2016/11/21

動力學模擬的自由度

一般習慣上我們多會用直角座標系(X,Y,Z)來描述物件在空間中的自由度,包括有三個平移方向跟三個旋轉方向總共六個自由度。

我們在組合環境中進行設計時,加上的約束條件主要目的就是在限制元件的某些自由度,例如面的齊平或貼合可以限制住一個平移跟兩個旋轉自由度,所以當由組合設計環境轉換到動力學模擬中時,機構就剩下兩個平移加一個旋轉的自由度。

針對每個自由度,動力學模擬中有三個頁籤進行可以設定
第一個頁籤是初始狀態,包括有初始位置、初始速度,上下極限位置與碰到上下極限時的彈簧係數跟阻尼係數可以設定。
第二個頁籤是連結作用力,這個作用力是跟自由度方向平行的作用力,包含四種力量:一般作用力、阻尼作用力、彈簧作用力跟乾摩擦作用力。
相對連結作用力,另外有一個外部作用力可以指定在任意方向在任意幾何點或面上,可以產生不同的作用。
第三個頁籤是強制運動,可以指定位置、速度或加速度的時序關係,只要設定其中一項,另外兩項會自動微分或積分計算出來。

在一般的自由度中大概必需要設定的是第二個頁籤連結作用力,尤其是摩擦,有相對運動就幾乎一定有摩擦,差別只是大跟小;若是高速運動或在液體中運動,阻尼係數就會有很重要的影響。

針對旋轉自由度單位會改變成對應的角度、力矩等。

組合機構設計中的重點就是要給予正確的約束,以留下正確的自由度。

重點:每一個元件*1最多有6個自由度,包括3個平移與3個旋轉,最少0個(不會動)。

註1:在Inventor中1個元件可能是單一零件,或由多個零件組裝而成的組合件。

沒有留言:

張貼留言