Объект: SV3KTU

Библиотека: Mechanics3D

Имя на уровне решателя: Mechanics3D.SV3KTU

Аннотация: Управляемая упругая связь между двумя точками с характеристикой деформация-усилие, задаваемой таблично

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	node1	XYZ	Узел поступательного движения.1-го тела
2	node2	XYZ	Узел поступательного движения 2-го тела.
3	node3	DOF1	Управляющий узел

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	length	real	Длина элемента в недеформированном состоянии	m	1.0
2	pointA	pXYZ	Начальные координаты первого связываемого тела (Xa,Ya,Za)	m	0, 0, 0
3	pointB	pXYZ	Начальные координаты второго связываемого тела (Xb,Yb,Zb)	m	1, 0, 0
4	table	Diagram	Зависимость силы от перемещения	m	0, 0, 1, 1

Пример использования компонента

Модель управляемой упругой связи между двумя точками с характеристикой деформация-усилие, задаваемой таблично (SV3KTU)

Объект SV3KTU — управляемая упругая связь между двумя точками, характеристика деформация-усилие которой задаётся таблично. Эффективная жёсткость связи может масштабироваться внешним управляющим сигналом. Компонент используется в механических системах для моделирования упругих элементов с настраиваемыми свойствами.

Проверка колебаний груза вдоль оси OX, прикреплённого к пружине, у которой закреплён второй конец.

Начальные данные:

Параметры модели (SV3KTU)

pointA = 0, 0, 0 - Начальные координаты первого связываемого тела (Xa, Ya, Za)

pointB = 1, 0, 0 - Начальные координаты второго связываемого тела (Xb, Yb, Zb)

length = 0.5 - Длина элемента в недеформированном состоянии

table = 0, 0, 1, 100 - Зависимость силы от перемещения (базовая жёсткость 100 Н/м)

Initial signal = 0.25 - Начальное значение сигнала на порту (должна совпадать со значением управляющего сигнала)

Управляющий сигнал

C = 0.25 - Коэффициент масштабирования жёсткости

Параметры инерционного элемента (M3D1)

M = 1.0 кг - Масса груза

Закрепление

Конец B соединён с заземлением (жёсткая опора)

end = 5 с - Время интегрирования

Схема тестирования:

Груз массой 1.0 кг (M3D1) прикреплён к концу A упругой связи SV3KTU. Конец B связи заземлён. На управляющий вход связи подаётся сигнал C = 0.25, который масштабирует базовую зависимость силы от перемещения. Система предоставлена свободным колебаниям вдоль оси OX. Перемещения груза по осям X, Y, Z регистрируются датчиками.

Результат:

При нулевом растяжении сила со стороны пружины на груз из таблицы равна 0 Н · 0.25 = 0 Н. При перемещении 1 м сила со стороны пружины равна 100 Н · 0.25 = 25 Н. Эффективная жёсткость пружины k = 25 Н/м.

Период колебаний груза массой m = 1 кг:

\[T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 2 \cdot 3.14 \cdot \sqrt{\frac{1}{25}} = 2 \cdot 3.14 \cdot 0.2 = 1.257\ \text{с}\]

На графике показаны временные зависимости перемещений X, Y, Z. Кривая X совершает гармонические колебания с периодом примерно 1.257 с. Кривые Y и Z остаются близкими к нулю, что подтверждает движение строго вдоль оси OX. Результаты соответствуют расчётным значениям, модель работает корректно.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста

Рисунок 2 - SV3KTU.Check (перемещения X, Y, Z)