Динамика мультитела

Примените и обнаружьте силу, крутящий момент и движение

Динамика мультитела является исследованием динамических поведений механических систем, которые состоят из твердых и/или гибких тел, соединенных соединениями. Тела подвергаются поступательным и вращательным движениям, вызванным приложенными силами, крутящими моментами и ограничениями. Simscape™ Multibody™ позволяет вам выполнить симуляции динамики мультитела для сложных систем, таких как роботы, транспортные средства, строительное оборудование или посадочное устройство самолета. Можно задать силу, крутящий момент и входные параметры движения, чтобы управлять моделью и симулировать динамические ответы модели.

Чтобы задать степени свободы между парой тел, используйте блоки в библиотеках Joints и Constraints. Например, можно использовать блок Prismatic Joint и блок Revolute Joint, чтобы смоделировать прямолинейное и вращательные движения механизма заводной рукоятки ползунка. Можно использовать блок Point on Curve Constraint, чтобы смоделировать ограничение между автомобилем американских горок и дорожкой.

Силам модели и крутящим моментам, которые действуют на тела, используйте блоки в библиотеке Forces и Torques. Например, можно использовать блок Magic Formula Tire Force and Torque, чтобы смоделировать силы шины и крутящие моменты между шиной и земной поверхностью. При моделировании проблем контакта, таких как автоматизированное схватывание, можно использовать блок Spatial Contact Force, чтобы симулировать силы между парой тел.

Чтобы измерить относительные движения между телами, можно использовать блок Transform Sensor. Чтобы измерить силы и крутящие моменты, можно использовать блоки в Ограничениях, Соединениях и библиотеках Forces и Torques. Нагрузки на тела в соединениях могут быть измерены в блоках соединений, и ограничительный блок может обнаружить силы и крутящие моменты, которые обеспечивают ограничение между парой тел. Каждое из этих количеств помогает вам ответить на важные вопросы, когда вы анализируете динамику мультитела механической системы.

Блоки Simscape

развернуть все

Angle ConstraintФиксированный угол между осями Z двух систем координат
Distance ConstraintФиксированное расстояние между началами двух систем координат
Point on Curve ConstraintКинематическое ограничение между системой координат и изогнутым контуром
Point on Surface ConstraintКинематическое ограничение между системой координат и 2D поверхностью

Соединения с одним или никакими примитивами

Prismatic JointСоединение с одним призматическим примитивом
Revolute JointСоединение с одним вращательным примитивом
Spherical JointСоединение с одним сферическим примитивом
Weld JointСоединение с нулевыми примитивами

Соединения с несколькими примитивами

Bearing JointСоединение с одним призматическим и тремя вращательными примитивами
Bushing JointСоединение с тремя призматическими и тремя вращательными примитивами
Cartesian JointСоединение с тремя призматическими примитивами
Cylindrical JointСоединение с одним призматическим и одним вращательным примитивами, обладающих параллельными осями движения
Gimbal JointСоединение с тремя вращательными примитивами
Pin Slot JointСоединение с одним призматическим и одним вращательным примитивами, обладающими взаимно ортогональными осями движения
Planar JointСоединение с одним вращательным и двумя призматическими примитивами
Rectangular JointСоединение с двумя призматическими примитивами
6-DOF JointСоединение с одним сферическим и тремя призматическими примитивами
Telescoping JointСоединение с одним призматическим и одним сферическим примитивом
Universal JointСоединение с двумя вращательными примитивами

Соединения с двойными степенями свободы

Constant Velocity JointСоединение, которое осуществляет постоянную скорость кинематическое ограничение между двумя валами
Lead Screw JointСоединение со связанными вращательной и поступательной степенями свободы
External Force and TorqueОбщая сила и крутящий момент, возникающий вне смоделированной системы
Gravitational FieldСиловое поле, обусловленное точечной массой
Internal ForceОбщая сила, действующая взаимно между двумя системами координат
Inverse Square Law ForceСила, пропорциональная обратному квадрату расстояния между двумя системами координат
Magic Formula Tire Force and TorqueПрикладывайте установившуюся силу шины и крутящий момент при помощи Волшебных уравнений шины Формулы
Spatial Contact ForceПримените силы контакта между парой связанных тел
Spring and Damper ForceСила, пропорциональная расстоянию и относительной скорости между двумя исходными системами координат
Transform SensorДатчик, который измеряет относительные пространственные отношения между двумя системами
Mechanism ConfigurationСимуляция всего механизма и механические параметры

Темы

Обнаружьте силу, крутящий момент и движение Выходные параметры

Анализируйте движение в различных значениях параметров

Симулируйте модель четырёхзвенника в различных длинах ссылки разветвителя и постройте получившиеся кривые разветвителя.

Обнаружение

Динамические переменные, которые можно обнаружить и блоки, которые можно использовать, чтобы обнаружить их.

Обнаружьте движение Используя блок датчика преобразования

Используйте блок Transform Sensor, чтобы обнаружить движение системы координат в простой модели мультитела.

Обнаружьте ограничительные силы

Используйте распознающуюся возможность блока соединений обнаружить внутренние силы, действующие на механическое звено.

Обнаружьте силы и крутящие моменты, действующие в соединениях

Используйте распознающуюся возможность блоков соединений измерить силы и крутящие моменты, действующие в соединении.

Предпишите силу, крутящий момент и входные параметры движения

Моделирование силы контакта между двумя твердыми частицами

Используйте блок Spatial Contact Force, чтобы смоделировать нормальные и фрикционные силы между твердыми блоками.

Контакт колеса модели в автомобиле

Используйте блок Spatial Contact Force, чтобы смоделировать колеса автомобиля, катящегося по пандусу.

Сила тяжести модели в планетарной системе

Соберите систему гравитационно ограниченных свободных тел с помощью блоков Gravitational Field и Cartesian Joint.

Предпишите совместное движение в плоской модели манипулятора

Используйте возможность приведения в действие блоков соединений задать траекторию системы координат.

Задайте объединенный крутящий момент приведения в действие

Используйте возможность приведения в действие блока соединений задать крутящий момент приведения в действие на соединении.

Задайте профиль совместного движения

Используйте возможность приведения в действие блоков соединений задать траекторию системы координат.

Используйте прокси контакта симулировать контакт

Используйте прокси контакта увеличить скорость и робастность симуляций контакта.

Обеспечьте и закрутите спецификацию

Приведение в действие и обнаружение с физическими сигналами

Используя физические сигналы, чтобы задать входные параметры приведения в действие и получить распознающиеся выходные параметры.

Объединенные ограничения приведения в действие

Ограничения и специальные замечания для моделей с приведением в действие движения вводят в блоках соединений.

Моделирование и обнаружение системной динамики

Рабочий процесс продвигается для установки и обнаружения динамических количеств, таких как сила, крутящий момент, положение и т.д.

Моделирование силы тяжести

Моделируя эффекты универсальной силы тяжести, полей тяготения и отдельных гравитационных сил. Определение программного обеспечения контуров тела и его удара на гравитационные крутящие моменты.

Определение входных параметров

Объединенные режимы приведения в действие, входная обработка движения и основные отличия между сборкой блока и симуляцией.

Движение, сила и обнаружение крутящего момента

Обеспечьте и закрутите обнаружение

Силы и крутящие моменты, которые можно обнаружить и блоки, которые можно использовать, чтобы обнаружить их.

Выбор системы координат измерения

Определение системы координат измерения и сводные данные измерения структурируют типы.

Обнаружение движения

Переменные движения, которые можно обнаружить и блоки, которые можно использовать, чтобы обнаружить их.

Вращательные измерения

Вращательные переменные движения, которые можно обнаружить и блоки, которые можно использовать, чтобы обнаружить их.

Поступательные измерения

Поступательные переменные, которые можно обнаружить и блоки, которые можно использовать, чтобы обнаружить их.

Рекомендуемые примеры

Translational Interface : Radial Engine with Gas Force Model

Поступательный интерфейс: звездообразный двигатель с газовой моделью силы

Эта модель симулирует пять цилиндрических звездообразных двигателей. Движущие силы давления в цилиндрах моделируются с помощью газа Библиотеки Основы Simscape™ и механических поступательных областей. 3D механические компоненты моделируются с помощью Simscape Multibody™. Смотрите в любом из блоков, названных "Модель Силы", чтобы видеть, как 1D с Simscape и 3D Мультичастями тела модели соединяют интерфейсом. Модель давления является идеальным источником давления, который подает давление на основе угла заводной рукоятки. Эта модель может быть заменена более реалистической моделью давления полости цилиндра. Цилиндрический огонь в последовательности - C E B D обеспечение степени перечеркивает каждые 144 градуса вращения заводной рукоятки.