活动 5：约束并加载滚子

在本活动中，您将向滚子的 3 个平动自由度指定零位移结构约束，以便它仅可绕旋转轴旋转。然后，为滚子规定一个在事件持续时间内持续的恒定旋转速度，以便它旋转并展平在其下经过的钢板。

由于滚子已在滚动，为了防止立即加速到规定转动速度的冲击，您还需要设置初始角速度以匹配规定的转动速度边界条件。

要约束滚子，您需要

• 向 3 个平动自由度应用固定结构约束
• 将 314.159 rad/s 的绕 Z 轴规定转动速度应用到滚子
• 定义控制规定转动速度的增强曲线，以确保恒定转动速度
• 应用初始角速度以匹配规定转动速度。

前提条件

• 活动 4 已完成。

步骤

1. 设置“结构约束”以固定滚子的三个平动自由度。

   1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“约束”面板 >“结构约束”）以打开“结构约束”对话框。

   2. 确认约束“类型”已设置为“固定”。

   3. 在画布中单击滚子以选择它作为“目标”。

      注意：由于它是刚体，因此整个实体均会被选中，且除了显示常规平动自由度 (DOF) 外，“结构约束”对话框中还显示三个转动自由度。

   4. 单击“Rx”、“Ry”和“Rz”****轴以取消选择它们，以便仅固定三个平动自由度。

      

   5. 单击“确定”以设置约束并关闭对话框。

2. 根据介绍信息，滚子以 314.159 弧度/秒的速度旋转。规定滚子的转动速度为绕 Z 轴 314.159 弧度/秒。

   1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“约束”面板 >“规定转动”）以打开“规定转动”对话框。

   2. 在画布中单击滚子以将其标识为“实体”。

      注意：您只能选择“刚体”。

   3. 将“约束类型”更改为“转动速度”。

   4. 选择“Omega z 分量”以定义方向。

   5. 如有必要，单击 “更改单位”，然后将单位切换为“弧度/秒”。

   6. 将“大小 OmegaZ”设置为 314.159 弧度/秒。

      

3. 定义滚子的运动，以便它在事件持续时间内以 314.159 弧度/秒的恒定转动速度移动。

   1. 在“规定转动”对话框中，单击 “增强曲线”以打开“增强曲线”对话框。

   2. 在对话框的右侧，为“时间 0”处的“倍增”键入 1，以便滚子在开始时以 314.159 弧度/秒的速度移动。

   3. 在第 2 行，确认将“时间”设置为 0.002（这是您在设置中定义的事件持续时间），然后将“倍增”再次设置为 1，使滚子在整个持续时间内继续以 314.159 弧度/秒的速度移动。

   4. 按键盘上的 Enter 键以接受值。

      

   5. 单击“确定”以接受曲线，然后关闭“增强曲线”对话框。

   6. 单击“确定”以应用规定转动速度并关闭对话框。

   注意：系统将显示一个绿色箭头，指示规定旋转的方向。

4. 向滚子应用 314.159 弧度/秒的“初始角速度”。将滚子的边用作“位置参考”，将钢板的正面用作“方向参考”。

   1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“初始角速度”）以打开“初始角速度”对话框。

   2. 在画布中选择滚子以将其选作“实体”。

   3. 确认“方向类型”已设置为 “法向”。

   4. 如有必要，单击 “更改单位”，然后将单位切换为“弧度/秒”。

   5. 在“初始角速度”对话框中，单击 “选择”（与“位置参考”相关联）以将其激活，然后单击滚子的环形边。

      注意：这会将圆的圆心定义为旋转轴的位置。

   6. 在“初始角速度”对话框中，单击 “选择”（与“方向参考”相关联）以将其激活，然后单击钢板的正面。

      注意：这标识了定义旋转轴的“法向”方向。

   7. 在“初始角速度”对话框中，单击 “翻转方向”，使橙色箭头的方向与绿色箭头的方向匹配。

   8. 将“大小”设置为 314.159 弧度/秒。

      

   9. 单击“确定”以应用载荷并关闭对话框。

活动 5 概要

在本活动中，您完成了以下任务：

• 向 3 个平动自由度应用了固定结构约束
• 将 314.159 rad/s 的绕 Z 轴规定转动速度应用到滚子
• 定义增强曲线以确保旋转速度恒定
• 应用了初始角速度以匹配规定转动速度。