Расчетная схема динамической системы машины
Рис. 2. Расчетная схема динамической системы машины (базовое шасси №2 с механизмом №19)
Описание расчетной схемы
На расчетной схеме условно в виде стержней показываются звенья механизма, т.е. отдельные твердые тела, которые имеют подвижность относительно соседних тел механизма. Линии стержней, как правило, располагают параллельно осям соответствующей локальной (т.е. связанной с данным телом) прямоугольной декартовой системы координат. В то же время вся механическая система рассматривается в инерциальной, т.е. неподвижной, глобальной, связанной с Землей, системе координат X0Y0Z0.
Для механической системы всех все угловые координаты (начальные значения) имеют нулевые значения, поэтому оси всех локальных систем координат будут располагаться параллельно соответствующим осям инерциальной системы координат.
Тела Фохта (упруго-вязкие связи, моделирующие элементы ходового оборудования машины) соединяют опоры тел базового шасси с грунтом, они условно изображаются в виде соединенных параллельно пружины и поршня. Шарниры, имеющие одну степень свободы, изображены: вращательный
и
поступательный
Расположение осей шарниров на схеме соответствуют рисункам исходных данных.
На схеме также показаны центры масс всех тел, приложенные к ним силы тяжести Gi, массы mi.
Модель спроектированного механизма (машины)
Рис. 3. Модель спроектированного механизма.
Для того, чтобы соединить модели шасси и рабочего механизма, добавляем к блоку Body (шасси) дополнительную точку присоединения CS6. Затем, точку CS6 блока Body присоединяем к блоку Revolute (механихз). Получаем общую модель машины.
Описание блоков схемы:
1. Блоки твердых тел (Bodies):
а) Блок Body представляет собой твердое жесткое тело (отдельное звено механизма, движения которого моделируются) с определенными пользователем параметрами;
б) Блок Ground представляет собой неподвижную стойку (основание), жестко связанную с абсолютной инерциальной системой координат Земли;
с) Блок Machine Environment представляет собой настроечный блок параметров механической среды моделирования для машины (механизма).
2. Блоки шарнирных сочленений (Joints):
а) Блок Prismatic обеспечивает одну поступательную степень свободы тела Follower (последователь) относительно тела Base (основание).
б) Блок Revolute обеспечивает одну вращательную степень свободы тела, следующего за блоком Revolute вокруг оси, заданной на вкладке Axes окна настройки блока в виде вектора [X Y Z], аналогично блоку Prismatic;
с) Блок Bushing – это блок наиболее общего шарнирного сочленения двух тел, обладающего максимально возможными шестью степенями свободы.
3. Блоки связи механических блоков SimMechanics
с обычными S-блоками Simulink:
а) Блок Body Sensor позволяет в общем случае измерить следующие характеристики движения точки тела, к порту которой он присоединен.
4. Блоки упруговязких элементов Force Elements:
б) Блок Body Spring & Damper моделирует соединение двух точек двух тел упруговязким элементом.
Описаны только те блоки, которые используются при построении моделей рабочего механизма и базового шасси.
Соединив, модель шасси с моделью механизма, получим общую модель спроектированного механизма.