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.