Mechanical Dynamics
Dynamic Designer – это интегрированный в среду AutoCAD/Mechanical и Mechanical Desktop расчетный модуль для проведения динамического и кинематического анализа составных механических систем (механизмов).
Dynamic Designer использует графические форматы, поддерживаемые AutoCAD и Mechanical Desktop.
Продукт поставляется в трех вариантах (перечислены в порядке возрастания возможностей) – Simply Motion (SM), Dynamic Designer Motion Lite (DDML) и Dynamic Designer Motion (DDM).
При инсталляции Dynamic Designer в среде AutoCAD или Mechanical Desktop появляется дополнительный пункт меню – "Motion" с набором команд, необходимых для работы.
Моделирование динамики механизмов включает три этапа:
- Построение динамической модели. На этом этапе геометрические связи исходной геометрии преобразуются в шарнирные соединения динамической модели. Этот процесс происходит автоматически с возможностью последующей корректировки со стороны пользователя. Пользователь также моделирует внешнее воздействие на элементы конструкции в виде сил, моментов и кинематических зависимостей (предписанное движение отдельных частей и шарниров).
- Анимация движения компонентов сборки. На втором этапе формируется система уравнений, описывающая движение модели, которая решается вычислительным модулем Dynamic Designer. Модуль рассчитывает перемещения, скорости, ускорения каждого компонента сборки, силы реакций и моменты в каждом шарнирном соединении. При этом пользователь в процессе вычислений наблюдает мгновенные снимки конфигурации системы, соответствующие тому или иному моменту времени.
- Визуализация результатов.
На этом этапе пользователь может получить в разных формах исчерпывающую информацию о характере движения конструкции и силовых факторах, возникающих в ее элементах.
В арсенале средств всех вариантов поставки программы имеется 7 основных шарниров (Spherical Joint – сферический, Revolute Joint – вращения, Cylindrical Joint – цилиндрический, Planar Joint – скольжения (плоскость-плоскость), Translational Joint – поступательный, Universal Joint – универсальный, Fixed Joint – жесткая заделка) и три примитива (Parallel Axis Joint Primitive – параллельные оси, Inline Joint Primitive – точка на линии, Inplane Joint Primitive – точка в плоскости). В качестве дополнительных связей могут выступать пружины ( линейные – растяжение-сжатие и торсионные -скручивающий момент). В дополнение к возможностям SM вариант DDML имеет блок графического представления результатов расчета. Функциональность DDM по сравнению с SM и DDML существенно расширена. Этот вариант поддерживает 3 дополнительных шарнира (Rack and Pinion Joint – рейка и шестерня, Screw Joint – винтовой, Constant Velocity Joint – постоянная скорость), элемент Joint Couplers – шарнирная пара, линейный и торсионный демпферы, а также имеет следующие дополнительные возможности:
- Учет трения в 6 основных шарнирах.
- Моделирование контактного взаимодействия по типу точка-кривая, кривая-кривая с непрерывным и дискретным контактом (кулачковый механизм, пара шестерня-зубчатая рейка).
- Прямое использование ADAMS – функций для задания предписанных усилий, движений и моделирования пружин и демпферов.
- Моделирование ударных (impact) нагрузок, возникающих при столкновении элементов сборки. Если два элемента сближаются на определенную дистанцию, то начинают действовать ударные силы (силы столкновения), определенные параметрами взаимодействия, которые применяются для обеих взаимодействующих частей.
- Рассматривается вариант специального вида ударных нагрузок – Pin/Slot Force (палец/паз).
- Моделирование внешних нагрузок (силы и моменты), как активных, так и активно-реактивных. Последние возникают при взаимодействии элементов конструкции между собой.
Все 3 варианта программы имеют сходный интерфейс, рассчитанный на создание пользователю идеальных условий работы. Все параметры, описывающие систему ( кроме геометрии) и устанавливаемые средствами Dynamic Designer, называются ARX-параметрами. На эти параметры действуют многие команды AutoCAD (ERASE, CHPROP, GRIP editing) для изменения их визуального представления. Помимо пункта основного меню "Motion" с набором команд, необходимых для работы, имеется броузер (IntelliMotion Browser). Броузер представляет графическую иерархическую структуру модели. Технология "Drag & Drop", а также нажатие правой кнопки "мышки", вызывающее контекстно-зависимое всплывающее меню, позволяют выполнять весь набор команд, не обращаясь к пункту "Motion".
Для построения модели задачи имеется очень удобное средство – IntelliMotion Builder (Интеллектуальный построитель), который представляет собой своеобразный "Wizard", определяющий последовательность действий пользователя.
Программа имеет мощный вычислительный модуль, который позволяет для сборок с большим количеством компонентов быстро и точно производить расчеты и визуализацию результатов (анимация и графика). Дополнительно можно провести проверку конструкции на интерференцию (взаимопроникновение) ее составных компонентов и внести коррективы в конструкцию, если интерференция имеет место.