Ellipsoidal Solid

Твердый эллипсоидальный элемент с геометрией, инерцией и цветом

Библиотека:
Элементы Simscape/Multibody/Body

Описание

Блок Ellipsoidal Solid является трехмерным расширением эллипса с центром геометрии, совпадающим с источником опорной системы координат и полуосями, совпадающими с осями опорной системы координат x, y и z.

Блок Ellipsoidal Solid добавляет в присоединенную систему координат твердый элемент с геометрией, инерцией и цветом. Твёрдым элементом может быть простое твёрдое тело или часть составного твёрдого тела - группа твёрдо связанных твердых частиц, часто разделённых в пространстве посредством твёрдых преобразований. Объедините Ellipsoidal Solid и другие твердые блоки с блоками Rigid Transform для моделирования составного твердого тела.

Параметры геометрии включают форму и размер. Можно выбрать из списка предустановленных фигур или импортировать пользовательскую фигуру из внешнего файла в формате STL или STEP. По умолчанию для всех фигур, кроме производных от STL, блок автоматически вычисляет массовые свойства твердого тела из заданной геометрии и массы или плотности массы. Изменить эту настройку можно в окне Inertia > Type параметров блоков.

Опорная система координат кодирует положение и ориентацию тела. В строении по умолчанию блок предоставляет только опорную систему координат. Интерфейс создания системы координат предоставляет средства для определения дополнительных систем координат на основе твердотельных геометрических функций. Для доступа к этому интерфейсу нажмите кнопку Create в области Frames с возможностью расширения.

Производные свойства

Вычисленные значения массовых свойств твердого тела можно просмотреть непосредственно в диалоговом окне блока. Установка параметра Inertia > Type равной Calculate from Geometry заставляет блок открывать новый узел, Derived Values. Нажмите кнопку Update под этим узлом, чтобы вычислить массовые свойства и отобразить их значения в полях под кнопкой.

Derived Values отображения

Панель визуализации

Диалоговое окно блока содержит свертываемую панель визуализации. Эта панель обеспечивает мгновенную визуальную обратную связь о твердом теле, которое вы моделируете. Используйте его, чтобы найти и устранить любые проблемы с формой и цветом тела. Можно изучить твердое тело с разных ракурсов путем выбора стандартного вида или путем поворота, панорамирования и масштабирования твердого тела.

Нажмите кнопку Обновить визуализацию, чтобы просмотреть последние изменения стереометрии на панели визуализации. Выберите Apply или OK, чтобы зафиксировать изменения в твердом теле. Закрытие диалогового окна блока без предварительного выбора Apply или OK приводит к тому, что блок отменяет эти изменения.

Панель эллипсоидальной твердой визуализации

Щелкните правой кнопкой мыши панель визуализации, чтобы получить доступ к контекстно-зависимому меню визуализации. В этом меню предусмотрены дополнительные опции, чтобы можно было изменить цвет фона, разделить панель визуализации на несколько плиток и изменить вид представления из параметра +Z up (XY Top) по умолчанию.

Порты

Система координат

расширить все

`R` - Система координат
система координат

Локальная система координат тела. Эта система координат фиксируется относительно стереометрии. Соедините этот порт с сущностью системы координат - портом, линией или соединением - чтобы разрешить размещение системы координат в модели. Для получения дополнительной информации смотрите Работа с системами координат.

Параметры

расширить все

Геометрия

`Radii` - Эллипсоидные радиусы вдоль x, y и z полуосей
`[1,1,1] m` (по умолчанию) | скаляр с модулями измерения длины

Эллипсоидные радиусы вдоль x, y и z осей твердой опорной системы координат. Эллипсоид становится сферой, если все радиусы равны.

`Entire Geometry` - Экспорт истинной геометрии блока
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите Entire Geometry, чтобы экспортировать истинную геометрию блока Ellipsoidal Solid, которая может использоваться для других блоков, таких как блок Spatial Contact Force.

Зависимости

Чтобы включить эту опцию, выберите Entire Geometry под Export.

Инерция

`Type` - Параметризация инерции для использования
`Calculate from Geometry` (по умолчанию) | `Point Mass` | `Custom`

Используется параметризация инерции. Выберите Point Mass для моделирования концентрированной массы с незначительной инерцией вращения. Выберите Custom для моделирования распределенной массы с заданными моментами и продуктами инерции. Настройка по умолчанию, Calculate from Geometryпозволяет блоку автоматически вычислять свойства инерции вращения из стереометрии и заданную массу или массовую плотность.

`Based on` - Параметр для расчета инерции на
`Density` (по умолчанию) | `Mass`

Параметр для использования в вычислении инерции. Блок получает тензор инерции из стереометрии и выбранного параметра. Использование Density если свойства материала известны. Использование Mass если общая твердая масса известна.

`Density` - Масса на модуль объема материала
`1000 kg/m^3` (по умолчанию)

Масса на модуль объема материала. Массовая плотность может иметь положительное или отрицательное значение. Задайте отрицательную плотность массы, чтобы смоделировать эффекты пустоты или полости в твердом теле.

`Mass` - Общая масса твердого элемента
`1 kg` (по умолчанию) | скаляр с модулями измерения массы

Общая масса для атрибута твердому элементу. Этот параметр может быть положительным или отрицательным. Используйте отрицательное значение, чтобы захватить эффект пустоты или полости в составном теле (содержащем несколько твердых частиц и инерцию), будучи осторожным, чтобы убедиться, что масса тела на целом положительная.

`Custom: Center of Mass` - Координаты центра масс
`[0 0 0] m` (по умолчанию) | трехэлементный вектор с модулями измерения длины

[x y z] координаты центра масс относительно исходной системы координат блоков. Центр масс совпадает с центром тяжести только в равномерных гравитационных полях.

`Custom: Moments of Inertia` - Диагональные элементы тензора инерции
`[1 1 1] kgm^2` (по умолчанию) | трехэлементный вектор с модулями измерения массы длина

^ 2

Трехэлементный вектор с моментами инерции [_Ixx _Iyy _Izz], заданными относительно системы координат с источником в центре масс и осями, параллельными опорной системе координат блоков. Моменты инерции являются диагональными элементами тензора инерции

$(\begin{matrix} I_{x x} \\ I_{y y} \\ I_{z z} \end{matrix}),$

где:

$I_{x x} = \int_{V} (y^{2} + z^{2}) d m$
$I_{y y} = \int_{V} (x^{2} + z^{2}) d m$
$I_{z z} = \int_{V} (x^{2} + y^{2}) d m$

`Custom: Products of Inertia` - Off-диагональные элементы тензора инерции
`[0 0 0] kgm^2` (по умолчанию) | трехэлементный вектор с модулями измерения массы длина

^ 2

Трехэлементный вектор с продуктами инерции [_Iyz _Izx _Ixy], заданной относительно системы координат с источником в центре масс и осями, параллельными опорной системе координат блоков. Продуктами инерции являются не диагональные элементы тензора инерции

$(\begin{matrix} I_{x y} & I_{z x} \\ I_{x y} & I_{y z} \\ I_{z x} & I_{y z} \end{matrix}),$

где:

$I_{y z} = - \int_{V} y z d m$
$I_{z x} = - \int_{V} z x d m$
$I_{x y} = - \int_{V} x y d m$

`Calculate from Geometry: Derived Values` - отображение вычисленных значений массовых свойств
кнопка

Отображение вычисленных значений твердых массовых свойств - массы, центра масс, моментов инерции и продуктов инерции. Нажмите кнопку Update, чтобы вычислить и отобразить массовые свойства тела. Нажмите эту кнопку после любых изменений параметров блоков, чтобы убедиться, что отображаемые значения все еще являются текущими.

Центр масс разрешается в локальной опорной системе координат тела. Моменты и продукты инерции разрешены в инерционной системе разрешения - системе координат, оси которой параллельны осям системы отсчета, но источник которой совпадает с центром масс твердого тела.

Зависимости

Опция для вычисления и отображения массовых свойств активна, когда для Inertia > Type параметров блоков задано значение Calculate from Geometry.

Графический

`Type` - графическое изображение для использования в визуализации твердого тела
`From Geometry` (по умолчанию) | `Marker` | `None`

Выбор графики для использования в визуализации твердого тела. График по умолчанию является геометрией, заданной для тела. Выберите Marker чтобы показать вместо этого простой графический маркер, такой как сфера или кубик. Измените этот параметр на None полностью исключить это твердое тело из визуализации модели.

`Marker: Shape` - Форма маркера для назначения твердому телу
`Sphere` (по умолчанию) | `Cube` | `Frame`

Форма маркера, посредством которой можно визуализировать твердое тело. Движение маркера отражает движение самого твердого тела.

`Marker: Size` - Ширина маркера в пикселях
`10` (по умолчанию) | скаляр с модулями измерения пикселей

Ширина маркера в пикселях. Эта ширина не масштабируется с уровнем масштаба. Обратите внимание, что очевидный размер маркера частично зависит от разрешения экрана с более высоким разрешением упаковки большего количества пикселей на единицу длины и, следовательно, получения меньших значков.

`Visual Properties` - Параметризация цвета и непрозрачности
`Simple` (по умолчанию) | `Advanced`

Параметризации для определения визуальных свойств. Выберите Simple для определения диффузного цвета и непрозрачности. Выберите Advanced чтобы задать больше визуальных свойств, таких как Specular Color, Ambient Color, Emissive Color и Shininess.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type равным From Geometry или Marker.

`Color` - Истинный цвет как вектор [R, G, B] в 0-1 масштабе
`[0.5 0.5 0.5]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор со значениями, ограниченными 0-1

Вектор цвета RGB с красным (R), зеленым (G) и синим (B) количеством цвета, заданным в 0-1 шкале. Палитра цветов предоставляет альтернативное интерактивное средство определения цвета. Если вы измените настройку Visual Properties на Advancedцвет, заданный в этом параметре, становится вектором- Diffuse Color.