Блоки с измерением силы и момента появляются в двух библиотеках Simscape™ Multibody™:
Силы и крутящие моменты (Forces and Torques) - определение величины определенных сил, явно не предоставленных входными данными. Блоки с датчиком силы включают в себя обратную квадратную силу закона и силу пружины и демпфера. Каждый блок может воспринимать только величину собственной силы.
Соединения - распознавать различные силы и моменты, действующие непосредственно на соединение. Все соединительные блоки обеспечивают измерение силы и крутящего момента. Однако конкретные типы силы и крутящего момента, которые можно определить, варьируются от соединения к соединению. Измерение силы и крутящего момента осуществляется строго между телами, которые соединяет соединение.
Измерение силы и крутящего момента в Simscape Multibody
Силы и моменты, которые можно почувствовать при соединении, делятся на две категории:
Совместные примитивные силы и моменты. Каждое такое усилие или крутящий момент индивидуально вычисляется для данного примитива соединения. К этой категории относятся силы и крутящие моменты совместного привода.
Составные силы и крутящие моменты. Каждая такая сила или крутящий момент вычисляется в совокупности для всего соединения. Ограничения и суммарные силы и крутящие моменты относятся к этой категории.
В таблице приводится краткая информация о различных совместных силах и крутящих моментах.
| Тип силы/крутящего момента | Действия включены | Меры |
|---|---|---|
| Привод | Отдельные примитивы соединения | Сила или крутящий момент, приводящие в действие примитив отдельного соединения. Измеренное усилие или крутящий момент могут быть обеспечены посредством ввода или могут быть автоматически вычислены на основе входных данных движения соединения в модели. |
| Ограничение | Все соединения | Агрегатная сила зависимости или вращающий момент, противоположный движению по нормали к степеням свободы соединения. По определению, эти силы и крутящие моменты действуют ортогонально примитивным осям соединения. |
| Общее количество | Все соединения | Чистая сумма всех сил или моментов, действующих между полками совместного порта. К ним относятся силы привода, внутренние и ограничения и крутящие моменты. |
На чертеже показан основной пример этих сил, действующих на поршень кривошипа-ползуна.
На рисунке:
FA - сила привода, которая приводит поршень в движение по направлению к кривошипно-шатунному звену.
FI - сила внутренней пружины и демпфера, которая противодействует движению поршня относительно камеры.
FC - сила ограничения, которая противодействует воздействию силы тяжести на поршень, предотвращая его падение.
Общая сила равна чистой сумме ТВС, FI и FC.
В соответствии с третьим законом движения Ньютона сила или крутящий момент, действующие между двумя соединительными рамами порта, сопровождают равную и противоположную силу или крутящий момент. Если рамка порта основания блока призматического соединения оказывает усилие на рамку порта толкателя, то рамка порта толкателя оказывает равное усилие на рамку основания. При обнаружении составных сил и крутящих моментов в блоках соединения можно указать, какие из этих двух элементов следует определить:
Толкатель на основании - воспринимает силу или крутящий момент, которые рама порта толкателя оказывает на раму порта основания.
Основание на толкателе - определяет силу или крутящий момент, который рамка порта основания оказывает на рамку порта толкателя.
На рисунке показан эффект изменения направления измерения на противоположное. Изменение направления на противоположное приводит к изменению знака измерения.
