Степени свободы

Неограниченное жесткое тело в пространстве обладает шестью степенями свободы: тремя степенями свободы перемещения и тремя степенями свободы вращения. Оно может передвигаться по осям X, Y и Z и вращаться по осям X, Y и Z.

При добавлении ограничения, например, сопряжения концентричности, между двумя жесткими телами, Вы удаляете степени свободы, существующие между телами. Два тела становятся ограниченными, расположенными по отношению друг к другу вне зависимости от наличия движения или действия силы в механизме. Можно использовать сопряжения для ограничения движения путем удаления степеней свободы.

Например, сопряжение концентричности удаляет две степени свободы перемещения и две степени свободы вращения между двумя жесткими телами. Добавления сопряжения расстояния или совпадения удаляет последнюю степень свободы перемещения.

Если каждое жесткое тело обладает точкой на соединении на осевой линии сопряжения концентричности, эти две точки будут располагаться на определенном расстоянии друг от друга. Они могут вращаться по отношению друг к другу по одной оси - осевой линии сопряжения концентричности. Эта комбинация сопряжений создает соединение с одной степенью свободы, т.к. допускается один тип вращения между жесткими телами.

При использовании исследования анализа движения для расчета движения вычисляется количество степеней свободы в механизме и удаляются повторяющиеся сопряжения при определении и решении уравнений движения для сборки.

Если в механизме имеется замкнутая петля, например четырехзвенное соединение, возможно возникновение повторяющихся сопряжений. В четырехзвенном соединении имеются три повторяющихся сопряжения, если все сопряжения концентрические. Это происходит, т.к. каждая сторона петли (начиная от земли) ограничивает соединительный стержень для его расположения в плоскости сборки.

Программа пытается решить ограничения, автоматически наложенные повторяющимися сопряжениями. Для четырехзвенного соединения это сделать просто.

Проверка числа степеней свободы и статической неопределимости

Для исследований типа "Анализ движения" можно рассчитать число степеней свободы в модели, а также статическую неопределимость, вызванную сопряжениями.

  1. Нажмите кнопку Вычислить Tool_Calculate.gif (панель инструментов MotionManager).
  2. Нажмите правой кнопкой мыши на параметр Сопряжения (дерево MotionManager) и выберите Степени свободы.
    В диалоговом окне Степени свободы представлены степени свободы в модели и список избыточных ограничивающих сопряжений.
Наличие избыточных ограничений может снизить точность расчета движения. Для устранения этой неполадки попробуйте выполнить приведенные ниже рекомендации в указанном порядке, учитывая особенности модели.
  1. Создайте жесткие узлы и жесткие группы для компонентов закрепленных с учетом движения сборки.
  2. Замените пары избыточных сопряжений, образующих шарнир в шарнирных сопряжениях.
  3. Замените избыточные сопряжения примитивами сопряжений.
  4. Замените сопряжения втулками.