并力、彈力、阻尼器、及摩擦的效果,最終得到物體運行軌跡與時間的動畫呈現,藉此可直觀化的判斷運行軌跡是否是您要的。

        然而,多大的起始斜拋速度與初始角速度的物體運行軌跡才會達成您要的目標呢? 當然,除了以試誤的方式慢慢找出,使用優化分析將更快速地幫您找出目標數值,并省去大量的試誤時間。


        上述SOLIDWORKS Motion應用概念亦可套用在發射器上,如飛彈投射、投石機或甚至是憤怒鳥的打豬游戲,本次將介紹投籃空心得分的SOLIDWORKS Motion操作。

        一顆籃球距離籃框中心長4.2公尺、高1.1公尺,在60度仰角的狀況下空心投進(圖1, 圖2),請問要施加多少起始線性速度才能達到呢? 這里我們先將SOLIDWORKS Motion附掛起來(圖3),讓動作分析功能啟動。接著在畫面的最下方”模型”列上右鍵單擊并產生新的動作研究(圖4),其命名為Free throw。


        圖1


        圖2


        圖3


        圖4

        在Free throw動作研究的接口下,對著籃球模型右鍵單擊并選擇”起始速度”選項(圖5),沿著建置好的仰角60度直線設定7.6m/s的起始線性速度(圖6),根據籃球模型的右平面設定100RPM的起始角速度。

        圖5


        圖6

        除了起始線性速度和起始角速度,籃球也受了地心引力的影響,因此必須設定重力讓物體呈現拋物線運動。在Free throw動作研究的接口下,選擇”綠色蘋果” (圖7)設定-Y為重力方向(圖8)。

        圖7


        圖8

        在嘗試多組的起始線性速度來達到空心進籃的過程中,籃球必定有打板的機會,在此設置”接觸”來模擬籃球碰撞籃板后的軌跡運行。在Free throw動作研究的界面下,選擇”凸輪圖形” (圖7)設定籃球模型與藍框模型有接觸行為,碰撞后兩物體摩擦與接觸行為的相關系數如(圖9)所示。接續將籃球打板的接觸力輸出,點選”XY圖表” (圖7)隨意點選兩模型的任意面并設置接觸力(圖10),勾選”產生新動作數據傳感器”,選擇”模型最大”作為籃球運行過程中所受的最大接觸力當感測指標。傳感器建立完成后,會顯示在特征管理的Sensors文件夾下(圖11)。



        圖9


        圖10


        圖11

        上述動作研究的設定完成,下一步將結合優化分析,讓軟件快速幫我們找出空心進籃的起始線性速度。新增設計研究與新增動作研究的方式相同,在”模型”列上右鍵單擊并產生新的設計研究(圖4),變量視圖里將變量參數加入(圖12),并將圖5和圖6設置的籃球起始速度導入,點選起始線性速度后按確定(圖13)。

        圖12


        圖13

        接著在設計研究的接口下,定義起始線性速度為在7.3m/s到7.6m/s之間(圖14),每0.05m/s間距步階,其優化目標是當籃球與籃框的接觸力為0時達到空心進籃條件。由于設的變量是步階范圍,因此會計算7組起始線性速度,各別是7.3m/s、7.35m/s、7.4m/s、7.45m/s、7.5m/s、7.55m/s和7.6m/s。完成設計研究的設定后即可執行分析(圖15)。


        圖14


        圖15

        計算完畢后,可在設計研究接口的結果視圖檢視優化方案(圖16),籃球在起始線性速度7.45m/s時的運行軌跡不與任何物體有接觸行為,即空心進籃。另外,若在(圖10)步驟設立一組追蹤路徑,亦可看到籃球運行的軌跡(圖17)。

        圖16


        圖17

        -END-
        作者丨Terry Zhang


        文章很長
        看完有沒有加深對Motion的理解呀?

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