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SOLIDWORKS世界杯,你的球“进”了吗?

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使用SOLIDWORKS绘制标准足球3D模型

国际足联对比赛用球有明确规定,标准比赛采用5号足球,5号足球直径为21.5厘米,一般由20块六边形、12块五边形,共计32块球皮缝制而成。在SOLIDWORKS软件里如何绘制5号标准足球呢?

         

通常工程师会把32块球皮作为建模对象,本次我们采用另一种建模思路,将球皮之间的“缝隙”作为建模对象,先绘制出所有缝隙,再和球体进行布尔运算,使用删减组合最终得到足球。这种建模思路会用到建模规划、旋转等常见应用,阵列的花式应用、多实体及多实体组合等高级应用,可以充分锻炼SOLIDOWORKS 建模能力,建模思路及过程如下: 

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建模规划

建模规划是对模型充分理解和分析基础上,对建模的总体计划,建模规划常用的功能有草图、基准面、基准线等,良好的建模规划会让设计更加顺利,也更加符合设计要求。

下图是对足球的建模规划。

           

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旋转

旋转是常用功能,使用“旋转”命令时,可以得到薄壁零件,旋转的角度也可以参照草图尺寸。通过“旋转”命令可以得到足球球体以及单条缝隙。

           

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阵列

阵列是提高效率的功能,常见的阵列方式有线性阵列、圆周阵列、曲线阵列等,使用“阵列”命令时,常用的参照有边线、草图等,除此之外还可以使用尺寸。通过“阵列”命令可以得到足球的所有“缝隙”特征。

           

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多实体

多实体是复杂建模中常用的方法, 通过支持布尔运算的“组合”命令,可以实现实体之间的组合、删减、共同。通过“多实体”操作,最终从足球球体中“删减”缝隙,最终得到足球模型。

           

通过上述几步操作,可以轻松绘制标准5号足球3D模型,您学会了吗?可以根据需要使用PhotoView360渲染得到逼真图片。

         

使用SOLIDWORKS Motion

仿真模拟足球速度及运动轨迹

本届卡塔尔世界杯阿根廷凭借点球大战第三度捧起大力神杯。点球大战是足球比赛中最紧张的环节之一。罚点球时,足球放置在距离球门大约11米的位置,如果足球能贴横梁飞入门球,则防守难度大。我们将使用SOLIDWORKS Motion仿真模拟足球贴横梁飞入门球时,足球的速度及运动轨迹。

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创建装配体

创建装配体,加载球场、足球两个零件,通过添加“配合”关系将足球定位到球门正前方11米位置,如下图。

                 

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启用Motion

启用SOLIDWORKS Motion插件,在运动算例中,将类型改为Motion。

                 

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仿真模拟与计算

使用SOLIDWORKS Motion仿真模拟足球贴横梁飞入门球时,需要考虑重力、实体接触,然后添加足球速度。

重力:通过“引力”功能增加重力效果,添加时注意引力的方向符合实际情况;

实体接触:通过“接触”功能防止足球在运动过程中穿透球场和球门,本例中不需要考虑材料和摩擦;

足球速度:给足球增加45度基准面,模拟沿着45度方向起球,在该平面上添加“线性马达”,设定相应速度。

                 

添加完毕后,运行计算,查看运动效果,足球速度不同,运动轨迹不同,然后调整足球速度,直至足球贴横梁飞入门球,从而得到足球的速度。

                 

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绘制足球运动轨迹

实现足球贴横梁飞入门球后,可通过“结果和图解”功能绘制足球运动轨迹。选择足球中心为参考点,选择“位移/速度/加速度”,“跟踪路径”,软件自动绘制运动轨迹,点击“从头播放”,可以看到足球沿着运动轨迹运动。

来源:三维机械设计工程师
电源材料渲染
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-01-10
最近编辑:1年前
SOLIDWORKS艾金米
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