Sobre graus de liberdade
É muito importante entender o significado de graus de liberdade para a seleção das restrições apropriadas e para definir a capacidade de um mecanismo de se mover. O número de graus de liberdade (GDL) representa o número de parâmetros independentes requeridos para especificar a posição ou o movimento de cada corpo rígido no sistema.
Um conjunto de restrições predefinido configura uma conexão entre dois corpos rígidos. As restrições no conjunto funcionam como restrições do movimento dos corpos rígidos relativos uns aos outros, reduzindo o total possível de graus de liberdade do sistema.
Um corpo rígido completamente irrestrito tem seis graus de liberdade, três translacionais e três rotacionais. Cada restrição restringe o movimento de uma maneira específica. Por exemplo, se você aplicar uma conexão de pino (que só permite o movimento rotacional em torno de um eixo) a um corpo rígido, os graus de liberdade para este corpo rígido serão reduzidos de seis a um.
Antes de selecionar um conjunto de restrições predefinido para ser aplicado ao modelo, você deve saber qual tipo de movimento deseja restringir para o corpo rígido e qual tipo de movimento deseja permitir.
Conexões gerais e 6DOF
Use uma conexão geral para representar uma conexão com o mesmo DOF que você deseja definir para um componente específico. Há conexões gerais que têm o mesmo número de DOF que outras conexões (por exemplo, uma bola, um cilindro, ou uma conexão de pino). Depois de criar uma conexão geral, ele aparece no modelo como um sistema de coordenadas. Seu DOF é exibido como setas translacional e rotacional.
Você pode usar uma restrição 6DOF para indicar uma conexão que tem três eixos de movimento rotacional e três eixos de movimento translacional. O movimento dos componentes do modelo relativo uns aos outros não muda porque nenhuma restrição real é aplicada. A conexão 6DOF pode ser reutilizada para aplicar servomotores ou para modelar um tipo específico de conexão.
O número de graus de liberdade rotacionais em um 6DOF em uma conexão ou uma conexão de bloqueio gimbal pode ser reduzido por um quando a conexão de anel universal pode ser reduzida por um quando a conexão estiver em um estado gimbal. Neste caso o DOF total seria também diminuir por um.
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Graus de liberdade total
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Eixo de rotação
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Eixo de translação
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Tipo de Conexão
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Restrições associadas ao DOF específico
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0
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0
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0
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Solda — Cola dois corpos rígidos.
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0
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0
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0
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Rígido — Cola duas peças e muda a definição subjacente do corpo rígido. As peças restritas por uma conexão rígida constituem um único corpo rígido.
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1
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0
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1
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Trilho — Translada ao longo de um eixo.
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Plano-plano coincidente
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1
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1
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0
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Pino — Rotaciona sobre um eixo.
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2
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2
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0
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Geral
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Alinhamento de ponto-ponto, se o ponto estiver em uma aresta.
Aresta no plano
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2
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1
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1
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Cilindro — Translada ao longo e rotaciona sobre um eixo específico.
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Ponto na linha
Orientação plano-plano
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2
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0
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2
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Geral
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Aresta no plano, posto que o plano não é perpendicular nem paralelo à aresta
Orientação plano-plano
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3
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3
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0
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Bola — Rotaciona em qualquer direção.
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Alinhamento de ponto-ponto
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3
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2
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1
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Geral
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Aresta no plano
Ponto na linha (linha e aresta devem se alinhar)
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3
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1
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2
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Planar — Corpos rígidos conectados por uma restrição planar movem-se em um plano com relação uns aos outros. A rotação é sobre um eixo perpendicular ao plano.
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Plano-plano coincidente/paralela
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3
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0
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3
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Geral
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Orientação plano-plano
Orientação plano-plano (não paralelo ao primeiro conjunto de planos)
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4
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3
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1
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Mancal — Combina uma conexão de bola com uma conexão de trilho.
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Ponto na aresta.
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4
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2
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2
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Geral
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Aresta no plano
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4
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1
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3
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Geral
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Orientação plano-plano
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4
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3
|
1
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Slot
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Ponto em uma trajetória não reta
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3
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3
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0
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Gimbal — Alinha os centros dos dois CSYS (veja abaixo).
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Ponto a ponto
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5
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3
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2
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Geral (consulte abaixo).
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Ponto no plano
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6
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3
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3
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6DOF — Rotaciona e translada em qualquer direção (veja abaixo).
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Além das restrições de conjunto de conexão, considere as restrições impostas pelos servomotores que você aplicar ao seu modelo. Os servomotores são deslocamentos, velocidades e acelerações reforçados que removem os graus de liberdade.
Tenha cuidado para aplicar somente os conjuntos de restrições pré-definidas que você precisa para restringir o movimento do mecanismo. Se você superrestringir o mecanismo, você terá redundâncias que podem fornecer resultados de reação imprecisos nas análises dinâmicas. dinâmicas.
Para obter mais informações sobre a colocação de componentes e conjuntos de restrições, procure a área de montagem do Help Center.
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