После завершения этого упражнения Вы будете способны:

 Создавать скользящее соединение

 Создание нагрузки от трения на оси соединения

1. Измените рабочий каталог на slide.

2. Откройте slide.asm. Модель выглядит как показано на рисунке 2-32. Сборка состоит из двух компонентов: кубика с названием block.prt и ската под углом в 45°, названного ramp.prt.

3. Исследуйте две модели. Выберите Modify и выберите два компонента для отображения размеров их сечений, как показано на рисунке 2–33. Block.prt - кубик размером 2"x2", а уклон имеет гипотенузу длинной в 30".

4. Глядя на дерево модели Вы можете видеть, что блок собран с уклоном. Увеличив вид кубика, Вы можете увидеть, что верхняя кромка кубика и уклона совмещены. Кубик имеет 28" расстояния, прежде чем достигнет основания уклона.

1. Выберите Set Up, Units. Появляется менеджер единиц.

2. Выберите Inch Pound Second (IPS) и нажмите кнопку , затем . Единицы сборки были установлены, но каковы единицы каждого из компонентов?

1. Выберите Applications, Mechanica. Появляется диалоговое окно Unit Difference, показанное на рисунке 2–34. Очевидно, единицы всех компонентов сборки не IPS.

2. Для устранения проблемы различия единиц, нажмите кнопку . Открывается окно Information Window, как показано на рисунке 2-35.

3. Из Information Window Вы можете видеть, что изменение единиц сборки было признано. Но единицы каждого компонента сборки были преобразованы в единицы Pro/ENGINEER по умолчанию - Inch lbm Second. Закройте Information Window, выбрав File,Close.

4. Преобразуйте единицы двух компонентов сборки, нажав кнопку .

5. Появляется окно Unit Info для подтверждения окончательного выбора единиц - IPS. Нажмите кнопку .

6. Выберите Motion из меню MECHANICA для переход в интегрированный режим Motion.

1. Выберите Model, Property, Material.

2. Выберите STEEL из колонки Materials in Library нажмите кнопки , , Part.

3. Выберите ramp.prt и block.prt, затем Done Sel, .

1. Выберите Model, Bodies. Открывается форма Bodies. Каждый компонент был передан отдельному телу, к модели движения было добавлено так же тело земли, как показано на рисунке 2–36. Это определение тел для модели движения по умолчанию.

2. Деталь кубика скатится вниз или будет двигаться относительно ската. Поскольку скат не двигается в течении анализа, он должен быть добавлен к телу земли. Выделите Ground и нажмите кнопку . Открывается диалоговое окно Body Definition, как показано на рисунке 2-37.

3. В данный момент телу земли не принадлежит ни одна деталь. Нажмите кнопку .

4. Выберите ramp.prt, затем Done Sel. Опять появляется диалоговое окно Body Definition. Обратите внимание, число деталей в теле земли изменилось на 1. Нажмите кнопку .

5. Опять появляется диалоговое окно Bodies. Тело RAMP удалено. Почему так?

6. Нажмите кнопку .

1. Выберите Model, Connections, Joints, Create.

2. Убедитесь, что отображение базовых точек включено и выберите PNT0 на ramp.prt и PNT0 на block.prt. Следует использовать опцию Query Sel, так как базовые точки находятся одна на другой, как показано на рисунке 2–38.

3. В диалоговом окне Joint Create создайте соединение типа Slider с названием [slider]. Нажмите кнопку . Появляется новое соединение, как показано на рисунке 2-39.

4. Ось ползункового соединения ориентирована не корректно. Ось соединения может быть переориентирована в соответствии с WCS модели. Включите отображение систем координат, появляется WCS в нижнем углу ramp.prt, как показано на рисунке 2–40.

5. Для переориентации ползуна вниз ската, следует ввести записанный вектор (-1,-1), как показано на рисунке 2–40. Выберите Edit, Axis.

6. Выберите ползунковое соединение.

7. Выберите Typed Vector и введите [-1 -1]. Ползунковое соединение переориентируется, как показано на рисунке 2–41.

1. Выберите Model, Loads, Create, Gravity.

2. Введите [-386.4] в поле Y и нажмите кнопку .

1. Выберите Model, Init Conds, Create, Joint Axis.

2. Выберите ось ползункового соединения.

3. Для того чтобы кубик стартовал в верхней части ската со скоростью 0 [дюйм/с], введите данные в диалоговое окно Initial Conditions for Joint Axis, как показано на рисунке 2–42.

4. После завершения нажмите кнопку , затем Done/Return, Done/Return.

1. Выберите Run.

2. Выберите Assembly в диалоговом окне Run и нажмите кнопку .

3. После завершения анализа сборки нажмите кнопку для одобрения конфигурации сборки. Теперь Вы готовы выполнить анализ движения.

1. Выберите Analyses.

2. Выберите Motion из раскрывающегося меню New Analysis и нажмите кнопку .

3. Введите значения для Name, Duration и Increment в форме Motion Analysis, как показано на рисунке 2-43.

4. Нажмите кнопки , , затем выберите Run.

5. Выберите Block_Motion и нажмите кнопку .

По мере выполнения анализа будет скользить вниз по скату и остановится при Time = 0.5. Это снабжает Вас достаточными данными, чтобы определить время, за которое блок достиг конца ската, и скорости блока за это время.

1. Выберите Results, Graph, Jt Axis Pos.

2. Выберите ось перемещения на соединение ползуна, затем Done Sel. Появляется диаграмма позиции кубика, как показано на рисунке 2–44. Почему форма графика представлено параболой, а не линейно?

3. Выберите Utilities, Seg Graph. Выберите первую точку сегмента диаграммы, которая соответствует приблизительному положению оси соединения в 25 и вторую точку, которая соответствует положению оси соединения в 30. Сегментированная диаграмма показана на рисунке 2–45.

4. Выберите Utilities, Point Query и выберите по отдельности две точки, показанные на рисунке 2–45. Соответствующие данные запроса появляются во всплывающих окнах, показанных на рисунке 2-46.

5. Вы можете интерполировать, используя данные этих точек, чтобы определить время, за которое кубик достиг конца ската (Jt Axis Pos = 28"). Решение для времени, t, по следующей формуле:

6. Кубик достигает конца ската приблизительно за 0.4533 секунды. Закройте открывшиеся окна и выберите Done/Return.

7. Затем Вы определите скорость блока в конце ската. Выберите Query, Joint Axisи выберите ось перемещения на соединении ползуна.

8. В диалоговом окне Query Joint Axis Results введите [0.452] в поле для времени и нажмите кнопку . Приблизительная скорость равна 123.5 [дюймов/с], как показано на рисунке 2–47.

9. Нажмите кнопку , затем Done/Return, Done/Return. Вы теперь выполните второй анализ, чтобы определить эффекты от трения на ползунковое соединение, соединяющее кубик со скатом.

1. Выберите Model, Loads, Create, Joint Axis.

2. Выберите ось перемещения на ползунковом соединении. Открывается форма Create Joint Axis Load, показанная на рисунке 2–48.

3. В поле Force Name введите [friction_frc].

4. Включите Friction в секции Load Functions. Форма обновляется, предоставляя поля Static и Dynamic для коэффициентов трения.

5. Введите значение [0.74] (Статический и динамические коэффициенты трения получены из Serway Physics for Scientists and Engineers, 4th edition (p. 126.) for Steel on Steel. ) для статического коэффициента. Введите [0.57] для динамического коэффициента и нажмите кнопку . Символ нагрузки трения появляется приложенным к поступательной оси ползункового соединения, как показано на рисунке 2-49.

1. Выберите Model, Init Conds, Edit, Joint Axis. Появляется диалоговое окно Information, показанное на рисунке 2-50. Ползунковое соединение высвечивается на модели.

2. Нажмите кнопку .

3. Установите Initial Position и Initial Velocity на Required со значением [0]. Нажмите кнопку , затем Done/Return, Done/Return.

4. Запустите анализ сборки. Кубик будет возвращён в начальную позицию в верхней части ската. Поскольку трение замедляет движение кубика при движении его вниз по скату, должен быть создан новый анализ движения.

1. Создайте второй анализ движения с названием [Block_Friction].

2. Введите для Duration значения [0.75] и для Increment значение [0.002]. Нажмите кнопки и .

3. Запустите анализ Block_Friction.

1. Выберите Results, Graph, Jt Axis Pos.

2. Выберите ползунковое соединение, затем Done Sel. Появляется диаграмма позиций кубика, как показано на рисунке 2–51.

3. Используйте Seg Graph и Point Query (из раскрывающегося меню Utilities) для определения времени, за которое блок достигает основания ската. Используйте точку вблизи 28". Время равно 0.69сек.

4. Закройте график и используйте запрос для определения скорости кубика в момент времени 0.69сек. Скорость равна 81.1 [дюйма/с].

5. Закройте окно запроса.

6. Выберите Results, Graph, Load и выберите нагрузку силы трения, приложенную к ползунковому соединению. Выберите Done Sel. Диаграмма выглядит как показано на рисунке 2-52.

7. Используя Point Query может быть определена сила трения, равная -0.9123 фунта. Сила является отрицательной, так как она взаимодействует против направления соединения. Вы можете видеть, что эффекты от трения в данном случае существенны и не должны игнорироваться.

8. Закройте диаграмму, сохраните модель и закройте окно. Удалите модель из памяти.