WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动

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1.案例描述

钟摆由固定杆 L 和连接在自由端的质量B组成。系统在垂直平面中移动,作用在质量上的唯一力是地球的引力和施加在杆上的力。该条受到已知力矩 Mbar的影响。确定杆的最小和最大相对旋转。

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图1

2.多体动力学

建议一个多体多体动力学模块

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图2


3.参数

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图3

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图4

4.建立模型

用SCDM建立2mm*2mm*600mm的固定杆。

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图5

进入Mechanical设置固定杆为刚体,底部添加质量点,质量为0.2kg

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图6

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图7


5.接触

添加对地的转动副,选择固定杆的顶端面

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图8

6.Mesh

网格划分默认即可

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图9

7.边界条件

Analysis Settings中设置两个载荷步,具体设置如下

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图10

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图11

添加加速度,选择竖直的加速度,-9800

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图12

添加连接副载荷,大小选择表格

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图13

旋转速度设置如下,并且最后一步抑制。

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图14

8.结果

右键solution插入连接副探针

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图15

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图16

WB验证案例105:重力载荷下钟摆的运动的图17


仿真和理论对比

结果

理论

仿真

误差

最大转角

28.6°

28.631

0.1%

最小转角

-28.6°

-28.633

0.1167%


这里相信很多小伙伴比较困惑,理论值哪来的。其实验证案例都是根据课本或者一些论文里的案例来的,并不是脑袋一拍ANSYS团队自己想出来的,都是有出处的。但是毕竟是国外的软件,人家也不可能借鉴咱们中国的书,所以我也一直没有写。今天特地还去找了一下这个案例的参考教程,奈何没找到电子书,只有亚马逊上有卖。如果有小伙伴有渠道可以找到国外电子版的书,可以后台私聊我一下。如果能找到,以后我尽量把参考文献的那几页也分享给大家。


参考文献

Da Silva, Marcelo R.M. Crespo. (2016). Fundamentals of Dynamics and Analysis of Motion. (1st ed., Vol 1). Mineola, NY: Dover Publications. 129-136.



最后聊聊写文章吧,感觉一鼓作气写下去还是很容易的,但是一旦停下来就发现再提起来就非常难了。其实这篇文章我从过年上班来就一直写了,但是断断续续的写,一直坚持不下来。今天算是终于完成了,也算是开个头吧,希望自己能坚持下去,不太监。从18年开始写公众号到现在也差不多4年时间了,辗转经历了三个公众号,也认识了很多大佬,更多的是躺在好友列表里的曾经的小伙伴。说实话,写文章很辛苦,还不挣钱,纯粹是用爱发电,而且CAE的门槛也相对较高,高工资和控制,IT这些热门行业比起来的也没有竞争优势。所以看到了很多人坚持不下来,基本上都转行了。还有的很多公众号都是热血那么一段时间,接下来断断续续的更,再后来就消声灭迹了。包括我们中学生团队里也是这样,基本上很少写文了。

关于公众号的态度,以下是我对咱们小伙伴勉励的话,也分享给大家共勉之:关于公众号的文章,希望大家不要进入一个误区,觉得一定要是仿真的才可以发。首先,咱们写公众号的目的是促进自己的进步,公众号的首要作用是记录咱们的在学习中的一些总结,如果你不写你永远不会成体系的去归纳自己学习的东西,发文章其实不是给别人看的,更多的是给自己看,等你一天想要用到的时候,不是去翻电脑翻各种记录,而是掏出手机找到咱们自己的公众号,然后找到你写的那篇文章去看自己之前的总结。另外,咱们也没必要一定盯着仿真搞,觉得一定要仿真的才可以发文,咱们虽然叫CAE中学生,但是不仅仅局限于仿真,只要你有想法,能打开电脑写文章咱就发。不要因为外在的东西而停止自己前进的脚步。


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