基于关联设计的压缩弹簧动画制作

    用常规方法很难实现弹簧等非刚性物体变形的动画制作。文献采用SolidWorks中VBA接口介绍了由圆弧和直线构成轮廓的弹簧封闭型凸轮机构动画制作方法。这里采用基于关联设计，可以实现任意形状凸轮机构弹簧变形的动画制作。

    在三维设计软件中，是弹簧截面轮廓沿着螺旋曲线扫描而成。弹簧变形整个过程中要求圈数保持不变，而有效圈数部分的高度变化，螺距随着高度改变。因此制作弹簧变形动画的关键是改变螺旋线的高度。在SolidWorks中，可以采用关联设计方法改变弹簧高度来实现弹簧动画。

    1两端并紧弹簧造型

    在前视基准面中分别建立草图1和草图2,如图1所示。草图1中的直线一个端点在坐标原点，设里水平约束，其长度为弹簧中径的二分之一，可以用尺寸标注约束其长度。草图2中的直线的一个端点在坐标原点，设置竖直约束，其长度为弹簧自由状态下有效长度值，但不要标注尺寸。建立扫描曲面特征，以草图1为轮廓，草图2为路径，在选项的方向扭转类型中选择沿路径扭转.度数为弹簧有效圈数乘以360°.如图2所示。

   

    在上视基准面上绘制圆形草图3，以草图3建立螺旋彗夕涡状线1，圈数为弹簧并紧圈数，螺距为压并高度除以并紧圈数，旋转方向选择逆时针。

    以草图2中点2(不在坐标原点的端点)为参考点和上视基准面为参考，以点和平行平面方式建立基准面1。在基准面1上绘制圆形草图4。以草图4建立螺旋线/涡状线2，圈数和螺距同螺旋线/涡状线1，旋转方向选择顺时针。

   

    由螺旋线/涡状线1,2和螺旋曲面边线建立组合曲线。为了不影响视觉效果，将绿旋曲面隐藏。在前视基准面上绘制一圈形草图5，圆心位于螺旋线边线上。以草图5为轮廓，组合曲线为路径，建立实体扫描特征，生成弹簧实体。

    最后建立弹簧两端磨平特征。分别以上视基准面和基准面1为参考，距离为参数建立两基准平面，在此基准平面上绘制草图，用拉伸切除来完成弹簧两端磨平特征。

   

    2关联约束条件设置

    以弹簧封闭型弹簧机构为例来说明基于关联设计进行弹簧动画模拟方法。凸轮机构如图3所示，在凸轮绕着固定轴旋转时，推动推杆作上下往复运动，弹簧保证推杆与凸轮接触。