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Freiheitsgrade

Ein starrer Körper im Raum ohne Zwangsbedingungen verfügt über sechs Freiheitsgrade: drei Translations- und drei Rotationsfreiheitsgrade. Er kann entlang der X-, Y- und Z-Achse verschoben werden und sich um die X-, Y- und Z-Achsen drehen.

Wenn Sie eine Zwangsbedingung, wie eine konzentrische Verknüpfung zwischen zwei starren Körpern hinzufügen, entfernen Sie Freiheitsgrade zwischen den Körpern. Die beiden Körper bleiben durch Zwangsbedingungen definiert und relativ zu einander positioniert, unabhängig von Bewegungen oder Kräften im Mechanismus. Sie können Verknüpfungen verwenden, um die Bewegung durch die Entfernung bestimmter Freiheitsgrade durch Zwangsbedingungen zu definieren.

Eine konzentrische Verknüpfung z.B. entfernt zwei Tranlationsfreiheitsgrade und zwei Rotationsfreiheitsgrade zwischen zwei starren Körpern. Das Hinzufügen einer Abstandsverknüpfung oder einer deckungsgleichen Verknüfpung zu Flächen entfernt den endgültigen Translationsfreiheitsgrad.

Wenn jeder starre Körper einen Punkt auf dem Gelenk auf der Mittellinie der konzentrischen Verknüpfung hat, bleiben diese beiden Punkte stets in einem bestimmten Abstand zu einander. Sie können sich nur relativ zu einander um eine Achse, die Mittellinie der konzentrischen Verknüpfung, drehen. Diese Kombination von Verknüpfungen produziert ein Gelenk mit einem Freiheitsgrad, da sie eine Einzeldrehung zwischen den starren Körpern ermöglicht.

Wenn Sie eine Bewegungsanalysestudie für die Berechnung von Bewegung verwenden, so berechnet es die Anzahl der Freiheitsgrade in Ihrem Mechanismus und entfernt redundante Verknüpfungen, während es die Bewegungsgleichungen für Ihre Baugruppe bestimmt und löst.

Wenn ein Mechanismus über einen geschlossenen Kurvenzug, wie eine Vier-Stab-Verknüpfung verfügt, können redundante Verknüpfungen vorliegen. Es gibt drei redundante Verknüpfungen in einer Vier-Stab-Verknüpfung, wenn alle Verknüpfungen konzentrisch sind. Das ist der Grund, weshalb jede Seite des Kurvenzugs (beginnend vom Boden) den anschließenden Stab so definiert, dass er in der Ebene der Baugruppe bleibt.

Die Software versucht, die Zwangsbedingungen zu lösen, was bei redundanten Verknüpfungen automatisch erfolgt und bei einer Vier-Stab-Verknüpfung leicht gelingt.



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