Tutti abbiamo fatto riferimento alle Proprietà di massa quando lavoriamo con i modelli solidi, soprattutto quando prendiamo in considerazione SOLIDWORKS! Per la maggior parte, le informazioni utili sono disponibili a colpo d’occhio: Densità, Massa, Volume, Superficie, ecc. Ma come interpretare il resto delle informazioni incluse nelle Proprietà di massa, in particolare i numeri in basso? Cosa ci dicono esattamente?
Tutto torna ai Momenti di Inerzia che dipendono dalla massa, dalla forma e dall’asse di inerzia di un oggetto.
Rotazione
Ogni oggetto ha un Centro di massa che, se sospeso a mezz’aria da questo punto, sarà perfettamente bilanciato. Prendendo il seguente oggetto simmetrico blocco complesso come esempio, possiamo vedere gli assi principali attraverso il suo centro di massa.
Se il blocco ruotasse attorno a uno qualsiasi di questi assi, vedremmo i valori principali di Massa-Momento d’inerzia che vengono visualizzati in unità di ML2. Questi valori rappresentano la distribuzione della massa su ciascun asse.
I gruppi di numeri (matrici 3×3) nella parte inferiore della finestra Proprietà di massa rappresentano Tensori di inerzia.
Senza entrare troppo nel tecnico, gli elementi diagonali di queste matrici rappresentano sempre Momenti d’inerzia di massa intorno agli assi primari di un sistema di coordinate stabilito. Qualsiasi elemento non diagonale rappresenta un Prodotto incrociato MOI. Il MOI del prodotto trasversale è in realtà solo un’indicazione della simmetria dell’oggetto. Se è diverso da zero, allora possiamo aspettarci una coppia o un’accelerazione fuori asse che si tradurrà in un’oscillazione dell’oggetto; non in una pura rotazione. Pensi alla ruota di un’auto che viene bilanciata per evitare di oscillare.
Vediamo un esempio di un oggetto che è simmetrico su un solo piano (XY):
Qui vediamo valori zero per tutti i prodotti incrociati che contengono l’asse Z (nessuna oscillazione nella direzione Z). Questo perché la massa dell’oggetto è bilanciata equamente lungo questo asse su entrambi i lati del piano di simmetria.
Un modo di interpretare la notazione matriciale è il seguente: se un oggetto ruota intorno all’asse X, allora Lxx è la sua inerzia ‘contro’ la rotazione intorno all’asse X mentre, contemporaneamente, Lxz è la sua inerzia ‘contro’ la rotazione intorno all’asse Z.
Infine, probabilmente avrà notato che le Proprietà di Massa forniscono anche i valori di MOI intorno all’asse Z. Sistema di coordinate di uscita assi. L’OCS è il quadro di riferimento predefinito quando si avvia una parte, un assemblaggio, ecc.
Nell’esempio seguente, il blocco è stato creato estrudendo in avanti dall’origine predefinita (piano anteriore), quindi il suo OCS si trova nell’angolo inferiore posteriore sinistro. Vale la pena di notare che la posizione del sistema di coordinate di uscita può essere facilmente modificata anche dopo il completamento di una parte, e ciò avviene tramite Geometria di riferimento.
La matrice inferiore di numeri in Mass-Properties è calcolata facendo riferimento al sistema di coordinate Sistema di coordinate di uscita. In questo caso, è facile immaginare il nostro modello di esempio che ruota intorno agli assi OCS e, come ci aspetteremmo, i Momenti di inerzia sono molto più grandi. Di nuovo, vediamo il MOI su ogni asse espresso negli elementi diagonali, ma questa volta, poiché il modello non è simmetrico rispetto a nessuno degli assi OCS, vediamo valori non nulli in tutti i prodotti incrociati.
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