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Grados de libertad

Un sólido rígido sin restricciones en el espacio tiene seis grados de libertad: tres traslacionales y tres rotacionales. El sólido puede moverse a lo largo de sus ejes X, Y y Z, y girar con respecto a ellos. Al agregar una restricción entre dos sólidos rígidos, como una relación de posición concéntrica, se eliminan los grados de libertad entre ellos. Los dos sólidos permanecen restringidos y se encuentran colocados uno respecto al otro independientemente de cualquier movimiento o fuerza en el mecanismo. Utilice las relaciones de posición para restringir el movimiento mediante la eliminación de los múltiples grados de libertad.

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Por ejemplo, una relación concéntrica elimina dos grados de libertad traslacionales y dos rotacionales entre ambos sólidos. Al agregar una distancia o relación de posición coincidente a las caras, se elimina el grado de libertad traslacional final. Si cada sólido rígido tiene un punto en una junta en la curva directriz de la relación de posición concéntrica, esos dos puntos permanecen separados por la misma distancia; sólo pueden girar uno respecto al otro y con respecto a un eje, la curva directriz de dicha relación de posición. Esta combinación de relaciones de posición produce una única junta de grados de libertad independientes porque permite una única rotación entre los sólidos rígidos.

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Al calcular el movimiento con un estudio de Análisis de movimiento, se calcula también el número de grados de libertad en el mecanismo y se eliminan las relaciones de posición redundantes, dado que se determinan y solucionan las ecuaciones de movimiento para el ensamblaje.

Si un mecanismo tiene un bucle cerrado, como un vínculo de cuatro barras, pueden existir relaciones de posición redundantes. En un vínculo de ese tipo hay tres relaciones de posición redundantes cuando todas las relaciones de posición son concéntricas. Esto ocurre porque cada lado del bucle (empezando por el suelo) restringe a la varilla de acoplamiento para que permanezca en el plano del ensamblaje.

El software intenta solucionar automáticamente las restricciones impuestas por las relaciones de posición redundantes y puede hacerlo fácilmente para el vínculo.



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