A propos des degrés de liberté
Il est absolument essentiel de comprendre le fonctionnement des degrés de liberté pour sélectionner les restrictions appropriées et définir la capacité d'un mécanisme à se déplacer. Le nombre de degrés de liberté (DDL) représente le nombre de paramètres indépendants requis pour spécifier la position ou le mouvement de chacun des corps rigides du système.
Un jeu de restrictions prédéfinies définit une liaison entre deux corps rigides. Les restrictions du jeu limitent le mouvement des corps rigides les uns par rapport aux autres, ce qui réduit le nombre total de degrés de liberté (DDL) du système.
Chaque corps rigide libre possède six degrés de liberté : trois en translation et trois en rotation. Chaque restriction limite le mouvement de manière spécifique. Par exemple, si vous appliquez à un corps rigide une liaison pivot (qui autorise uniquement le mouvement de rotation autour d'un axe), les degrés de liberté de ce corps rigide sont réduits de six à un.
Avant de sélectionner un jeu de restrictions prédéfini à appliquer à votre modèle, vous devez savoir quel type de mouvement du corps rigide vous souhaitez limiter et celui que vous souhaitez autoriser.
Liaisons générales et liaisons à 6 DDL
Utilisez une liaison générale pour représenter une liaison possédant le même DDL que celui que vous souhaitez définir pour un composant spécifique. Il existe des liaisons générales qui possèdent le même nombre de DDL que d'autres liaisons (par exemple, une rotule, un cylindre ou une liaison pivot). Toute nouvelle liaison générale créée apparaît dans le modèle en tant que repère. Ses DDL s'affichent sous la forme de flèches de translation et de rotation.
Vous pouvez utiliser une restriction à 6 DDL pour indiquer une liaison dotée de trois axes de mouvement de rotation et de trois axes de mouvement de translation. Le mouvement de chacun des composants du modèle ne varie pas car aucune restriction réelle n'est appliquée. La liaison à 6 DLL peut être réutilisée pour appliquer des moteurs d'asservissement ou pour modéliser un type de liaison spécifique.
Le nombre de degrés de liberté en rotation dans un modèle à 6 DDL ou dans une liaison de verrouillage de rotule pilotée peut être réduit de un lorsque la liaison est dans un état de rotule pilotée. Dans ce cas, le nombre total de DDL diminue également de un.
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Nombre total de degrés de liberté
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Axe de rotation
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Axe de translation
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Type de liaison
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Restrictions liées à des DDL spécifiques
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0
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0
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0
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Soudure (Weld) : colle deux corps rigides l'un à l'autre.
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0
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0
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0
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Rigide (Rigid) : colle deux pièces ensemble tout en modifiant la définition de corps rigide sous-jacente. Les pièces contraintes par une articulation rigide constituent un corps rigide unique.
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1
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0
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1
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Glissière (Slider) : translate le long d'un axe.
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Coïncident plan à plan
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1
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1
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0
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Pivot (Pin) : effectue une rotation autour d'un axe.
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2
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2
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0
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Général (General)
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Alignement point à point si le point est sur une arête.
Arête sur plan.
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2
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1
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1
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Cylindre (Cylinder) : translate le long d'un axe donné et effectue une rotation autour de ce même axe.
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Point sur ligne
Orientation plan à plan
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2
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0
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2
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Général (General)
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Arête sur plan à condition que le plan ne soit ni perpendiculaire ni parallèle à l'arête
Orientation plan à plan
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3
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3
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0
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Rotule (Ball) : effectue une rotation dans toutes les directions.
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Alignement point à point
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3
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2
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1
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Général (General)
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Arête sur plan
Point sur ligne (ligne et arête doivent être alignées)
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3
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1
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2
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Plan (Planar) : les corps rigides reliés par une liaison appui plan se déplacent les uns par rapport aux autres dans un plan. La rotation s'effectue autour d'un axe perpendiculaire au plan.
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Coïncident/parallèle plan à plan
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3
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0
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3
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Général (General)
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Orientation plan à plan
Orientation plan à plan (non parallèle au premier jeu de plans)
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4
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3
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1
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Palier (Bearing) : associe une liaison de rotule et une liaison glissière.
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Point sur l'arête
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4
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2
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2
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Général (General)
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Arête sur plan
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4
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1
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3
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Général (General)
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Orientation plan à plan
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4
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3
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1
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Rainure (Slot)
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Point sur une trajectoire non-droite
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3
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3
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0
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Rotule pilotée (Gimbal) : aligne les centres de deux REPERES (voir ci-dessous).
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Point à point (Point to Point)
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5
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3
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2
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Général (General) (voir ci-dessous).
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Point sur plan
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6
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3
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3
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6 DDL (6DOF) : effectue une rotation et une translation dans toutes les directions (voir ci-dessous).
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En plus des restrictions de jeu de liaisons, vous devez tenir compte des restrictions imposées par les moteurs d'asservissement appliqués à votre modèle. Les moteurs d'asservissement sont des déplacements, vitesses et accélérations forcés qui suppriment des degrés de liberté.
Veillez à n'appliquer que le nombre exact de jeux de restrictions prédéfinis pour limiter le mouvement du mécanisme. Si vous surcontraignez le mécanisme, vous aurez des redondances qui risquent de produire des résultats de réaction incorrects dans les analyses dynamiques.
Pour obtenir des informations plus détaillées sur le placement des composants et les jeux de restrictions, effectuez une recherche dans la zone Assemblage (Assembly) du Centre d'aide.
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