机械运动仿真和有限元分析技术
运动仿真技术
精心整理一SW运动仿真1.简介二十世纪八十年代以来，设计工程中首次使用计算机辅助工程（CAE）方法后，有限元分析（FEA）就成了最先被广泛采用的模拟工具。
多年来，该工具帮助设计者在研究新产品的结构性能时节约了大量时间。
由于机械产品日渐复杂，不断加剧的竞争加快了新设计方案投入市场的速度。
设计者迫切感到必须使模拟超出FEA的局限范围，除使用FEA模拟结构性能外，还需要在构建物理原型之前确定新产品的运动学和动力学性能。
用。
2.程序会CAD何体发生改变时，可在几秒内更新所有结果。
图4为急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉。
图4急回机构中滑杆和驱动连杆之间的干涉运动模拟可在短时间内对任何复杂程度的机构进行分析，可能包含刚性连接装置、弹簧、阻尼器和接触面组。
如雪地车前悬架、健身器、CD驱动器等的运动。
图5复杂机构的运动仿真除机构分析外，设计者还可通过将运动轨迹转换成CAD几何体，将运动模拟用于机构合成。
例如，设计一个沿着导轨移动滑杆的凸轮，用运动仿真生成该凸轮的轮廓。
首先将所需滑杆位置表达为时间和滑杆在旋转凸轮上移动轨迹的函数，然后将轨迹路径转换为CAD几何体，以创建凸轮轮廓。
图6滑杆沿导轨移动的位移函数图7滑杆沿旋转盘移动绘制的凸轮轮廓设计者还可将运动轨迹用于很多用途，例如，验证工业机器人的运动、测试工具路径以获取选择机器人大小所需的信息，以及确定功率要求。
图8工业机器人在多个位置之间的移动运动模拟的另外一项重要应用是模拟零部件之间的碰撞和接触，以研究零部件之间可能形成的缝隙，得出机构的精确结果。
例如，通过模拟碰撞和接触，可以研究阀提升机构中凸轮和曲线仪（摇杆）之间可能形成的缝隙。
3.将运动仿真与FEA结合想了解运动仿真和FEA在机构仿真中如何结合使用，首先要了解每种方法的基本假设。
FEA是一种用于结构分析的数字技术，已成为研究结构的主导CAE方法。
它可以分析任何固定支撑的弹性物体的行为，此处弹性是指物体可变性。
六自由度机器人运动学及主要构件的有限元分析
第6期2021年2月No.6February ，2021六自由度机器人运动学及主要构件的有限元分析摘要：文章以六自由度机器人为研究对象，根据实际的作业情况，对机器人进行运动学分析以及主要构件的有限元分析。
运动学分析分为正运动学分析和逆运动学分析，解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。
有限元分析主要是机械系统静力学分析。
对主要构件建立模型、模型简化、网格划分，根据危险工况的受力情况，分析了各构件的应力、形变等性能，确保结构设计合理。
对于工业机器人机械结构、传动等方面，运动学和有限元分析能够判断整机设计是否达到设计目标，对结构件的优化设计具有重要的意义。
关键词：六自由度；机器人；运动学；有限元分析中图分类号：TP242.2文献标志码：A 程锴（南京以禾电子科技有限公司，江苏南京210039）作者简介：程锴（1981—），男，江苏南京人，工程师，硕士；研究方向：电子产品总体结构设计。
江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information引言在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，很多先进的技术手段被广泛应用在各个领域中［1］。
特别是机器人在工业中得到广泛的应用，在实际运行过程中，类似于码垛搬运的六自由度机器人在搬运货物中节省大量劳动力，但安全性与可靠性一直备受考验。
因此，本文主要对六自由度机器人进行运动学和静力学分析［2］。
机器人运动学研究解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。
运动学方程是进行机器人位移分析的基本方程，也称为位姿方程。
机器人运动学分为正运动学分析和逆运动学分析。
正运动学是机器人运用各个关节角度、各个构件车长度等已知条件来判断末端执行器在三维空间中的位置；而逆运动学正好相反，它解决的是机器人需要如何运动才能使得末端执行器到达指定位置这一问题。
静力学分析用来分析结构在给定静力载荷作用下的响应。
运动仿真技术
一SW运动仿真1.简介二十世纪八十年代以来，设计工程中首次使用计算机辅助工程（CAE）方法后，有限元分析（FEA）就成了最先被广泛采用的模拟工具。
多年来,该工具帮助设计者在研究新产品的结构性能时节约了大量时间.由于机械产品日渐复杂,不断加剧的竞争加快了新设计方案投入市场的速度。
设计者迫切感到必须使模拟超出FEA的局限范围,除使用FEA模拟结构性能外，还需要在构建物理原型之前确定新产品的运动学和动力学性能.运动仿真（又称刚性实体动力学）提供了用于解决这些问题的模拟方法，并很快得到了广泛应用。
2.用于机构分析与合成的运动仿真假设设计者要设计一个用于绘制各种椭圆的椭圆规。
在CAD装配体中定义配合后，便可使模型活动起来，以查看机构零部件的移动方式。
虽然装配体动画可以显示装配体零部件的相对运动，但运动速度却没有意义,要得出速度、加速度、驱动力、反馈力、功率要求等结果，设计者需要一个更强大的工具，运动仿真便应运而生了。
图1 CAD动画制作器模拟的处于不同位置的椭圆规运动仿真可以提供运动机构所有零部件的运动学性能(包括位置、速度和加速度）和动力学性能（包括驱动力、反馈力、惯性力和功率要求)的完整量化信息。
更重要的是,不用耗费更多时间就可以获得运动仿真结果。
因为执行运动仿真所需的所有内容都已在CAD装配体模型中定义好了,只需将它传输到运动仿真程序即可.在椭圆规案例中，设计者只需确定马达的速度，要绘制的点以及希望查看的运动结果。
程序会自动执行其余的内容，无需用户干预，程序会自动用等式描述机构运动。
数字解算器会很快解算出运动方程式,包括所有零部件的位移、速度、加速度、接点反作用力和惯性载荷以及保持运动所必需的功率的完整信息。
(图2）图2 由运动模拟器计算的椭圆规线速度和马达功率翻转滑杆机构运动模拟是机械运动学常见示例.为了获得曲柄以匀速旋转时摇臂的角速度和加速度，可以使用多种分析方法来解决该问题。
学生最常使用的是复数方法.但“手动”解决此类问题需要进行大量的计算，耗费时间.且滑杆的形体发生改变，整个计算过程都需从头再来。
机械工程中的数值计算与有限元分析
机械工程中的数值计算与有限元分析随着科学技术的发展，数值计算方法在机械工程中变得越来越重要。
机械工程师们通过数值计算，可以更准确地预测和分析各种运算，从而帮助他们设计更高效、更可靠的机械系统。
在机械工程中，数值计算主要用于模拟和分析各种物理现象。
其中，有限元分析是一种广泛应用的数值计算方法。
有限元分析通过将复杂的连续体分割成许多小的离散单元，然后以数值方法求解这些单元的行为，从而近似求解整个物体的行为。
有限元分析可以用于解决各种力学问题，如结构分析、热传导分析和流体力学分析等。
在有限元分析中，首先需要将要分析的物体划分成许多离散的单元。
这些单元可以是一维、二维或三维的，根据实际情况来确定。
然后，通过应力平衡、热传导方程和流体力学方程等，建立每个单元内部的力学模型。
接下来，通过数值方法求解单元之间的边界条件和相互作用，从而得到整个物体的行为。
在有限元分析中，广泛使用的数值方法有有限差分法、有限体积法和有限元法等。
其中，有限元法是最常用的数值方法之一。
有限元法将连续体分割成许多小的单元，在每个单元上建立一个适当的数学模型，并将这些模型组合成整个物体的数学模型。
然后，通过数值方法求解这个数学模型，得到物体的应力、应变、温度等重要信息。
有限元分析在机械工程中的应用非常广泛。
例如，在结构分析中，有限元分析可以帮助工程师验证和改进结构的强度和刚度。
工程师可以通过建立合适的力学模型，分析结构在外力作用下的应力分布和变形情况，并进一步评估结构的耐久性和安全性。
在流体力学分析中，有限元分析可以用于模拟流体在复杂空间中的运动和交互。
工程师可以根据流体力学方程，建立合适的数学模型，并通过求解这个模型来分析流体的压力、速度和温度等重要参数。
除了有限元分析，机械工程中的数值计算还有很多其他应用。
例如，工程师可以使用有限差分法来解决一些偏微分方程。
有限差分法通过将空间和时间离散化，将偏微分方程转化为一组代数方程，并通过迭代求解这组方程，得到偏微分方程的数值解。
机械系统运动方案及结构分析
机械系统运动方案及结构分析机械系统运动方案及结构分析机械系统运动方案及结构分析是工程力学领域中的一个重要分支，它主要关注机械系统中的运动规律、力学原理以及结构设计，以期能够实现机械系统的高效运行和优化设计。
本文将从运动方案和结构分析两方面来详细介绍机械系统运动方案及结构分析的相关内容。
一、机械系统运动方案机械系统是指由多个零部件组成的、用于执行某种特定任务的机器设备。
如何让机械系统按照预定的轨迹进行运动，成为了进行运动方案设计的核心问题。
在进行机械系统运动方案设计时，需要考虑的因素包括运动稳定性、运动周期、运动轨迹、动力传递等问题。
1、运动稳定性运动稳定性是指机械系统在运动过程中能够保持平稳、无抖动的状态。
在机械系统设计过程中，运动稳定性是一个至关重要的因素，因为机械系统的不稳定运动不仅会影响其工作效率，还会对外部环境造成不良影响。
机械系统的运动稳定性可以通过对系统的动态响应进行分析来评估，动态响应的分析需要考虑系统中涉及的所有零部件的动态特性，如刚度和阻尼等。
2、运动周期机械系统的运动周期是指机械系统从开始到结束的一个完整运动过程所需的时间。
运动周期通常与机械系统的工作时间、生产效率密切相关，因此在运动方案设计过程中需要充分考虑。
运动周期的设计需要对机械系统的动力学性能进行分析，包括对机械系统的加速度、速度和位移等参数的计算。
3、运动轨迹机械系统的运动轨迹是指机械系统在运动过程中机械零部件运动的具体路径和方式。
不同的机械任务需要不同的运动轨迹来完成。
例如，对于数控机床来说，需要确保自动换刀的稳定运行，需要设计合适的自动刀具换向轨迹。
运动轨迹的设计需要考虑机械系统的运动范围、机构的工作方式以及机械零部件之间的相互作用等问题。
4、动力传递机械系统的动力传递是指机械系统中的动力信号传递过程，例如电机的驱动力信号传递到齿轮等机械零部件上。
在机械系统的运动方案设计过程中，动力传递是不可忽略的一个因素。
机械系统运动稳定性、运动周期、运动轨迹等因素都离不开动力传递的支撑。
新型升降平台的运动仿真和有限元分析
２０１６年 ４月
新型升 降平台的运 动仿真和有 限元分析
李 乐毅
（四川建筑职业技术学 院 机 械工 程系 ，四川 德 阳 ６１８０００） 摘 要 ：宽厚板压平机通常选用 四连杆平 面升降机构作为其升降平台 ，不仅平 台的本体笨 重 ，而且升降时十分容易 出 现倾斜事故 。所 以根据依托 项 目，参 照主要运 用于轻载的剪叉式升降平台 ，并考 虑到重载时的特点 ，进而研发 出了能应用 于大型宽厚板压平机 的新型剪叉式升 降平 台 ，并对其进行 了运动仿真和有 限元分析 。 关键词 ：升降平台 ；运动仿真 ；有限元 中图分类号 ：ＴＦ３４１．９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１６７２—４８０１（２０１６）０２—０６６—０４
ｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＲｏｂｕｓｔ ａｎｄ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｃｏｎｔｒｏ１．２００６，１６（１０）：４８５—５０３． ［６】骆德渊 ，刘荣 ，李纪文 ．采用模糊逻辑 的移动机器人轨迹跟踪［Ｊ］．电子科技大学学报 ，２００８，３７（６）：９４３—９４６． ［７】袁安富 ，沈思思 ，余莉 ，等 ．基于 ＡＤＡＭｓ和 ＭＡＴＬＡＢ的喷涂机器人运 动仿真研究 ［Ｊ】．组合机床 与 自动化加 工技术 ，２０１４
参 考 文 献 ： 【１】郝 铁文 ．宽厚板压平机技术发展与进步ｌＪ１．一重技术 ，２０１ １（５）：１７—２０． 【２】胡正寰 ，夏巨谌 ．金属 塑性成形手册上［Ｍ】．北京 ：化学工业 出版社 ，２００９． 【３】乞英焕 ，董为 民，孙健 ，等 ．对称驱动剪叉液压升降平 台的动力学 『Ｊ１．新技术新工艺 ，２０１３（５）：４０—４１ ［４］陈定方 ，罗亚波 ．虚拟设计［Ｍ］．北 京 ：机械工业版社 ，２００７． 【５】李增刚 ．ＡＤＡＭＳＡ Ｉ＇］详解与实例【Ｍ】．北京 ：国防工业 出版社 ，２００６． ［６】孙光旭 ，袁端才 ．液压剪叉式升降 台的动力学仿真［Ｊ】．系统仿真学报 ，２０１０（１ １）：２６５０—２６５３． 【７】哈尔滨工业大学机械原理教研室 ．机械原 理【Ｍ】．北京 ：高等教育 出版社 ，２０００：ｌ１—１６． 【８】陈立周 ．机械 优化设计 方法 ［Ｍ】．第 ２版 ．北京 ：冶金工业 出版社 ，２００５．
机械系统的动力学特性分析与仿真
机械系统的动力学特性分析与仿真在现代工程领域中，机械系统的动力学特性分析与仿真是一项重要的技术。
它可以帮助工程师们更好地了解和预测机械系统的运动行为，为设计和优化机械系统提供可靠的依据。
本文将从理论与实践两个方面介绍机械系统的动力学特性分析与仿真。
一、动力学特性分析机械系统的动力学特性包括质量、惯性、刚度、阻尼等。
这些特性能直接影响机械系统的运动响应和稳定性。
在动力学特性分析中，常用的方法有质量矩阵法、阻尼矩阵法和刚度矩阵法等。
质量矩阵法利用质量矩阵描述机械系统各个部分的质量分布情况，并通过矩阵运算得到系统的动力学方程。
通过分析质量矩阵可以得知机械系统的质量分布情况，为设计优化提供依据。
阻尼矩阵法则通过对系统进行阻尼特性分析，得到系统的阻尼矩阵。
阻尼矩阵可以反映机械系统的阻尼分布和阻尼能力，对减少系统振动与噪音具有重要作用。
刚度矩阵法通过分析机械系统的刚度分布情况，得到系统的刚度矩阵。
刚度矩阵能反映机械系统的刚度分布和变形特性，为系统的优化设计提供依据。
二、动力学仿真动力学仿真是通过计算机建立机械系统的数学模型，并利用数值计算方法求解动力学方程，从而模拟机械系统的运动行为。
动力学仿真可以有效地预测机械系统的响应和稳定性，为系统的设计和优化提供指导。
在动力学仿真中，常用的方法有多体系统仿真和有限元分析。
多体系统仿真是通过建立各个部件之间的动力学联系，构建机械系统的数学模型。
通过求解模型的动力学方程，可以得到系统的运动轨迹和响应。
多体系统仿真在车辆动力学、机械振动与噪声等领域得到广泛应用。
有限元分析将机械系统分割成有限个单元，每个单元具有特定的材料和几何性质。
通过求解单元之间的力平衡方程，可以得到机械系统的运动行为。
有限元分析在结构强度、疲劳分析等方面具有重要应用。
三、实例分析以汽车悬挂系统为例，介绍动力学特性分析与仿真的应用。
汽车悬挂系统通过减震器和弹簧等组件，为车身提供舒适的行驶环境。
在悬挂系统的设计过程中，需要对系统的动力学特性进行分析与仿真。
UG有限元分析学习(报告)
基于ＵＧ的机械优化设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机械1083班学号：201013090312学生姓名：谢铮指导教师：彭浩舸2013年6 月13 日基于ＵＧ的机械优化设计通过U G对机械零件进行初步建模, 然后根据实际情况把设计模拟成有限元模型, 最后用结构分析模块对其进行优化设计, 既可减少产品的设计周期, 又节约了生产成本, 提高了企业的竞争力。
本课程我们主要对机械运动仿真和有限元分析技术概念、和有限元分析软件使用过程有所了解，以及对UG机械运动仿真和有限元分析使用案例进行分析，更多是需要我们课后的自主学习！下面是学生谢铮对这本课程的理解和认识。
一、机械运动仿真1.1机械运动仿真的概念机械运动仿真是指对于某个待研究的系统模型建立其仿真模型，进而在计算机上对该仿真模型研究的过程。
所以机械运动仿真是通过对系统模型的实验去研究一个真实的系统。
1.2机械运动仿真的应用机械运动仿真作业一门新兴的高科技技术，在制造业产品设计和制造，尤其在航空、航天、国防及其他大规模复杂系统的研制开发过程中，一直是不可缺少的工具，它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大的作用。
在从产品的设计、制造到测试维护的整个生命周期中，机械放着技术贯穿始末。
1.3 一般操作流程及说明⑴建模和装配及了解其工作原理。
⑵建立运动仿真环境。
⑶定义连杆。
⑷定义运动副，其操作分为三步：a)选择运动副要约束的连杆。
b)确定运动副的原点。
c)确定运动副的方向。
⑸定义运动驱动，运动驱动是赋在运动副上控制运动的运动副参数。
⑹仿真解算。
⑺仿真的结果的输出与后处理。
主要是运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出，进行人为的机构的运动特性分析二、有限元分析技术2.1有限元分析的概念有限元分析是应用有限元法辅助产品设计开发，提高产品的可靠性。
有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法，将研究对象离散成有限个单元体，单元之间仅在节点处相连接，通过分析得到一组代数的方法，进而求得近似解。
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机械运动仿真和有限元分析技术
（浙江大学城市学院机电0905）
【摘要】本文主要对机械运动仿真和有限元分析技术概念、机械运动仿真和有限元分析软件使用过程有所了解，以及对PROE机械运动仿真和有限元分析使用案例进行分析
【关键词】机械运动仿真有限元分析 PROE案例
一、引言
目前，许多国内外的大型辅助设计软件，都包含了机械装配和运动学仿真的功能模块，例如PTC的Pro／Engineer，SDRC的1一DEAS，MATRA的EUCl ID软件及DES的UG等。
机械产品的运动分析和仿真已经成为计算机辅助工程(CAE)
中不可缺少的重要环节，同时也成为机械设计的必经过程。
进行机械产品设计时，通常要进行机构的运动分析，以此来验证机构设计的合理性和可行性。
机构运动仿真技术就是通过对机构添加运动副、驱动器，使其运动起来，以实现机构的运动模拟。
此外，运用机构中的后处理功能可以查看当前机构的运动，并且可以对机构进行运动速度、轨迹、位移、运动干涉情况的分析，为研究机构模型提供方便。
在机械系统计算机辅助工程即MCAE领域内，根据数值分析求解机理和求解问题范围不同，常用的CAE技术有：有限元分析（FEA）技术；（固体力学范畴）计算流体动力学（CFD）分析技术；（流体力学范畴）刚体动力学分析（RBA）技术。
二、机械运动仿真和有限元分析技术概念
机械运动仿真技术是一种建立在机械系统运动学、动力学理论和计算机实用技术基础山的新技术，涉及建模、运动控制、机构学、运动学和动力学等方面的内容，主要是利用计算机来模拟机械系统在真实环境下的运动和动力特性，并根据机械设计要求和仿真结果，修改设计参数直至满足机械性能指标要求或对整个机械系统进行优化的过程。
机械运动仿真的过程如图：
通过机械系统的运动仿真，不但可以对整个机械系统进行运动模拟，以验证设计方案是否正确合理，运动和力学性能参数是否满足设计要求，运动机构是否发生干涉等还可以及时发现设计中可能存在的问题，并通过不断改进和完善，严格保证设计阶段的质量，缩短了机械产品的研制周期，提高了设计成功率，从而不断提高产品在市场中的竞争力。
因此，机械运动仿真当前已经成为机械系统运动学和动力学等方面研究的一种重要手段和方法，并在交通、国防、航空航天以及教学等领域都得到了非常广泛的应用。
机械系统的运动仿真可以采用VB、OpenGL、3D max、VC等语言编程实现，也可以使用具有运动仿真功能的机械设计软件（如ADMAS、Pro/E、EUCLID、UG、Solid Edge等）实现，而且，随着计算机软件功能的不断强大和完善，用软件进行运动仿真是一种省时、省力而用高效的方法，也是机械运动仿真发展趋势。
有限元分析技术，即CAE（Computer Aided Engineering），即计算机辅助工程。
它是计算机仿真技术的一大分支，是通过计算机程序建立仿真数学物理模型，并对其进行求解的技术。
CAE的覆盖范围很广，比如将教科书上的一个公式通过计算机编程后进行重复计算的简单过程，就属于CAE的范畴。
在这里，我们通常所说的CAE是指工业级的CAE，即通过一系列的工具和求解器对工程结构进行数值仿真的技术。
CAE出现和发展的三大条件：数值分析方法；计算机仿真分析软件，计算机
机械运动仿真步骤示意图
硬件。
上个世纪四十年代，第一台计算机问世，同时也拉开了CAE的序幕。
到了上世纪五十年代末、六十年代初，有限元法被提出。
在很长一段时间内，由于文化上的阻力和自身能力的限制，CAE技术在工程领域一直出于配角的位置，不能完全被人们接受。
直到上世纪八、九十年代，随着电子计算机的日益普及和数值分析在工程中的作用日益增长，以及许多优秀的大型的商业化CAE软件的不断涌现和走向成熟，CAE技术衍生出许多分支并成为工程分析中必不可少的工具。
有限元分析方法的分类在机械系统计算机辅助工程即MCAE领域内，根据数值分析求解机理和求解问题范围不同，常用的CAE技术有：
有限元分析（FEA）技术；（固体力学范畴）计算流体动力学（CFD）分析技术；（流体力学范畴）刚体动力学分析（RBA）技术
机构运动分析模块(Mechanism)是Pro／ENGINEER Wildfire中一个集运动仿真和机构分析于一身的功能强大的模块。
利用该模块，当各个零部件通过装配模块组装成一个完整的机构以后，设计师就可以在Pro／ENGINEER中直接启动机构运动分析模块，根据设计意图定义机构中的连接、设置伺服电机，然后运行机构分析，观察机构的整体运动轨迹和各零件之间的相对运动，以检测机械的干涉情况。
而且，利用该模块，设计师还可以进行各种的测量工作，并把分析结果保存成影片的形式。
三、PROE机械运动仿真和有限元分析使用案例进行分析
机构运动仿真是在P 0／E系统的装配模式中进行的，其Mech—anism功能专门用来处理装配件的运动仿真。
机构运动仿真的设计过程如图1所示，主要可分为以下几个总体方案设计主要是利用已知条件，以及希望达到的目的或机械应实现的功能，进行机械的全局设计，在头脑中构思形成比较完善的设计方案。
建立运动模型是指进行机械各部分的具体设计，首先确定各零件的形状、结构、尺寸和公差等，并在计算机上进行二维绘图和三维实体造型，然后通过装配模块完成各零件的组装，形成整机。
装配是运动仿真的前提保障，装配关系的正确与否直接影响着运动仿真的结果，装配前首先要确定运动的各构件以及各构件之间的运动副。
确定好各构件及各构件之间的运动副之后，即可通过选择构件和运动副组成机构，最后由各机构组成整机。
并为仿真作准备。
设置运动环境是定义机械系统运动所必需的各种条件，比如．运动的动力源，初始位置和状态等。
在复杂的机械系统中，要定义多重的动力驱动，并要定义不同驱动之间的大小方向等的关系，还要约束机构的最大和最小运动极限，使系统能在合理的范围中运动。
在已建立运动模型的基础上，此步骤将赋予模型运动的属性。
系统将在此定义下完成要求的运动。
RBA就利用计算机辅助分析技术，进行对由各种连接形式刚体单元组成的机械系统的运动学、动力学分析，已确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度加速度，同时，通过求解代数方程确定引起系统及其各构件运动所需的作用力及反作用力。
RBA的应用是与虚拟样机技术密不可分的。
机械工程中的虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项CAE技术。
工程师在计算机上建立样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机试验。
分析运动机构是定义要分析的属性。
在PRO／M 中包括装配分析，速度
分析，静态分析，运动分析等多种分析类型。
通过对系统的各种动态分析，可迅速得到相关的信息，以此设计和完善构件。
获取分析结果是将分析的结果通过可视化的方法表现出来，主要包括运动回放，可分析干涉检验，运动包络等，还可测量系统中需要跟踪的参数，并将其变化趋势通过图表的形式直观的表现出来。
在整个机械系统运动仿真的过程中，各步骤之间并非绝对的线性或单方面，而是相互关联和影响的，通过分析反馈信息，完善运动模型，变化运动环境，以及分析的结
果对比，各步骤之间综合的调整和作用，才会使最终结果趋向满意
Pro／E机构运动仿真的主要工作就是完成装配和定义连接，添加驱动器，运动仿真和结果回放。
本文将以创建汽缸运动机构的运动仿真的过程为例，来介绍机械仿真设计的基本过程。
首先，将机构各元件使用三维实体建模模块创建后，存放在同一工作目录中。
创建元件连接使用浏览的方式打开如图2所示元件1，并在系统缺省位置固定此机架零件作为基础。
使用销钉的连接方式分别连接如图1所示的元件1和元件2，元件2和元件3，在元件3和元件4之间先用销钉连接，并再添加滑动杆连接。
如图3
添加驱动器①进入Mechanism模块。
②单击右工具箱中
的按钮，在系统打开的对话框中单击新建按钮，新建一个驱动器，并将该
驱动器安装在如图1所示的连接轴2处。
⑧选中轮廓选项卡，在规范分组框中选择速度选项，在模分组框中选择常数选项，并将A值设为“36”。
进行机构仿真①单击●按钮，在分析对话框中选择新建，打开分析定义对话框。
②在类型分组框中选择运动选项，在图形显示分组框中输入结束时间：“10”、帧频“10”、最小时间间隔：“O．1”。
③在分析对话框中单击确燕按钮，即可观察曲柄滑块机构的运动。
查看和分析仿真结果单击按钮，打开回放对话框，回放该机构的运动情况。
②
单击按钮，打开测量结果对话框，单击测量分组框中的按钮，弹出测量定义对话框。
在类型分组框选择速度选项，选择如图2所示的连接轴3上PNTO 点作为测量点。
⑧回到测量结果对话框中，在结果集中选择measure1并单击测量结果对话框中的按钮，可得到连接轴3上处的PNTO点的速度如图4所示。
从以上实例可以看出，Pro／E提供了完善的仿真功能，使得原来在二维图纸上难以表达和设计的运动变得直观和易于修改。
使用三维实体建模模块创建模型后，既可模拟模型的运动过程，分析机构的运动轨迹、位移以及干涉等问题，还可以将仿真的结果输出，生成MPEG、JPEG等格式的文件，帮助用户更好的完成机构设计，并且能够大大简化机构的设计开发过程，缩短其开发周期，减少开发费用，同时提高了产品质量.。