Кинематика движения деталей механизма в ForceEffect.

Оцените материал
(1 Голосовать)

 

Если Вам нужно понять, как будут взаимосвязано двигаться детали в каком-нибудь механизме, который вы проектируете, то ForceEffect как раз то, что нужно.

Я использовал ForceEffect для расчета и понимания процесса перехода из одного положения в другое трансформера кровать-стол. Подробнее можно почитать тут.

Вот что у меня получилось

Так же эту программу можно применять для создания кинетических скульптур и механизмов. Конечно, это не супер точная программа, у нее есть ряд недостатков, но все же кое что она может.

В этой статье сделаю небольшой обзор интерфейса программы и ее основных возможностей в режиме «Кинематика». Программа доступна в виде онлайн-приложения по этой ссылке. Ее нельзя скачать на компьютер, но есть возможность установить на планшет/смартфон. Такое решение весьма сомнительно ввиду гораздо меньших экранов и объемов оперативной памяти. В общем, на каком устройстве использовать – решать вам.

Попадая на главную страницу, вы увидите вот такое окно.

Это шаблоны различных вариантов применения программы. Внизу есть несколько кнопок пролистывания страниц с шаблонами. Следующая страница будет выглядеть вот так

Для начала обратим внимание в левый нижний угол окна программы и найдем там две буковки «rr». Это кнопка переключения интерфейса на русский язык. Перевод немного корявый, но все же есть.

Выберем левый верхний пустой бланк проекта и попадем в рабочую среду программы. Основные области(кроме самого рабочего поля) интерфейса я пометил красными прямоугольниками и подписал

для понимания, что такое «Панель откатов к предыдущим действиям» покажу как она будет выглядеть в процессе работы

Кликая по иконкам можно вернуться к определенном шагу редактирования.

Перед началом работы стоит зайти в пункт меню «Настройки» и выбрать нужные единицы и точность.

Программа позволяет не только отслеживать кинематику, но и проводить расчеты сил и т.д. для статики. Я в этом не очень разбираюсь, да и в кинематике я не профи, поэтому буду рассказывать про кинематику своими словами. Надеюсь простым и доступным языком.

Нажимаем на кнопку «Кинематика»

Панель инструментов слева немного поменялась и внизу экрана добавилась темная отметка(там  в последствии будет меню анимации)

Остановлюсь немного на панели инструментов. Они имеют несколько выпадающих подменю. Выглядят в разных вариантах примерно вот так

Теперь немножко теории.

Мы будем создавать механизм, состоящий из подвижных и неподвижных деталей, имеющий свободные и зафиксированные оси вращения деталей, суппорты и опору скольжения. Так же в механизме могут быть «двигатели» – вращения и поршневые.

На рисунке выше слева – раскрыто меню создания элементов механизма (перемычки с осями вращения – сплошная линия с кружочками на концах и пунктирная линия – для очертаний габаритов механизма)

В средине – раскрыто меню «двигателей»

Справа – раскрыто меню опор и фиксаций осевых линий.

Как все это применять.

Создадим две детали механизма соединенные между собой одной осью вращения

С помощью пунктирной линии отчертим, например, уровень поверхности.

Выйдя из режима рисования кликом по кнопке «стрелочка» можно отредактировать созданные детали.  Правый клик на выбранном узле даст всплывающее меню с доп командами

С их помощью можно, например, отредактировать длину детали.

Получим

Теперь добавим в одну из точек фиксацию оси и двигатель вращения. Выбираем треугольник и кликаем по крайней точке, потом так же с двигателем.

Заметьте, в этот момент внизу появляется меню анимации.

У двигателя есть свои настройки

С помощью ползунков треугольников можно задать сектор вращения(туда-сюда),

а из контекстного меню можно поменять скорость и направление вращения.

Если сейчас нажать кнопку «Воспроизведение/пауза» в меню анимации – получим хаотично движение частей механизма. Поэтому немного его доделаем.

Переместим правую деталь простым перетаскиванием

И добавим суппорт

Как только мы это сделаем, иконка в правом верхнем углу поменяется. Эта иконка отображает  степень свободы устройства, его состояние. Теперь нажав на кнопку «Воспроизведение/пауза» получим упорядоченное движение. Для того, что бы более наглядно оценить результат, вызовем контекстное меню свободного конца детали и включим трассировку.

Опять нажимаем на кнопку «Воспроизведение/пауза». Теперь свободный конец механизма рисует траекторию своего движения.

Справа внизу экрана появились две кнопки. По клику на них получим графики и числовую информацию описывающую движение точки трассировки

Теперь можно немного поиграться с параметрами длин деталей и местом расположения суппорта подбирая необходимую траекторию трассировки

Можно открыть меню анимации и посмотреть на временную линию анимации. Тут можно подобрать тот отрезок движения, который вас более интересует

Теперь немного изменим проект

Вместо суппорта добавим опору скольжения и еще одну деталь.

Для точки D можно вызвать контекстное меню. Оно будет немного отличаться от виденного ранее

Если мы выберем «Сварной пин», то мы по сути соединим в одну детали BC и ED.

Теперь переставим точку трассировки в другое место(ось Е) и посмотрим, что получится

С помощью таких простых инструментов можно создавать достаточно сложные механизмы.

Отдельно остановлюсь на поршневом двигателе. Он устанавливается не на какую то ось(точку), а на деталь(отрезок).

Основной параметр поршня – длина его штока. С помощью кнопки из панели инструментов «Kinematic Drag» поршень можно выдвинуть. Или провернуть созданный механизм до нужного положения.

К сожалению, тут может проявиться недостаток программы. Механизм может смяться/сложиться/сломаться. Придется откатиться на шаг-два назад. Так что, пользуйтесь аккуратно.

Есть еще одна полезная кнопка. Самая нижняя на панели инструментов – создание элементов зубчатого соединения.

Большой свободы действий кнопка не дает. Можно создать пару шестеренок с передаточным значением по умолчанию 2 к 1. Если выделить эту пару, между ними появится зеленый квадратик. Нажав на него и потянув в сторону можно изменить передаточное значение. Такие пары можно использовать в своих проектах: добавлять в них двигатели, точки(оси) и т.д.

Вот как то так. Прошу прощения за мою терминологию. Объяснял так, как понимал сам. Надеюсь, эта статья пригодиться в ваших проектах.

Прочитано 1996 раз Последнее изменение Вторник, 12 Апрель 2016 08:02