Документация

Что такое блок Extruded Solid?

Общее выдавливание является линейным сдвигом пользовательского поперечного сечения вдоль оси, перпендикулярной плоскости поперечного сечения. Сдвиг охватывает длину, заданную в диалоговом окне Extruded Solid блока. Поперечное сечение может иметь произвольный контур и одно или несколько полых сечений - хотя правила определения поперечных сечений немного различаются, когда отверстия присутствуют.

Примеры экструзии включают прямые балки, пластины, лонжероны, стойки и стержни. На рисунке показан угол балка, общая экструзия, поперечное сечение которой состоит из двух тонких прямоугольников, расположенных в L-образной форме. Блок Extruded Solid выносит форму L линейно из плоскости поперечного сечения, получая конечную геометрию балки.

Примечание по Extruded Solid формам.  Блок Extruded Solid обеспечивает вторую форму выдавливания, названную Regular экструзия. Эта форма является более простой версией General экструзия и подходит только для твердых частиц, поперечные сечения которых являются правильными многоугольниками - теми, которые имеют стороны одинаковой длины. Контур поперечного сечения фиксируется количеством сторон многоугольника и не может содержать отверстий.

Что такое блок Revolution Solid?

Используйте блок Повернутое тело (Revolved Solid), чтобы выполнить угловой сдвиг поперечного сечения вокруг оси, которая лежит на той же плоскости, что и поперечное сечение. Сдвиг может охватывать полный оборот или меньший угол между 0 и 360 степени. Как и в случае с вытесненными формами, поперечное сечение может иметь произвольный контур с отверстиями или без них.

Примеры вращения включают конусы, купола, поршни, зубчатые валы и повороты русла трубопровода. Рисунок показывает цилиндрический стержень, Revolved Solid, поперечное сечение которого, как угол балка, состоит из двух тонких прямоугольников, расположенных в L-образной форме. Блок Revolved Solid сдвигает форму L вокруг оси, лежащей на плоскости поперечного сечения, чтобы получить окончательную геометрию привязки.

От координат до сечений

Пары координат соединяются последовательно в порядке, неявном в матрице координат. Соединения выполняются с помощью прямой линии сегментов. Результатом является замкнутая полилиния, которая отделяет область, которая будет заполнена материалом (твердой частью), от области, которая будет оставлена пустой (любые отверстия, которые могут присутствовать, и пустые окрестности).

Контур между двумя областями такова, что при движении вдоль полилинии от одной точки до другой твердая область лежит слева, а пустая - справа. Первая и последняя пары координат часто являются одинаковыми, но если они не являются, между ними вставляется соединительная линия, чтобы убедиться, что сечение фактически закрыто. Анимированный рисунок показывает чертеж двоичного сечения ссылки без отверстий.

Обратите внимание, что сечение недопустимо, если в какой-либо точке полилиния пересекает сама себя. Однако нормально, чтобы два сегмента линии были произвольно близки или даже совпадали друг с другом. Фактически можно использовать это свойство, чтобы задать сечение, которое имеет одно или несколько отверстий.

Особое ограничение для революций

Revolved Solid матрицы координат подвержены особому ограничению: x -кординаты не могут быть отрицательными. Это правило частично вытекает из оси вращения (z), используемой блоком Revolved Solid. При сдвиге поперечного сечения любые области слева от этой оси (области с отрицательными x -координатами) перекрываются с площадями справа (положительные x), что приводит к неожиданной стереометрии. Чтобы предотвратить эту проблему, выдается ошибка, если найдено Revolved Solid сечение с отрицательными x -согласованными.

Попробуйте: задайте простое поперечное сечение

Рассмотрим поперечное сечение, показанное на рисунке. Это поперечное сечение принадлежит двоичной ссылке с круглыми концами и без отверстий. Параметризируйте сечение с точки зрения показанных размерностей и задайте его в виде матрицы координат.

Начните с открытия нового скрипта MATLAB и сохраните его в удобном месте под именем modelParams. Добавьте две переменные для размерностей, показанной на рисунке, длина (l) и ширина (w). Установите длину равной 20 и ширина, к 2 (в том, что будет позже единицами cm).

l = 20; 
w = 2; 

Задайте концы скругления как полукруги. Сначала сгенерируйте два массивов с угловыми пролетами левого и правого концов. Эти массивы позволяют вам параметризовать (x, y) координаты с использованием простых тригонометрических выражений. Каждый массив имеет пять точек, но для более гладких фигур можно задать больше. Символ транспонирования (') обеспечивает, чтобы A и B являются массивами столбцов.

A = linspace(-pi/2, pi/2, 5)';
B = linspace(pi/2, 3*pi/2, 5)';

Задайте матрицы координат правого конца (csRight) и левый конец (csLeft). Первый столбец каждой матрицы соответствует x -cordinate. Второй столбец соответствует y -cordinate. x-координаты двух концов смещены в противоположных направлениях l/2.

csRight = [l/2 + w/2*cos(A) w/2*sin(A)];
csLeft = [-l/2 + w/2*cos(B) w/2*sin(B)];

Объедините матрицы координат в одну матрицу с именем cs. Это матрица, которую вы должны задать в параметре Cross-Section блока Revolved Solid. Обратите внимание, что прямые сегменты поперечного сечения автоматически генерируются при соединении конечных точек полукругов.

cs = [csRight; csLeft];

Можно визуализировать контур сечения с помощью MATLAB^® plot команда. Введите код, показанный ниже в командной строке MATLAB.

figure; hold on; axis equal;
plot(cs(:,1), cs(:,2), 'Color', [0.6 0.6 0.6], 'Marker', '.',...
'MarkerSize', 9, 'MarkerEdgeColor', [1 0 0]);

На график показано сечение двоичных ссылок. Точки в координатной матрице показаны в виде красных точек. Получившийся контур поперечного сечения показан в виде светло-серой линии. Заметьте, что торцевые сечения состоят из пяти точек - число, заданное в массивах угловых пролётов.

Попробуйте: задайте сечение с двумя отверстиями

Измените матрицу координат в своем modelParams скрипт, включающий два одинаковых отверстия, как показано на рисунке. Сохраняйте скрипт часто, пока вы идете.

Начните, добавив новую переменную для диаметра отверстия (d). Установите диаметр равным 1.2 (в том, что будет позже единицами cm).

d = 1.2;

Сгенерируйте новый массив угловых пролётов для левого и правого отверстий. Отверстия рисуются в том же порядке, и один массив достаточно. Элементы массива упорядочены по часовой стрелке, что гарантирует, что при создании поперечного сечения твердая область остается налево. Количество элементов массива удвоилось, чтобы отразить более широкий угловой пролет отверстий (360 ° против 180 °).

C = linspace(3*pi/2, -pi/2, 10)';

Задайте контуры левого отверстия (csLeftHole), правое отверстие (csRightHole) и соединительная линия между ними (csConnLine). Координаты X смещены влево на половину длины (l/ 2) для левого отверстия и справа на то же расстояние для правого отверстия.

csLeftHole = [-l/2 + d/2*cos(C) d/2*sin(C)];
csRightHole = [+l/2 + d/2*cos(C) d/2*sin(C)];
csConnLine = [-l/2 -w/2; +l/2 -w/2];

Добавьте новые матрицы координат к существующей cs матрица. Порядок матриц определяет порядок, в котором нарисовано полное поперечное сечение. Результатом является переменная, которую можно задать в параметре Cross-section блока Revolved Solid.

cs = [csRight; csLeft; csLeftHole; ...
    csConnLine; csRightHole];

Как и прежде, можно визуализировать контур сечения с помощью MATLAB plot команда. Убедитесь, что приведенный ниже код графического изображения включен в ваш скрипт. Затем запустите скрипт, чтобы сгенерировать график.

figure; hold on; axis equal;
plot(cs(:,1), cs(:,2), 'Color', [0.6 0.6 0.6], 'Marker', '.',...
'MarkerSize', 9, 'MarkerEdgeColor', [1 0 0]);

На график показано сечение двоичных ссылок. Точки в координатной матрице показаны в виде красных точек. Получившийся контур поперечного сечения показан в виде светло-серой линии. Обратите внимание, что каждая из секций отверстия содержит десять точек - число, заданное в массивах угловых пролётов.

Попробуйте: Используйте ваше поперечное сечение для моделирования твердого тела