SOLIDWORKS 质量惯性力矩解析

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在处理实体模型时,我们都会提到质量属性,尤其是在计算 SOLIDWORKS 认证!大部分有用信息一目了然:密度、质量、体积、表面积等。但是,如何解读《质量特性》中的其他信息,尤其是底部的数字?它们到底在告诉我们什么?

SOLIDWORKS 质量属性惯性矩解析

惯性力矩取决于物体的质量、形状和轴线。 旋转.

每个物体都有一个质量中心,如果以此为中心悬浮在半空中,物体就会完全平衡。下面是一个对称的 复数块 为例,我们可以看到通过其质量中心的主轴。

质量中心 SOLIDWORKS 模型

如果块体围绕其中任何一个轴旋转,我们将看到以 ML 为单位显示的主质量惯性矩值2. 这些数值代表质量在每个轴上的分布。

惯性主轴和惯性主轴 SOLIDWORKS 质量属性

质量属性窗口底部的数字组(3×3 矩阵)表示 惯性张量.

SOLIDWORKS 惯性力矩

在不涉及太多技术问题的情况下,这些矩阵的对角元素总是代表 惯性质量矩 关于既定坐标系主轴的惯性矩。任何非对角元素都代表 交叉产品 MOI.横积 MOI 实际上只是物体对称性的一个指标。如果它不为零,那么我们就可以预期离轴扭矩或加速度会导致物体摆动,而不是纯粹的旋转。想想汽车车轮 平衡 以防止晃动。

让我们来看一个只对一个平面(XY)对称的物体的例子:

关于 XY 对称的 SOLIDWORKS 模型

在这里,我们可以看到包含 Z 轴的所有交叉积的值均为零(Z 方向无摆动)。这是因为物体的质量在对称平面两侧沿此轴均等平衡。

包含 Z 轴的所有横积值均为零

矩阵符号的一种解释方法是:如果一个物体绕 X 轴旋转,那么 Lxx 是它绕 X 轴 “逆 “旋转的惯性,同时,Lxz 是它绕 Z 轴 “逆 “旋转的惯性。

最后,您可能已经注意到,”质量特性 “还给出了关于 输出坐标系 轴。输出坐标系是启动零件、装配体等时的默认参照基准,因此其位置取决于模型的构建方式。

在下面的示例中,块是从默认原点(前平面)向前挤出创建的,因此其 OCS 位于左下角。值得注意的是,输出坐标系的位置即使在零件完成后也可以轻松更改,更改方法如下 参考几何体.

SOLIDWORKS 输出坐标系

质量属性中的底层数字矩阵是通过引用 输出坐标系.在这种情况下,很容易想象出我们的示例模型围绕 OCS 轴转动的情景,正如我们所预期的那样,惯性力矩要大得多。同样,我们可以在对角线元素中看到关于每个轴的惯性力矩,但这次,由于模型不是围绕任何一个 OCS 轴对称的,我们可以在所有交叉积中看到非零值。

SOLIDWORKS 惯性矩阵参考输出坐标系


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