2.4 Порядок выполнения работы

После постановки задачи и определения цели исследования, начинается этап моделирования, непосредственно в самой оболочке EULER.

Рекомендуется использовать следующую последовательность действий при моделировании:

1. Создать геометрические объекты (тела, линии, точки)

2. Создать звенья

3. Прикрепить геометрические объекты к звеньям

4. Задать кинематические связи между звеньями при помощи шарниров

5. Если нужно, задать силовые взаимодействия

6. Задать силу тяжести(если необходимо)

7. Задать функции движения

8. Установить приводы и силовые элементы

9. Задать программное движение

10. Выбирать инерциальное (неподвижное) звено

11. Переключиться в режим исследования

12. Исследовать систему

• Наблюдение динамики движения

• Вывод графиков датчиков

• Вывод численных значений датчиков

2.4.1 Создание геометрических объектов (тела, линии, точки)

1. Запускаем EULER и создаем новый проект. Для чего следует нажать кнопку на панели инструментов программного комплекса или выбрать командуАрхив / Новый проект. После этого большую часть места на экране в главном окне EULER будет занимать окно Вид проекта. В данном окне содержатся только базовые вектора мировой системы координат. Справа от окна располагается окно Панель объектов, слева - окно Справочник проекта. Проект находится в режиме редактирования.

2. Создаем базовые точки маятника. Точки в EULER можно создавать двумя способами: выбрать один из методов создания точек с указанием точных координат или нанести точки непосредственно в окне Вид проекта при помощи мыши. В первом случае используются методы Точка в декартовых координатах проекта, Точка в цилиндрических координатах проекта и т.д. В дальнейшем координаты точек можно изменить.

3. На данном шаге можно формировать твердые тела, из которых будет состоять наша система.

Создадим цилиндр. Для этого в окне Панель объектов следует выбрать пиктограмму твердых тели нажать кнопку создания нового объекта. Из появившихся пиктограмм методов создания тел выбираем цилиндр. На экране появляется окноРедактор объектов с параметрами, которые необходимо задать для формирования цилиндра. В качестве базовых точек цилиндра выбираем (можно указать прямо в окне Вид проекта) созданные нами ранее точки point1 и point2. Задаем радиус цилиндра , массу , а затем в окне Редактор объектов нажимаем кнопку завершения создания объекта. После этого в окне Вид проекта появится изображение цилиндра. Выполняя аналогичные действия, можно создать сферу, тела выдавливанияи вращения.

2.4.2 Создание звеньев

Теперь необходимо создать звенья и прикрепить к ним сформированные твердые тела. Выбираем в окне Панель объектов пиктограмму звеньеви нажимаем кнопку создания нового объекта. Появляется окноРедактор объектов с параметрами создаваемого звена (цвет и видимость). После выбора значений, нажимаем кнопкув окнеРедактор объектов для подтверждения создания звена. После этого открывается окно прикрепления объектов к созданному звену. Чтобы прикрепить созданные тела к звену, указываем их по очереди в окне Вид проекта. После прикрепления тела к звену цвет этого тела на экране меняется на цвет звена. Закрываем окно прикрепления объектов к звену. Аналогичным образом создаем остальные звенья.

2.4.3 Прикрепление геометрических объектов к звеньям

Чтобы прикрепить созданные тела к звену, указываем их по очереди в окне Вид проекта. После прикрепления тела к звену цвет этого тела на экране меняется на цвет звена. Закрываем окно прикрепления объектов к звену. Аналогичным образом создаем остальные звенья.

2.4.4 Задание кинематических связей между звеньями при помощи шарниров

Следующим шагом создания механизма будет формирование вращательного шарнира. Выбираем в окне Панель объектов пиктограмму шарниров и нажимаем кнопку создания нового объекта.

Из появившихся пиктограмм методов создания шарниров выбираем необходимую.(Например пару вращения ) Появляется окноРедактор объектов с параметрами, которые необходимо задать для определения пары вращения. Указываем обязательные параметры вращательного шарнира.

Объекты, которые не удается выбрать на виде проекта, можно указать в окне Справочник проекта.

Для вращательного шарнира программный комплекс автоматически создаст датчик угла поворота относительно начального положения с именем gamma. Полное имя датчика - joint1.gamma. Так как этот датчик является внутренним объектом шарнира, его полное имя содержит точку и имя родительского объекта.

2.4.5 Задание силовых взаимодействий

Все возможные в EULER силовые взаимодействия доступны на кнопке силовых элементовПанели объектов.

2.4.6 Задание силы тяжести

Для создания объекта типа гравитационное притяжение, необходимо выбирать в окне Панель объектов пиктограмму гравитации и нажать кнопку создания нового объекта. Появляется окноРедактор объектов с параметрами создания гравитации. Обязательным является один параметр, определяющий направления силы тяжести. Второй параметр - ускорение. Он имеет значение по умолчанию, равное 9,81[m/s2]. В качестве направления силы тяжести укажем направление «вертикально вниз». Такого вектора в проекте нет и мы создадим его по месту. Для этого следует нажать кнопку создания новогообъекта в окнеРедактор объектов или в окне Панель объектов и выбрать метод создания вектора, противоположного заданному. В качестве заданного вектора указываем (в окне Вид проекта или в окне Справочник проекта) вектор projectY. После этого два раза нажимаем кнопкув окнеРедактор объектов для подтверждения создания вектора и гравитации.

2.4.7 Задание функции движения

Для программного движения элементов, необходимо задать функциональные выражения. На Панели объектов выбирается кнопка функций , за которой скрываются все возможные функции. Например, для задания простейшего(синусоидального) закона движения, выбирается вкладка синусоиды, и указываются необходимые(с учетом размерности) значения колебаний.

2.4.8 Установка приводов и силовых элементов

Для программного движения необходимы приводы. В программном комплексе EULER доступны приводы с тремя типами реализации движения: по силе, по силе по линии привода, и по моменту (рисунок 2).

Рисунок 2

После выбора необходимого привода, следует диалог Редактора объектов, в котором указываются взаимодействующие звенья и точки приложения сил и моментов.

2.4.9 Задание программных движений

Для того, чтобы задать программное движение, необходимо связать приводы с функциями и по необходимости указать события(изменения в ММС в процессе ее функционирования – начало или конец какого либо процесса)

На Панели объектов выбирается пиктограмма , после чего следует дальнейший выбор каналов, приводов, функций и датчиков, используемых в программном движении.

Если какое либо движение необходимо начать или закончить в определенное время(или при определенном значении какого либо параметра), сначала определяются изменения механизма , а затем событие, при котором это изменение должно произойти.

2.4.10 Выбор инерциальных (неподвижных) звеньев

Заключительным шагом создания механизма является указание инерциального звена, которое считается неподвижным. Для этого выбираем команду Проект / Инерциальное звено. В появившемся специальном окне в качестве инерциального указываем звено, которое в системе является неподвижным.

2.4.11 Переключение в режим исследования

Для начала исследования созданного механизма, следует нажать кнопку наПанели инструментов программного комплекса или выбрать команду Проект / Исследование проекта. После чего проект переходит из режима редактирования в режим исследования. Открываем окно Значения датчиков и помещаем в него датчик. Кроме того, открываем окно Графики датчиков и помещаем в него тот же датчик. Чтобы включить визуализацию сил в окне Вид проекта, проведем их расчет. Для этого следует нажать кнопку на панели инструментов программного комплекса или выбрать командуПроект / Расчет сил и ускорений. Включаем визуализацию сил, действующих на звено ”.

2.4.12 Исследование системы

Чтобы запустить расчет динамики движения механизма, следует нажать кнопку на панели инструментов программного комплекса или выбрать командуПроект / Расчет динамики движения.

Движение маятника можно наблюдать в окне Вид проекта. Здесь стрелками изображены силы, действующие на звенья. Одновременно с этим в окне Значения датчиков отображается текущее значение угла поворота, а в окне Графики датчиков строится график зависимости значения датчика от времени (рисунок 3).

Рисунок 3