О телесном цвете и геометрии
Предупреждение
Это содержимое характерно для программного обеспечения Simscape™ Multibody™ First Generation. Функции первого поколения намечают, чтобы быть удержанными от использования и нужно избежать.
О телесном цвете: значение по умолчанию и пользовательский
Начальный цвет по умолчанию всех визуализируемых тел является красным. Можно изменить это значение по умолчанию или заменить его пользовательскими цветами для отдельных тел по одному. Для получения дополнительной информации смотрите Создание Внешнего Клиента Виртуальной реальности.
О геометрии тела: значение по умолчанию, стандарт, и пользовательский
Можно выбрать, как окно визуализации отображает тела в размере и форме (геометрия). Существует два доступных стандартных конфигураций:
Эквивалентный эллипсоид для каждого тела, на основе его массовых свойств и центра тяжести (CG) положение
Выпуклая оболочка для каждого тела, на основе его систем координат Тела (CSS)
Геометрия выпуклой оболочки является начальной геометрией тела по умолчанию для всех визуализируемых тел.
Стандартная геометрия тела: эквивалентные эллипсоиды
Тензор инерции I твердого тела действителен и симметричен, таким образом, это имеет три действительных собственных значения (I 1, I 2, I 3) и три ортогональных собственных вектора. Эти собственные вектора являются основными осями тела. В системе координат, заданной теми осями, тензор инерции является диагональным. Трассировка тензора инерции, TR (I) = I 1 + I 2 + I 3, является тем же самым в любой системе координат с ее источником в центре тяжести тела (CG).
Каждое твердое тело имеет уникальный эквивалентный эллипсоид, гомогенный твердый эллипсоид того же тензора инерции. В Декартовых координатах поверхностью эллипсоида дают
где m является массой тела. Эти три параметра (a x, a y, a z) являются обобщенными радиусами эллипсоида. Для оси i = 1,2,3,
Треугольные неравенства
Основные моменты (I 1, I 2, I 3) должны удовлетворить треугольные неравенства:
Нарушение треугольного неравенства для I i приводит к нефизическому мнимому обобщенному радиусу a i.
Внимание
Визуализация эквивалентного эллипсоида тела, основные моменты которого не удовлетворяют треугольные неравенства, приводит к предупреждению Simscape Multibody, указывающему, что были нарушены одно или несколько треугольных неравенств. Симуляция продолжается, но тело в нарушении не отображено.
Эллипсоиды со специальной симметрией
В целом все три I i, i = 1,2,3, неравен. Такое тело является асимметричной верхней частью. Если два из трех I, i равна (двойная степень вырождения), тело, являются симметричной верхней частью. Третья ось является осью симметрии. Если все три I, i равна (тройная степень вырождения), тело, является сферической верхней частью и динамически эквивалентный гомогенной сфере.
Эллипсоиды уменьшаемой размерности
В особых случаях эквивалентный эллипсоид уменьшает до плоского, линейного, или фигура точки.
Позвольте (i,j,k) подписать эти три оси (1,2,3) = (x,y,z) в любом порядке.
Для истинного эллипсоида, с ненулевым объемом, весь a i являюсь ненулевой. Треугольные неравенства являются строгими неравенствами в этом случае:
Для эллипса, с нулевым объемом, но ненулевой областью, один a i = 0 и другие два a j, a k является ненулевым. Одно из треугольных неравенств становится равенством:
Для строки, с нулевым объемом и областью, но ненулевой длиной, два a i, a j = 0 и третий a k является ненулевым. Два из треугольных неравенств становятся равенствами:
Эквивалентно, I i = I j является ненулевым и I k = 0.
Для точки, без пространственного размера, все три a i исчезаю. Все три треугольных неравенства становятся равенствами:
Эквивалентно, все три I i исчезаю.
Визуализация стержня математического маятника с эквивалентными эллипсоидами
Полагайте, что стержень математического маятника в Визуализирует Простую Машину в "Начале работы" Simscape Multibody. Можно открыть модель путем ввода mech_spen в командной строке.
Длина стержня L = 1 м и его радиус r = 1 см. Тензор инерции
Поскольку стержень имеет ось симметрии, x - ось в этом случае, два из ее трех основных моментов равны: I yy = I zz и два из его трех обобщенных радиусов равен: a y = a z. Стержень является симметричной верхней частью и, поскольку r намного меньше, чем L, его эквивалентный эллипсоид является почти строкой нулевого объема и области.
Обобщенными радиусами эквивалентного эллипсоида является a x = = 0,646 м и a y = a z = = 1,12 см. Это - стержень, так отображенный:
Стандартная геометрия тела: выпуклые оболочки
Каждое Тело имеет по крайней мере одну систему координат (CS) Тела в CG. Тело также имеет один или несколько дополнительный CSS Тела для присоединенных Соединений, а также возможные Приводы и Датчики. Каждый CS Тела имеет точку источника, и набор всех этих точек, в целом, задает объем на пробеле. Минимальная изгибающаяся исходящим образом поверхность, заключающая такой объем, является выпуклой оболочкой CSS Тела, и это - альтернативная стандартная геометрия тела. Выпуклая оболочка Simscape Multibody исключает CS CG.
Чтобы заключить ненулевой объем, этот набор должен иметь по крайней мере четыре некомпланарных CSS Тела. Три неколлинеарных CSS Тела отображены вместо этого треугольником и двумя несовпадающими источниками строкой. Один источник отображен так же, как точка.
Четыре или больше компланарных источника отображены как треугольник, три или больше коллинеарных источника отображены как строка, и два или больше совпадающих источника отображены как точка.
Визуализация заводной рукоятки Engine с четырьмя цилиндрами с выпуклыми оболочками
Откройте модель механизма с четырьмя цилиндрами путем ввода mech_fceng в командной строке. Запустите визуализацию.
Откройте подсистему Блока двигателя и отметьте блок Crank, представляющий заводную рукоятку механизма. Этот блок Body имеет пять компланарных CSS Тела, не включая CS CG. Визуализируйте механизм как выпуклые оболочки и кликните по корпусу Заводной рукоятки, самому большому телу. Выпуклая оболочка формирует плоский полигон.
Пользовательская геометрия тела и внешние графические файлы
Вместо стандартного выбора геометрии тела можно предоставить пользовательской геометрии, заданной внешние графические файлы для одного или нескольких отдельных тел. Для получения дополнительной информации смотрите Настройку Визуализируемые Конфигурации Тела.