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ボディ

ボディのジオメトリ、慣性、色および座標系をモデル化する

関節のある機械的アセンブリのボディをモデル化します。ボディは剛体または柔軟にすることができます。後者は、力またはトルクが作用したときに自由に変形可能です。すべてのボディは、ジオメトリ、慣性、色などの物理特性によって特徴付けられます。可とう体には、それに加えて剛性、減衰、離散化レベルの特性があります。

剛体はさまざまな固体ブロック、File Solid ブロック、または特殊なケースでは可変の質量とジオメトリをもつこれらと同等のブロックをベースにしています。後者は [Body Elements][Variable Mass] ライブラリにあります。File Solid ブロックを使用して、3 次元パーツ ファイルからボディをインポートします。可とう体は、[Body Elements][Flexible Bodies] ライブラリ内のブロックをベースとしています。これらには、指定された断面をもつ細長体を表す柔軟ビーム ブロックと、低次元化されたモデルによって変形可能なボディの機械動作を捉える Reduced Order Flexible Solid block が含まれます。

単一の Brick Solid ブロック、File Solid ブロック、または General Flexible Beam ブロックで、1 つのボディを完全にモデル化できることもあります。しかし多くの場合、複数のブロックが必要になります。その場合、ボディは互いに固定されたシンプルなボディ要素の複合になります。ボディ要素間に必要な剛結合は、ブロック間の座標系接続ラインによって確立されます。一般的に接続ライン内に挿入される Rigid Transform ブロックによって、正しいアセンブリに必要な相対位置と相対方向が指定されます。

クラス

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simscape.multibody.BrickCreate brick geometry
simscape.multibody.CylinderCreate cylindrical geometry
simscape.multibody.EllipsoidCreate ellipsoidal geometry
simscape.multibody.GeneralExtrusionCreate extruded geometry with arbitrary polygonal cross section
simscape.multibody.GeometryAbstract base class for geometries
simscape.multibody.RegularExtrusionCreate extruded geometry with regular polygonal cross section
simscape.multibody.RevolutionCreate revolved geometry
simscape.multibody.SphereCreate spherical geometry
simscape.multibody.InertiaAbstract base class for specifying mass distributions
simscape.multibody.MassDistributionConstruct custom mass distribution
simscape.multibody.PointMassConstruct point mass
simscape.multibody.UniformMassConstruct uniform mass distribution with given total mass
simscape.multibody.UniformDensityConstruct uniform mass distribution with given density
simscape.multibody.AdvancedVisualPropertiesSpecify advanced visual properties
simscape.multibody.SimpleVisualPropertiesSpecify simple visual properties
simscape.multibody.VisualPropertiesAbstract base class for visual properties

Simscape ブロック

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Brick SolidSolid brick element with geometry, inertia, and color
Cylindrical SolidSolid cylindrical element with geometry, inertia, and color
Ellipsoidal Solid Solid ellipsoidal element with geometry, inertia, and color
Extruded SolidSolid extruded element with geometry, inertia, and color
File SolidSolid element with properties derived from external file
General Variable MassMass element with variable inertial properties
GraphicMarker with graphic properties
InertiaMass element with fixed inertial properties
Inertia SensorSensor to measure the inertial properties of body groups or mechanisms
Reduced Order Flexible SolidFlexible body based on a reduced-order model
Revolved SolidSolid revolved element with geometry, inertia, and color
Spherical SolidSolid spherical element with geometry, inertia, and color
Variable Brick SolidSolid brick with variable mass and size
Variable Cylindrical SolidSolid cylinder with variable mass and size
Variable Spherical SolidSolid sphere with variable mass and size
General Flexible PlateThin plate with elastic properties for deformation
Flexible Angle BeamAngle beam with elastic properties for deformation
Flexible Channel BeamChannel beam with elastic properties for deformation
Flexible Cylindrical BeamCylindrical beam with elastic properties for deformation
Flexible I BeamI-beam with elastic properties for deformation
Flexible Rectangular BeamRectangular beam with elastic properties for deformation
Flexible T BeamT-beam with elastic properties for deformation
General Flexible BeamSlender extrusion with elastic properties for deformation
DiskDisk for contact modeling
Grid SurfaceGrid surface for contact modeling
Infinite PlaneInfinite plane for contact modeling
PointPoint geometry for contact modeling
Point CloudPoint cloud geometry for contact modeling
SplineCubic interpolating plane curve or space curve
Reference Frame非慣性基準座標系
Rigid Transform座標系間の固定された空間関係
World Frame慣性基準座標系

関数

smnewSimscape Multibody のモデル テンプレートとブロック ライブラリを開く
sm_libSimscape Multibody ブロック ライブラリを開く

トピック

ボディ

  • ボディのワークフロー
    マルチボディ モデルの中心的構成要素であるボディは、ボディ要素で構成されます。ボディ要素は、それぞれが座標系と属性で構成されます。ボディのモデル化とは、単にブロックをモデルに追加することではありません。ここでは、モデリングの際に覚えておくべき一般的手順をいくつか示します。
  • 柔軟ビームの概要
    柔軟ビームは、線形の弾性変形が可能な一定断面をもつ細長体です。これらは、剛体近似が有効ではないときに使用します。柔軟ビームをモデル化する際に覚えておくべき背景情報をここにいくつか示します。
  • ボディ要素の複合化
    標準的なボディは固体と他のボディ要素の集合体です。この意味で、それは複合ユニットです。複合化を使用して、単純なジオメトリと慣性から複雑なジオメトリと慣性を作成する方法を学びます。
  • 可とう体としての掘削機ディッパー アームのモデル化
    Reduced Order Flexible Solid ブロックを使用して、任意のジオメトリの変形可能なボディをモデル化する。ボディの CAD ジオメトリから開始して、有限要素メッシュを生成し、ブロックで使用する低次元化されたデータを生成する。
  • ボディのモデル化
    ボディとは、ギア、ピストン、レバーなど、後でマルチボディ システムに組み立てるために作成する物理的パーツの表現です。ピストン エンジンがその一例です。ここでは、ボディだけでなく、モデル内でボディを表現するためによく使用されるブロックとツールについても紹介します。

ジオメトリ

  • 押し出しおよび回転のモデル化
    一般的な Extruded Solid ブロックおよび Revolved Solid ブロックは、最も汎用性の高い事前設定された固体形状です。これらの断面はカスタムで、座標行列を指定して設定します。ここでは、形状とそれを定義する断面の両方を紹介します。
  • 固体ジオメトリの表現
    ジオメトリは、固体、および固体で構成されたボディの主要属性です。Solid ブロックを使用して、固体の形状やサイズを指定することができます。ここでは、このブロックを使用して指定 (またはインポート) できる形状のタイプを紹介します。

慣性

  • 固体の慣性の表現
    慣性は、運動の変化に対するボディの抵抗を定量化する、モデルにおいて最も重要な属性の 1 つです。ここでは、モデル内で表現可能な慣性のタイプと、そのために使用できるブロックおよびパラメーター表現を紹介します。
  • カスタム慣性の指定
    "慣性" は、質量、重心、慣性モーメント、および慣性乗積を指すためによく使用される一般的な用語です。これらの慣性パラメーターについて、また Simscape Multibody 環境でこれらがどのように定義されているかについて学習します。
  • 可変慣性の指定
    シミュレーション中、すべての慣性が一定とは限りません。一部は変化する可能性があり、多くの場合、モデルで最も重要なのはそれらの変化するパラメーターです。可変慣性と、それらのパラメーターをモデル内で指定する方法について詳しく学習します。

座標系

  • 接続座標系の作成
    多くの場合、ジョイントと拘束の接続で使用するために新しい座標系を作成しなければなりません。このような座標系を作成する方法と、ジョイントや拘束がボディ内でのそれら座標系の配置にどのように影響するかを学びます。
  • カスタムの固体座標系の作成
    すべての固体にはローカル基準座標系がありますが、モデル内での接続のために、他のカスタムの座標系を作成することができます。Solid ブロックの座標系作成パネルを使用してこのタスクを実行する方法を学びます。
  • 座標系の取り扱い
    座標系とは、ボディにおけるボディ要素の位置と向きを符号化する 3 本の軸の組み合わせです。ボディ要素を接続する手段としての座標系と、それらの要素をオフセットする手段としての剛体変換について学習します。

可視化

  • 固体の色の操作
    色は、ボディを識別するのに役立ち、マルチボディの可視化の有効性を高めます。指定可能な色のパラメーターと、ボディの外観に対するその影響について学習します。
  • モデルおよびそのコンポーネントの可視化
    可視化は、マルチボディ シミュレーションの中心部分であるだけでなく、ボディのモデル化とその形状、サイズ、座標系配置、色の確認に不可欠なツールでもあります。ここでは、Simscape Multibody 環境で使用可能な可視化ユーティリティとそれらがモデリング ワークフローで果たす役割の概要を説明します。