Marek Wyleżoł catia v5. modelowanie i analiza układów kinematycznych full scan, ebooki
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
4
CATIA v5. Modelowanie i analiza układów kinematycznych
Rozdział 5. Symulacje z zastosowaniem formuł i reguł ........................................... 261
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu ..............................................................................262
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu posuwowego ..................................................263
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu obrotowego ....................................................279
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu złożonego ......................................................285
Zastosowanie formuł i funkcji matematycznych do symulacji ruchu złożonego ............291
Zastosowanie reguł do symulacji ruchu .................................................................................294
Zastosowanie reguł do symulacji ruchu złożonego .........................................................297
Zastosowanie wykresów prędkości do symulacji ruchu ........................................................305
Rozdział 6. Analizy mechanizmów ......................................................................... 317
Analiza trajektorii ..................................................................................................................317
Analiza zajmowanej przestrzeni ............................................................................................326
Analiza odległości ..................................................................................................................334
Analiza odległości podczas symulacji ruchu z użyciem komend ....................................339
Analiza odległości podczas edycji symulacji ..................................................................342
Analiza kolizji ........................................................................................................................348
Zastosowanie analizy kolizji podczas symulacji ruchu z użyciem komend ....................354
Zastosowanie analizy kolizji podczas edycji symulacji ..................................................360
Analiza prędkości i przyspieszeń ...........................................................................................363
Bibliografia ........................................................................................ 373
Skorowidz .......................................................................................... 375
Rozdział 5.
Symulacje
z zastosowaniem
formuł i reguł
W poprzednim rozdziale zajmowaliśmy się realizacją symulacji ruchu mechanizmów
z użyciem komend. Tego rodzaju rozwiązanie pozwala na „ręczne” sterowanie sposo-
bem realizacji ruchu. Dzięki temu uzyskujemy wiele informacji związanych np. z postacią
ruchu, z ustaleniem możliwych zakresów przesuwu czy obrotu członów tworzących dany
łańcuch kinematyczny itp.
Natomiast, stosując wspomniany sposób realizacji symulacji ruchu, nie mamy żadnego
wpływu na ważny parametr ruchu, jakim jest
prędkość
. Używając np. suwaków czy
pokręteł, nie mamy kontroli nad prędkością ruchu, w przypadku gdyby ważna była ana-
liza ruchu jednostajnego (o stałej prędkości liniowej czy kątowej).
Namiastką takiej możliwości jest stosowanie symulacji „na życzenie”, gdzie można
dokładnie zaplanować postać ruchu i wykonać płynną jego symulację. Ale również
w tym przypadku jesteśmy zdani na ustalenie przez system domyślnej prędkości ruchu
(owszem, możemy planować całkowity czas realizacji ruchu, ale bez podziału na po-
szczególne etapy).
Więcej możliwości daje nam tu stosowanie sekwencji, gdzie można dość dokładnie za-
planować czas trwania danego fragmentu ruchu. Wymaga to jednak wygenerowania od-
powiednio dużej ilości symulacji dla każdego fragmentu ruchu.
Rozwiązaniem problemów z dokładnym sterowaniem parametrami ruchu, a w szcze-
gólności jego prędkością, jest stosowanie
formuł matematycznych
i
reguł logicznych
.
Możliwość taką zawdzięczamy budowie systemu
CATIA
, który jest wielomodułowym
systemem zintegrowanym. A więc można praktycznie bez ograniczeń stosować narzę-
dzia charakterystyczne dla różnych modułów w jednym projekcie np. mechanizmu.
262
CATIA v5. Modelowanie i analiza układów kinematycznych
Tak więc, stosując moduł
DMU Kinematics Simulator
, możemy jednocześnie stosować
narzędzia programowe charakterystyczne np. dla modułu
Knowledge Advisor
. A dokład-
nie chodzi o możliwość stosowania reguł do opisu ruchu. To właśnie z ich pomocą uzy-
skujemy możliwość uwzględnienia podziału ruchu na odcinki czasowe oraz ustalenia
prędkości realizacji ruchu wraz z uwzględnieniem jego rodzaju.
Pełne zrozumienie niniejszego rozdziału wymaga podstawowej znajomości modułu
Knowledge Advisor
.
W przypadkach prostszych, gdy mamy do czynienia z realizacją ruchu, gdzie nie wyróż-
niamy poszczególnych jego etapów czasowych, oraz gdy w ramach danego etapu czaso-
wego nie musimy sterować prędkością ruchu wielu członów, wystarczy nam zastosowanie
formuł matematycznych.
W ramach stosowania formuł i reguł możemy dodatkowo korzystać z możliwości, jakie
daje nam stosowanie parametrów oraz funkcji obliczeniowych systemu.
Zupełnie inną klasą zagadnień, które zostały omówione w końcowej części niniejszego
rozdziału, jest stosowanie tzw.
wykresów prędkości
, gdzie za pomocą elementów gra-
ficznych (np. proste, łuki, krzywe splajnowe) można planować sposób poruszania się
mechanizmu, a następnie z użyciem stosownych funkcji dokonać zamiany postaci gra-
ficznej na matematyczną.
Podstawowym parametrem systemu, jaki musimy stosować podczas realizacji symulacji
ruchu z użyciem formuł czy reguł, jest parametr o nazwie
KINTime
. Jego jednostką jest
czas. Przy standardowych ustawieniach systemu jest to sekunda (
s
). W praktyce w para-
metrze tym zawarty jest czas realizacji danej symulacji. Jego szczegółowe zastosowanie
zostało pokazane w ramach opisów poszczególnych przykładów ćwiczeniowych.
Do realizacji symulacji ruchu z użyciem formuł czy reguł moduł
DMU Kinematics Simu-
lator
został wyposażony w narzędzie programowe
Simulation
with
Laws
(patrz rozdział 1.).
Szczegółowe zagadnienia związane z realizacją symulacji ruchu z użyciem formuł i reguł,
a także z użyciem parametrów (systemowych oraz użytkownika), jak i funkcji specjal-
nych systemu, zostały przedstawione w poszczególnych punktach niniejszego rozdziału.
Zdefiniowanie formuł i (lub) reguł jest również warunkiem koniecznym efektywnej re-
alizacji wielu analiz kinematycznych.
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu
W punkcie tym zawarto praktyczne informacje związane z zastosowaniem formuł ma-
tematycznych do realizacji symulacji prostego ruchu posuwowego, obrotowego i ruchu
złożonego. Poza tym przedstawiono przykład realizacji ruchu z użyciem funkcji mate-
matycznych, jakie oferuje nam system
CATIA
.
Rozdział 5.
Symulacje z zastosowaniem formuł i reguł
263
Zastosowanie formuł do symulacji ruchu posuwowego
Zastosowanie formuł matematycznych do realizacji symulacji ruchu posuwowego po-
znamy z użyciem przygotowanego przykładu prostego mechanizmu.
W tym celu, otwierając katalog
Modele/Rozdzial 5/Model mechanizmu ruchu prostoli-
niowego
(z załączonej płyty CD-ROM), wskazujemy plik
Mechanizm ruchu prostolinio-
wego.CATProduct
.
W oknie podglądu okna
File
Selection
widzimy postać modelu mechanizmu (rysunek 5.1).
Rysunek 5.1.
Widok zawartości
okna File Selection
podczas otwierania
pliku Mechanizm
ruchu prostoliniowego.
CATProduct
Działanie mechanizmu jest bardzo proste.
Element przesuwny
wykonuje ruch posuwisty
w prowadnicy
Ostoi
(rysunek 5.2). Model mechanizmu posiada jeden więz sterowany, typu
Prismatic
. Sterowaniu podlega długość ruchu (odległość, droga, jaką przebywa model).
Zakładamy, że chcemy, aby realizowany ruch był ruchem jednostajnym prostoliniowym.
A więc prędkość ruchu powinna być stała i określona przez użytkownika. Czas ruchu
również ma zostać określony przez użytkownika.
Zanim zajmiemy się utworzeniem stosownej formuły matematycznej, określającej pręd-
kość ruchu, należy dokładnie zrozumieć dalsze czynności. Dla wytłumaczenia sposobu
definiowania formuły posłużymy się wzorem na prędkość ruchu jednostajnego prostoli-
niowego:
prędkość liniowa = droga/czas
.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]