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マルチボディ ダイナミクス

力、トルクおよび運動を適用し検出する

マルチボディ ダイナミクスとは、ジョイントで接続された複数の剛体や可とう体で構成される機械システムの動的な挙動の学問です。これらのボディは、加えられた力、トルク、および拘束によって発生する並進運動または回転運動を行います。Simscape™ Multibody™ を使用すると、ロボット、車両、建設機械、航空機着陸装置などの複雑なシステムについて、マルチボディ ダイナミクスのシミュレーションを実行できます。力、トルク、および運動の入力を指定してモデルを駆動し、モデルの動的応答をシミュレートすることができます。

ボディのペアの間に自由度を指定するには、Joints and Constraints ライブラリのブロックを使用します。たとえば、Prismatic Joint ブロックと Revolute Joint ブロックを使用して、スライダークランク機構の直線運動と回転運動をモデル化できます。Point on Curve Constraint ブロックを使用して、ローラー コースターと軌道の間の拘束をモデル化できます。

ボディに作用する力とトルクをモデル化するには、Forces and Torques ライブラリのブロックを使用します。たとえば、Magic Formula Tire Force and Torque ブロックを使用して、タイヤと地面の間の力とトルクをモデル化できます。ロボットが物をつかむような接触問題をモデル化するときには、Spatial Contact Force ブロックを使用して、ボディのペアの間で作用する力をシミュレートできます。

複数のボディ間の相対運動を測定するには、Transform Sensor ブロックを使用できます。力とトルクを測定するには、Constraints、Joints、および Forces and Torques の各ライブラリのブロックを使用できます。ジョイントにおけるボディの負荷はジョイント ブロックで測定でき、拘束ブロックはボディのペアの間の拘束を維持する力とトルクを検出できます。これらの量のそれぞれが、機械システムのマルチボディ ダイナミクスの解析で重要な不明点を解決するために役立ちます。

クラス

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simscape.multibody.AxialSpringDamperConstruct axial spring-damper force law
simscape.multibody.JointForceLawAbstract base class to construct joint force laws
simscape.multibody.SphericalSpringDamperConstruct spherical spring-damper force law
simscape.multibody.TorsionalSpringDamperConstruct torsional spring-damper force law

Simscape ブロック

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Angle ConstraintFixed angle between two frame Z axes
Distance ConstraintFixed distance between two frame origins
Point on Curve ConstraintKinematic constraint between frame origin and curved path
Point on Surface ConstraintKinematic constraint between frame origin and 2-D surface

1 つのプリミティブをもつジョイントまたはプリミティブをもたないジョイント

Prismatic Joint1 つの直進プリミティブをもつジョイント
Revolute JointJoint with one revolute primitive
Spherical JointJoint with one spherical primitive
Weld Jointプリミティブがゼロのジョイント

複数のプリミティブをもつジョイント

Bearing JointJoint with one prismatic and three revolute primitives
Bushing JointJoint with three prismatic and three revolute primitives
Cartesian Joint3 つの直進プリミティブをもつジョイント
Cylindrical JointJoint with one prismatic and one revolute primitives possessing parallel motion axes
Gimbal Joint3 つの回転プリミティブをもつジョイント
Pin Slot JointJoint with one prismatic and one revolute primitives possessing mutually orthogonal motion axes
Planar JointJoint with one revolute and two prismatic primitives
Rectangular JointJoint with two prismatic primitives
6-DOF JointJoint with one spherical and three prismatic primitives
Telescoping JointJoint with one prismatic and one spherical joint primitive
Universal JointJoint with two revolute primitives

自由度の結合されたジョイント

Constant Velocity JointJoint that enforces a constant-velocity kinematic constraint between two shafts
Lead Screw JointJoint with coupled rotational and translational degrees of freedom
External Force and TorqueGeneral force and torque arising outside the modeled system
Gravitational FieldField of force due to point mass
Internal ForceGeneral force acting reciprocally between two frame origins
Inverse Square Law ForceForce proportional to the inverse square distance between two frame origins
Magic Formula Tire Force and TorqueApply steady-state tire force and torque by using Magic Formula tire equations
Spatial Contact ForceModel contact between two geometries
Spring and Damper Force2 つの座標系の原点間の距離と相対速度に比例する力
Transform SensorSensor that measures the relative spatial relationship between two frames
Mechanism Configuration機構全体のシミュレーションと機械的パラメーター

トピック

力、トルクおよび運動の各出力の検出

力、トルクおよび運動の各入力の指定

力とトルクの指定

運動、力、およびトルクの検出

  • 力とトルクの検出
    検出可能な力とトルクおよびその検出に使用できるブロック。
  • 測定座標系の選択
    測定座標系の定義と測定座標系のタイプのまとめ。
  • 運動検出
    検出可能な運動変数およびその検出に使用できるブロック。
  • 回転の測定
    検出可能な回転運動変数およびその検出に使用できるブロック。
  • 並進の測定
    検出可能な並進変数およびその検出に使用できるブロック。