maturski rad (simulacija teleskopskog mehanizma)

Maturski rad Modeliranje teleskopskog mehanizma

Tema: Modeliranje teleskopskog mehanizma

Potrebno je obraditi sledeće:

1. U softweru CATIA V5 modelirati sedam sastavnih dijelova teleskopskog mehanizma prema datim crtežima;

2. Sastavni sklop koji sadrži te dijelove;3. Definisati takva sklopovska ograničenja koja će ostaviti samo jedan stepen slobode;4. Uraditi simulaciju teleskopskog mehanizma;5. Teoretski objasniti sve faze modeliranja;6. Izraditi tehničku dokumentaciju.

Mujkić Asmir IV MTKP Modeliranje mašinskih elemenata i konstrukcija


SADRŽAJ:

1. Uvod.......................................................................................................................................3

2. Modeliranje sedam sastavnih dijelova mehanizma teleskopskog mehanizma ....................................................................................................................................................4

2.1.Donji cilindar .......................................................................................................................5

2.2.Središnji cilindar ..................................................................................................................9

2.3.Gornji cilindar.....................................................................................................................10

2.4.Postolje...............................................................................................................................13

2.5. Glava cilindra....................................................................................................................15

2.6. Pin.....................................................................................................................................18

2.7 Križ............... ....................................................................................................................19

3.Prikaz sklopa koji sadrži dijelove ( Donji cilindar,središnji cilindar,gornji cilindar,postolje,pin,križ i glava cilindra ) i ograničenje sklopa na samo jedan stepen slobode (izvlačenje cilindara)................................................................................................................20

4.Kreiranje spojeva u okruženju Digital Mockup .....................................................................23

5.Simuliranje relativnog kretanja sklopa..................................................................................27

6.Zaključak...............................................................................................................................40



1.UVOD

Mi ćemo ovdje prikazati postupak modeliranja teleskopskog mehanizma u programu CATIA V5 R15. Svaki dio modeliramo posebno, zatim ih spojimo i napravimo sklop. Pošto želimo napraviti simulaciju mehanizma, moramo prvo odrediti neke spojeve koji će nam olakšati naš posao. Glavno je da ograničimo naš sklop na samo jedan stepen slobode a to je kretanje cilindara po datoj pravoj.Teleskopski cilindri ili višestupanjski cilindri sastavljeni su od više cilindara složenih jedan u drugoga. Pri tome cijev cilindra može vršiti i ulogu klipnjače. Mogu imati dvije, tri, četiri, pet ili čak šest stupnjeva. Najčešće se koriste u slučajevima gdje je ugradna dužina cilindra manja od zahtijevanog radnog hoda. Većina teleskopskih cilindara ima jednostrano djelovanje, a postoje i teleskopski cilindri s dvostranim djelovanjem.



2. Modeliranje sedam sastavnih dijelova teleskopskog mehanizma

Kreiramo modele sedam dijelova koristeći predložene dimenzije. Ukoliko neka dimenzija nedostaje, procijenimo njenu vrijednost na osnovu kompletne slike. I pored toga što polazimo od pretpostavke da dovoljno poznajemo program CATIA i da možete brzo modelirati ove dijelove.



2.1. Donji cilindar

Aktiviramo okruženje Part Design – to možemo uraditi na više načina, u zavisnosti od modela CATIA koji koristimo. Iz standardne Windows palete možemo selektovati File>New. Na taj način čemo preći u okruženje Part Design, gdje možemo kreirati dio sa podrazumijevanim nazivom Part .1 slika 2.1.0.

Da bi smo promijenili podrazumijevani naziv, postavimo kursor iznad grane Part.1. u stablu, kliknemo desnom tipkom miša i iz menija izaberemo opciju Properties.

Slika 2.1.0.Odabir opcije part

U prozoru Properties pređemo na stranicu Product i u polje Part Number unesemo Donji cilindar kao na slici 2.1.1. To će biti novi naziv dijela koji ćemo koristiti kroz čitavu vježbu. Stablo u gornje lijevom uglu će izgledati kao na slici 2.1.2.

Slika 2.1.2.Prikaz stabla dijela „Donji cilindar“

Slika 2.1.1.Prikaz prozora „Propertis“

Selektujemo yz ravan i uđemo u modul Sketcher . Pomoću ikone Profile u paleti Profile tog modula,nacrtat ćemo presjek cilindra,kao što je prikazano na slici 2.1.3.



Donji lijevi ugao skice postavit ćemo u koordinatni početak ravni skiciranja.

Slika 2.1.3.Presjek cilindra Slika 2.1.4.Nakon napuštanja “Sketchera

Napustimo modul Sketcher (slika2.1.4).Pomoću ikone Shaft otvorit ćemo dijalog (slika 2.1.5). Za Profile/Surface Selection slektujemo skicu Sketch.1, a za Axis Selection selektujemo ivicu u centru koordinatnog sistema(slika 2.1.6).

Slika 2.1.6.Selektujem “Axis” Slika 2.1.5.Opcija “Shaft”

Odmah nakon selekcije parametara Axis na ekranu će se pojaviti žičani model rezultujućeg objekta (slika 2.1.7).

Slika 2.1.7.”Žičani model” Slika 2.1.8. “3D Model cilindra



Zatvorit ćemo dijalog, tako što ćemo kliknuti na OK i dobit ćemo crtež kao na slici 2.1.8.

Zatim selektujemo osu zx i uđemo u modul Sketcher zatim nacrtamo crtež koji je na slici 2.1.9.

Slika 2.1.9.

Izađemo iz modula Sketcher. Kliknemo na ikonu Pad . Za polje Profile/Surface Selection selektujemo skicu Sketch.2(slika 2.1.10).Provjerit ćemo da li je ovjereno polje Mirror extent . U polje Lenght unijet ćemo vrijednost dijela (slika 2.1.10).

Slika 2.1.10.Pad Definition

Kad kliknemo na OK izaći će ćemo iz Pad.Pomoću opcije Edge Fillet Definition ćemo zaobliti ivice predhodno nacrtanog crteža

Slika 2.1.11. Edge Fillet Definition



Posle toga uđemo na Sketcher označavajući zy osu i crtamo krug pomoću kojeg ćemo izbušiti 2 rupe kao što je prikazano na slici 2.1.12.

Slika 2.1.12. Sketcher Slika 2.1.13. Pocket Definition

Kliknemo na ikonu Pocket i izaći će nam prozorčić od Pocket,u koji selektujemo predhodno nacrtani krug i upišemo vrijednost dovoljnu da bi probili 2 dijela (Slika2.1.13.)Klikom na OK operacija će se izvršiti i cilindar će izgledati kao na slici 2.1.14.

Slika 2.1.14.

Time smo završili ovaj dio,i prelazimo na sledeći.



2.2. Središnji cilindar

Pređemo u okruženje Part Design i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom Središnji cilindar. Selektujemo yz ravan i aktiviramo modul Sketcher (slika 2.2.0).Pomoću ikone Profile u istoimenoj paleti alata modula Sketcher nacrtat ćemo poprečni presjek cilindra( slika 2.2.1).

Izađemo iz modula Sketcher ( slika 2.2.2).

. Slika 2.2.0.

Slika 2.2.1 Slika 2.2.2

Napustimo modul Sketcher (slika2.1.4).Pomoću ikone Shaft otvorit ćemo dijalog (slika 2.2.3). Za Profile/Surface Selection slektujemo skicu Sketch.1, a za Axis Selection selektujemo ivicu u centru koordinatnog sistema.

Slika 2.2.3

Zatvaranjem dijaloga Shaft završava se i kreiranje središnjeg cilindra(slika 2.2.4).

Slika 2.2.



2.3.Gornji cilindar

Pređemo u okruženje Part Design i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom Gornji cilindar(slika 2.3.1).Modeliranje cilindra je jednostavan zadatak,s obziromda nećemo modelirati detalje koji postoje na pravom cilindru.

Slika 2.3.1

Model započinjemo crtanjem poprečnog presjeka cilindra u Sketcher-u kao što je prikazano na slici 2.3.2. Izađemo iz modula Sketcher i idemo na Shaft ,zatim označeni crtež rotiramo oko vertikalne ravni u centru koordinantnog sistema.


Kada kliknemo na OK prikazat će cilindar(Slika 2.3.4.) na koji ćemo da nacrtamo u Sketcher-u dio za koji će biti teleskopski mehanizam pričvršćen sa gornje strane (Slika 2.3.5.)

Slika 2.3.4. Slika 2.3.5.



Posle nacrtanog dijela,izađemo iz Sketchera,kliknemo na ikonu Pad i unesemo vrijednost koja odgovara (Slika 2.3.6.)

Slika 2.3.6.

Posle Pad ulazimo u Sketcher birajući stranu prikazanu na slici 2.3.7.Crtamo krug (slika 2.3.8.) koji će biti otvor za križ koji će spajati cilindar i dio koji se pričvršćuje na konstrukciju koja se podiže uz pomoć teleskopskog mehanizma.




Posle nacrtanog kruga,izlazimo iz Sketcher-a i kliknemo na Pocket ,preko kojeg ćemo izbušiti rupe pomoću nacrtanog kruga ( Slika 2.3.9.) .Posle toga,potrebno je zakriviti ivice na vrhu dijela pomoću Edge Fillet Definition kao što je prikazano na slici 2.3.10.

Slika 2.3.9. Slika 2.3.10.

Posle toga ćemo još da zaoblimo dati predmet preko Edge Fillet Definition,da bi ga uredili (slika 2.3.11.) posle kojeg će da izgleda prema slici 2.3.12.

Slika 2.3.11. Slika 2.3.12.

Time smo i završili ovaj dio mehanizma.



2.4.Postolje

Pređemo u okruženje Part Design (slika 2.4.0) i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom Postolje.

Slika 2.4.0

Selektujemo ravan yz,uđemo u modul Sketcher i u njemu nacrtamo crtež (slika 2.4.1.).

Slika 2.4.1.

Izađemo iz modula Sketcher kliknemo na ikonu Pad tako da će predmet dobiti izgled 3D crteža (slika 2.4.2).Ovog puta ćemo opet koristiti ovjeravanja polja Mirror extant .


Posle OK stvorit ćemo tijelo koje ćemo morati isjeći,ući ćemo u Sketcher tako što selektujemo zx osu prikazanu na slici i ponovo uđemo u Sketcher(slika 2.4.2). Zatim nacrtamo pravougaonik kao što je prikazano na slici 2.4.3. i izađemo iz Sketchera,idemo na ikonu Pocket pomoću koje ćemo isjeći tijelo.Kada to završimo označit ćemo vanjsku stranu predhodno nacrtanog u Sketcheru nacrtat ćemo profil kao što je prikazan na slici 2.4.4 i naredbom Pocket ćemo izbušiti 2 rupe(slika 2.4.5.)




Kada završimo sa isijecanjem (slika 2.4.6.) ući ćemo ponovo u Sketcher označavajući podnožje postolja(slika 2.4.7.) i crtamo 4 rupe za koje će se pričvrstiti konstrukcija.


Posle nacrtanih 4 kruga,izlazimo iz Sketcher i naredbom Pocket ćemo isjeći predhodno nacrtane krugove(slika 2.4.8.)




2.5.Glava cilindra

Pređemo u okruženje Part Design i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom glava cilindra(slika 2.5.0).Selektujemo ravan xy i pređemo u okruženje Sketcher . Nacrtajmo skicu prikazanu na slici (slika 2.5.1).

Slika 2.5.0

Slika 2.5.1

Izađemo iz modula Sketcher .Kliknemo na ikonu Pad i izvučemo treću dimenziju skici (slika 2.5.2).

Slika 2.5.2

Selektujemo vanjsku stranu novokreiranog dijela i uđemo u modul Sketcher . Nacrtamo krug sa lokacijom koji je prikazan na sledećoj slici 2.5.3. Krug postavljamo centralno u odnosu na V osu skice.

Slika 2.5.3



Izađemo iz modula Sketcher i isiječemo naredbom Pocket predhodno nacrtani krug tako da probije čitav dio.


Posle toga ivice moramo zaobliti,to ćemo pomoću naredbe Edge Fillet Definition, kao što je prikazano na slici 2.5.6.


Posle toga,označavamo gornju površinu i ulazimo u Sketcher u kojem crtamo sledeći oblik crteža(slika 2.5.8.)

Slika 2.5.8.



Izađemo iz Sketchera,kliknemo na naredbu Pad i izvučemo crtež na odgovarajuću visinu(slika 2.5.9.).Posle toga,ponovo ćemo ući u Sketcher i nacrtati odozgo 4 odgovarajuće rupe koje ćemo izbušiti pomoću Pocket(slika 2.5.10.),koja će služiti da se pričvrsti konstrukcija za cilindar.

Slika 2.5.9. Slika 2.5.10.

Slika 2.5.11.



2.6.Pin

Pređemo u okruženje Part Design i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom pin(slika 2.6.1).Modeliranje osovinice je jednostavan zadatak,s obziromda nećemo modelirati detalje koji postoje na pravoj osovinici.

Slika 2.6.1

Model započinjemo crtanjem kruga poluprečnika R=30 mm na ravni yz (slika 2.6.2),a zatim mu izvučemo treću dimenziju, tako da dobijemo debljinu od 30 mm, ali vodimo računa da prije toga ovjerimo kontrolno polje Mirror extent (slika 2.6.2). Time ćemo dobiti osovinicu ukupne dužine 60 mm, čija je osa postavljena u smjeru x ose, kao što je prikazano na slici 2.6.2. Obostrano izvlačenje dimenzije (mirror extent) je odabrano da bi ravan yz ostala u centru dijela, time znatno olakšavamo naknadno kreiranje ograničenja(slika 2.6.3).




2.7.Križ

Pređemo u okruženje Part Design i započinjemo kreiranje dijela pod nazivom križ(slika 2.7.1).Modeliranje osovinice je jednostavan zadatak,s obziromda nećemo modelirati detalje koji postoje na pravoj osovinici.

Slika 2.7.1.

Model započinjemo kao pin crtanjem kruga poluprečnika R=30 mm na ravni yz (slika 2.7.2),a zatim mu izvučemo treću dimenziju, tako da dobijemo debljinu od 30 mm, ali vodimo računa da prije toga ovjerimo kontrolno polje Mirror extent (slika 2.7.2).Vratimo se u Sketcher u osi xz i nacrtamo ponovo krug iste debljine(Slika 2.7.4.) i isto ga izvučemo kao i predhodni,time dobijamo križ koji će spajati gornji cilindar i glavu cilindra(slika 2.7.5.).



Slika 2.7.6.



3.Prikaz sklopa koji sadrži dijelove ( Donji cilindar,središnji cilindar,gornji cilindar,postolje,pin,križ i glava cilindra ) i ograničenje sklopa na samo jedan stepen slobode (izvlačenje cilindra) .

Uđemo u okruženje Assembly Design – to možemo uraditi na više načina, u zavisnosti od naše CATIA konfiguracije. Iz standardne Windows palete, na primjer,možemo selektovati File>New.U dijalogu prokazanom na slici 3.0desno selektujemo opciju Product. Na taj način ćemo preći u okruženje Assembly Design i kreirati sklop sa podrazumijevanim nazivom Product.1. Slika 3.0

Ako želimo da izmijenimo ponuđeni naziv, kliknemo desnim tasterom miša na granu Product.1 u stablu i iz menija selektujemo opciju Properties.U dijalogu Properties otvorimo stranicu Product i u polje Part Number unesmo Telepskopski mehanisam.To će biti novi naziv sklopa koji ćemo koristiti do kraja vježbe.

U nastavku ćemo našem sklopu dodati sedam ranijih kreiranih dijelova. Iz standardne Windows palete selektujemo Insert>Existing Component, a zatim u dijalogu File Selection selektujemo dijelove Donji cilindar,središnji cilindar,gornji cilindar,postolje,pin,križ i glava cilindra (slika 3.3). Ubacivanje dijelova u sklop će promijeniti i izgled stabla(slika 3.5).

Slika 3.4

Na ekranu će se pojaviti svih sedam dijelova. Njihov relativni položaj na našem ekranu može biti drugačiji od prikazanog, u zavisnosti od načina njihovog kreiranja. Dijelovi će se najvjerovatnije preklapati.



U tom slučaju možemo razdvojiti dijelove pomoću ikone Manipulation ,kako bi smo olakšali kasnije definisanje sklopovskih ograničenja(slika 3.5).

Slika 3.5

Počećemo sa fiksiranjem cilindra kako bismo spriječili njegovo kretanje pri definisanju ostalih ograničenja. Kliknemo na ikonu Anchor (slika 3.6).upaleti alata Constraints i selektujemo dio pod nazivom Postolje(slika 3.7).

Slika 3.6

U nastavku ćemo kreirati dva ograničenja tipa podudarnosti (coincident) između donjeg cilindra i pin-a,čime ćemo ukloniti sve relatične stepene slobode Slika 3.7

osim izvlačenja cilindra. Kliknemo na ikonu Coincidence u paleti alata Constraints(slika 3.8) i selektujemo ose dijelova donjeg i srednjeg cilindra(slika 3.11.)

Slika 3.8



Kliknemo ponovo na ikonu Coincindence i selektujemo ose simetrije dijelova srednjeg i gornjeg cilindra.

Slika 3.10

Pomoćo ikone Update aktiviramo dijelove koje smo postavljali u istu osnu ravan pomocu Coincidence i upravo kreirana ograničenja prikazana su na slici 3.11.

Slika 3.11.

U prošlim koracima. Namjera nam je da uklonimo sve relativne stepene slobode,osim rotacije. To ćemo ponovo uraditi sa dva ograničenja tipa podudarnosti. Čitav posao možemo pojednostaviti primjenom komadne Manipulation , kojom ćemo prvo razdvojiti dijelove.

Slika 3.13



Podsjećujemo se da moramo ukloniti rotaciju cilindra. To ćemo uraditi tako što ćemo kliknuti na ikonu Angle Constraint i selektujemo ravni prikazane na slici 3.14 . Isti efekat možemo postići izborom drugih ravni. Cilj nam je da ugao između izabranih ravni ostane konstantan čime se sprečava relativna rotacija između cilindara.

Slika 3.14. Slika 3.15.

Aktiviramo upravo kreirano ograničenje klikon na dugme Update , nakon čega će dijelovi biti postavljeni na pozicije kao što je na slici 3.16.

Slika 3.16.

4.Kreiranje spojeva u okruženju Digital Mockup



Okruženje Digital Mockup je prilično složeno, ali mi ćemo se zabaviti samo modulom DMU Kinematics. U njega možemo ući preko standardne Windows palete, kao što je prokazano na slici 4.0. Start>Digital Movkup>DMU Kinematics.

Slika 4.0

Počećemo sa konverzijom sklopovskih ograničenja u spojeve mehanizma.Kliknemo na ikonu Assembly Constraints Conversion u paleti alata DMU Kinematics (slika4.1). Slika 4.1

Ova komanda omogućava automatsko kreiranje najčešće korišćenih spojeva na osnovu postojećih sklopovskih ograničenja.Na ekranu će se otvoriti dijalog prikazan na slici 4.2.

Kliknemo na dugme New Mechanism.Na taj način ćemo preći u novi dijalog u kome možemo dodijeliti naziv svommehanizmu. Podrazumijevani naziv je Mechanism.1. Prihvatimo ga tako što ćemo kliknuti na OK.U dijalogu možemo primijetiti natpis Unresolved pairs: 6/6.

Kliknemo na dugme Auto Create . Ukoliko parametar Unresolved pairs dobije vrijednost 0/6, to je znak da se stvari odvijaju u dobrom pravcu.

Spojevi prikazani na slici dolje u potpunosti odgovaraju našim namjerama. Blok je takođe fiksiran, nakon primjene komande Anchor u sklopu. Jedini preostali stepen slobode je posljedica činjenice da pozicija mehanizma nije u potpunosti definisana sve dok ne definišemo položaj cilindara (slika4.6).



Slika 4.6

Ukoliko automatska konverzija sklopovskih ograničenja na generiše željene spojeve, nedostajući spoj(revolucioni ili neki drugi) možemo kreirati ručno preko palete Kinematics Joints.(slika 4.7)

Slika 4.7

Da bi smo mogli da animirano mehanizam, moramo ukloniti preostale stepene slobode. To ćemo postići pretvaranjem spoja Revolute.1 u Angle driven spoj. Kliknemo dva puta mišem na granu Revolute.1 u stablu, čime se otvara dijalog prikazan na slici 4.8.

Slika 4.8

Otvorimo polje Angle driven promijenimo vrijednosti parametara Lower limit i Upper limit, tako da odgovaraju vrijednostima sa slike 4.9. Te parametre mm možemo izmijeniti i na ostalim lokacijama u okviru programa.

Slika 4.9

Kada zatvorimo gornji dijalog i pod pretpostavkom da su ostale radnje izvršene korektno, na ekranu će se dobiti sledeća poruka(slika 4.10).To je zaista dobra vijest (mehanizam se može simulirati).U nastavku ćemo animirati mehanizam bez razmatranja parametra vremena.

Slika 4.10

Kliknemo na ikonu Simulation u paleti alata DMU Generic Animation , nakon čega možemo izabrati mehanizam koji želimo da simuliramo (ukolimo ih imamo više). U našem primjeru jednostavno selektujemo Mechanisam.1 (slika 4.11) i zatvorimo prozor.

Slika 4.11

Odmah nakon zatvaranja prozor u stablu će se pojaviti grana pod nazivom Simulation.Pored toga, na ekranu će se pojaviti dva nova dijaloga, prikazana na slici 4.12.Prevlačenjem klizača iz tog dijaloga u desnu stranu počinje i rotacija oko svoje ose.



Slika 4.12

Kada klizač u dijalogu Kinematics Simulation dođe u krajni desni položaj,kliknemo na dugme Insert u dijalogu Edit Simulation, slika 4.12. Time se aktiviraju komanndna dugmad video plejera . Vratimo mehanizam na početnu poziciju klikom na dugmo Jump to Start ,čime se ponovo aktivira i dugme Change Loop Mode .Nakon klika na dugme Play Forward radilica će načiniti veoma brz skok u krajnji položaj, tako da se teško može uočiti bilo kakav pokret.Da bismo usporili kretanje radilice izmijenimo vrijednosti koraka interpolacije – postavimo na 0.04, (slika 4.13)

Slika 4.13

Nakon izmjene koraka interpolacije na 0.04 vratimo radilicu u početni položaj klikon na dugme Jump to Start . Kliknemo na dugme Play Forward i uživajmo u polaganoj i glatkoj rotaciji radilice.Kliknemo na dugme Compile Simulation (slika 4.14)u paleti alata Generic Animation. Nakon pritiska na dugme File name (slika 4.15)možemo izabrati lokaciju i naziv animacione datoteke koja će biti generisana,slika dolje.Izaberemo odgovarajuću putanju i naziv za datoteku, a zatim postavimo vrijednost parametara Time step na 0.04, čime ćemo dobiti AVI datoteku sa polaganim kretanjem radilice.

Slika 4.15 Slika 4.14

Slika 4.16 prikazuje popunjen dijalog Compile Simulation.

Slika 4.16

Tokom generisanja AVI datoteke možemo posmatrati polaganu rotaciju radilice. Dobijenu AVI datoteku možemo pogledati u programu Windows Media Player.



Ukoliko nam AVI datoteka nije potrebna, već želimo samo nekoliko puta pogledati animaciju, moramo generisatireprizni prikaz (Replay). To ćemo postići ovjerom polja Generate a replay u dijalogu Compile Simulation(slika 4.17).Nakon ovjere tog polja većina ranijih opcija postaje nedostupna. Pored toga, u stablu će se pojaviti grana pod nazivom Replay.1(slika 4.18).


Kliknemo na ikonu Replay u plati alata Generic Animation. Duplim klikom na granu Replay.1 u stablu otvaramo dijalog Replay. Isprobamo različite položaje komandnih dugmadi Change Loop Modes .Radilicu možemo uvijek vratiti na početnu poziciju pomoću dugmadi Jumo to Start .Parametar skip ratio (u dijalogu na slici desno ima vrijednost x1) upravlja Replay brzinom.(slika 4.19)

Slika 4.19

5.Simuliranje relativnog kretanja sklopa

Dosadašnje animacije nisu uzimale u obzir parametar vremena, odnosno ugaonu brzinu koja je data u definiciji problema. U nastavku ćemo problem uvesti i nešto vremenski zavisne fizike.Pošto želimo da dobijemo dijagrame pozicije,brzine i ubrzanja klipa u funkciji vremena, potrebno je drfinisati tačku na klipu čije kretanje ćemo pratiti. To može biti i koordinatni početak uzet za taj dio, mada je ponekad potrebno nadzirati neku konkretnu tačku, ili se mora istovremeno pratiti i translatorno i rotaciono kretanje. Zbog toga ćemo odrediti drugu tačku na klipu, čime ćemo istovremeno prikazati i način kreiranja tačke koja će biti nadgledana.



Kliknemo na ikonu Simulation with Laws u paleti alata Simulation. Program će prikazati sledeći dijalog, u kome stoji upozorenje da moramo definisati barem jednu relaciju između komande i parametra vremena(slika 5.3).

Slika 5.3

Željenu relaciju možemo kreirati nakon klikom na ikonu Formula u paleti alata Knowledge,čime se otvara dijalog prikazan na slici 5.4.

Slika 5.4

Kliknemo mišem na granu Mechanisam.1,DOF=0 u stablu(slika 5.5). Na taj način će u dijalogu Formulas biti prikazani samo oni parametri koji imaju veze sa mehanizmom.

Slika 5.5

Dugačka lista je time svedena samo na dva parametra, kao što se može vidjeti u dijalogu(slika 5.6).

Slika 5.6

Selektujemo stavku Mechanisam.1/Commands/Commands.1/Angle i kliknemo na dugme Add Formulas , što će nas odvesti u dijalog Formula Editor(slika 5.7)

Slika 5.7

Kliknemo na stavku Time u srednjoj koloni (Members of arameters),a zatim kliknemo dva puta mišem na stavku Mechanisam.1/KINTime u koloni Members of Time.



Pošto se ugao može izračunati množenjem brzine – (3600deg)/(1s) u našem primjeru – i vremena, izmijenimo polje u kome je prikazana desna strana jednačine, tako da kompletna formula dobije sledeći izgle:

Mechanisam.1/Commands/Commands.1/Angle=(3600deg)*(Mechanisam.1/KINTime)/(1s)

Slika 5.9 prikazuje popunjeni dijalog Formula Editor.

Slika 5.9

Kada kliknemo na OK formula će biti upisana u dijalog Formulas, slika 5.10.

Slika 5.10

Prilikom definisanja formule moramo obratiti pažnju na jedinice kinematičkih parametara. Ukoliko formula ima različite jedinice na lijevoj i desnoj strani, program će izbaciti poruku upozorenja.Mi smo pošteđeni takve poruke,pošto naša formula unijeta je korektno. Novo kreirani zakon će se pojaviti i u stablu,u grani pod nazivom Law(slika 5.11).

Slika 5.11

Podsjećamo se da mi želimo da kreiramo dijagram pozicije,brzine i kretanja koji su posljedica ovog kretanja. Da bismo to postigli, klinemo na ikonu Speed and Acceleration u paleti alata DMU Kinematics, čime se otvara dijalog prikazan na slici 5.12

Slika 5.12



Za polje Reference product selektujemo dio block (sa ekrana ili iz stabla). Za polje Point selection selektujemo tačku na klipu koju smo kreirali ranije. Na taj način smo deifnisali senzor koji će zabilježiti relativan pokret izabrane tačke u odnosu na postolje (koji je nepokretan)(slika 5.13)

Slika 5.13

U stablu će se pojaviti nova grana,Speed and Acceleration.1.(slika 5.14)

Slika 5.14

Nakon definisanja kinematičke relacije i određivanja tačke za prikupljanje podataka možemo

pristupiti simulaciji mehanizma. Kliknemo na ikonu Simulate with Laws u paleti alata Simulation.Time se otvara dijalog Kinematics Simulation,prikazan na slici 5.15.

Slika 5.15

Vidi se da je predviđeno vrijeme trajanja simulacije 10 sekundi. To vrijeme možemo promijeniti na dugme .U novootvorenom dijalogu postavit ćemo vrijeme na 1 s. To je vrijeme u kome će cilindar napraviti 2 puna izvlačenja i uvlačenja(slika 5.16)

Slika 5.16

Granična vrijednost uz klizač će nakon toga biti izmijenjena na 1s. Ovjerimo polje Activate sensors u donjem lijevom uglu. U nastavku moramo obaviti određene selekcije u dijalogu Sensors.

Pošto nam je Z osa vezana za praćenje pokreta, kliknemo na sledeće stavke radi zapisa podataka o poziciji,brzini i ubrzanju klipa:

Mechanisam.1/Joints/Cylindrical.1/LenghtSpeed-Acceleration.1/Z_LinearSpeedSpeed-Acceleration.1/Z_LinearAcceleration

Napomena: Željeni rezulati se mogu dobiti i izborom stavke Speed-Acceleration.1/Z_Point.1, umjesto Mechanisam.1/Joints/Cylindrical.1/Lenght.



Nakon selekcije prikazanih stavki, odgovarajuća polja u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobijaju vrijednost Yes, kao što je prikazano na slici 5.18. Nećemo još zatvarati dijalog Sensors nakon navedenih selekcija(ostavit ćemo ga otvorena radi generisanja rezultata).

Slika 5.18

Izmijenimo vrijednost parametara Number od steps na 1000. Što je veći broj, to će i dijagrami brzine i ubrzanja biti zaobljeniji. Pošto ćemo generisati dijagram za 10 punih obrtaja, to znači da će 1000 koraka dati 100 tačaka za svaki pojedinačni obrtaj(slika 5.20).

Slika 5.20

Vrijeme je da prevučemo klizač u dijalog Kinematics Simulation (umjesto toga,možemo i da kliknemo na dugme plejera ).

Slika 5.21

Kada cilindar dođe u krajni položaj (tih 1000 koraka će trajati neko vrijeme, ali bi značajnije smanjenje broja koraka dalo prilično skokovit dijagram, s obzirom da se radi o izvlačenju cilindra) kliknemo na dugme Graphic u dijalogu Sensor. Tako ćemo dobiti dijagram pozicije,brzine i ubrzanja na istoj osi(jedinice na vertikalnoj osi će odgovarati onom izlazu koji je selektovan u desnom dijelu prozora). Klikom na neki od izlaza u desnom dijelu prozora dobijemo odgovarajuće jedinice na osi. Tri dijagrama, za poziciju( Lenght cilindričnog spoja), brzinu (Z_LinearSpeed) i ubrzanje (Z_Linear_Acceleration), prikazana su na narednim slikama, sa odgovarajućim vertikalnim osama za svaki izlaz pojedinačno.

Vertikalna osa prilagođena prikazu pozicije (slika 5.22).



Slika 5.22

Vertikalna osa prilagođena prikazu brzine(slika 5.23):

Slika 5.23

Vertikalna osa prilagođena prikazu ubrzanja(slika 5.24):

Slika 5.24

Prethodni dijagrami prikazauju deset obrtaja radilice. Sada ćemo generisati dijagrame koji odgovaraju samo jednom izvlačenju(drugim riječima,za t = 0.1 sekundi). Dijagram ćemo izraditi za 80 koraka.Kliknemo na dugme Start da bismo vratili cilindar u početni položaj. Vrijeme trajanja simulacije ćemo izmijeniti klikom na dugme i unosom vremena od 0.1s (slika 5.25)u novootvorenom dijagramu. To je vrijeme u kome će radilica načiniti jedan puni obrtaj.Napomena: Ukoliko klizač pređe u krajnu desnu poziciju, moramo kliknuti da dugme Start , kako bismo ga vratili na poziciju koja odgovara nultom vremenu(slika 5.26).




Pomjerni klizač u dijalogu Kinematics Simulation. Sa njegovim prevlačenjem počinje i rotacija radilice, zajedno sa pomijeranjem cilindra duž njegove ose.Kada cilindar dođe u krajni položaj, kliknemo na dugme Graphics u dijalogu Sensor. Program će prikazati dijagrame pozicije,brzine i ubrzanja na istoj osi za jedno izvlačenje cilindra. Dijgrami su prikazani na sledećim slikama.Vertikalna osa prilagođena prikazu pozicije(hod cilindra)(slika 5.29).

Slika 5.29

Kada se vertikalna osa prilagodi prikazu brzine, možemo uočiti neke činjenice koje bi trebalo već da znamo – brzina klipa je nula u gornjoj i u donjoj mrtvoj tačci(dva ekstrema na dijagramu dužinE), dok je u srednjoj tačci ona maksimalna.

Slika 5.30



Zaključak:

Teleskopski mehanizmi imaju pravolinijsko kretanje,pretvaraju hidrauličnu energiju u mehaničku.Energija hidrauličnog medija se pretvara u upravljivu silu koja deluje po pravoj liniji. Hidraulični medij obično predstavlja mineralno ulje, ali se u hidraulici koriste i sintetička ulja i emulzije, a sve više i voda (vodena hidraulika).Sastoje se od cilindara(broj cilindara zavisi kolika veličina je potrebna za ostvarivanje rada- većinom su od 2 do 6) i od pomoćnih dodataka.


maturski rad (simulacija teleskopskog mehanizma)

Documents