Motion处理冗余约束问题的三个方法

    在Motion分析中，经常会遇到冗余约束问题，这会造成运动分析的结果错误!比如以下例子中，一扇门（Door）通过两个铰接（Hinge）了解到固定的门框（Frame）上，利用motion做分析，想得到两个铰接的接触力。

图1 motion分析两个铰接的接触力

    但分析出来的结果表明：两个铰接的接触力是375N和0N。这个结果明显不正确，经分析是约束冗余造成的。那么对于这样的情况，我们怎么去处理呢？这里提出三中方法：

    1.仔细分析机构的特点，用点在线上等虚约束代替同心等配合，这样可以减少单个配合约束的自由度数量，降低冗余数量。比如，传动轴的装配关系，我们可以通过点和中心线来装配起来。

图2 传动轴的装配关系可以通过点和中心线来装配起来

    2.用马达去约束构件的某一个单独自由度。也就是给这个构件添加电动机，但是把电机的运动设置为0，这样可以单独去约束某个方向的自由度，避免出现冗余。下图中的示例就是通过线性马达约束红色箭头指向的一个移动的自由度，避免平行或者是重合造成冗余约束。

图3 线性马达约束移动的自由度

  3.在该窗口内操作“列举”拖动到自定义属性框内使用套管，将所有冗余用套管代替。在算例的属性中设置。

图4 将所有冗余用套管代替

    以上，这三种方法可以帮助处理冗余约束的问题，但是第三种使用套管的方法需要输入套管的参数，一般要通过实验的方法取得。所以前面两个方法相对来所比较简单，但是对于装配很复杂的模型，使用第一种方法需要多零部件之间的装配关系把握的很好。