Mit Hilfe der kinematischen Elemente lassen sich beliebig große Mehrgelenksysteme verschiedenster Art frei anlegen. Zusätzlich bietet Ihnen ASOM v7 aber für diverse Mehrgelenktypen auch Synthesen an.
Synthesen unterstützen Sie bei der Auslegung von Mehrgelenksystemen auf der Basis von Vorgaben für die auszuführende Bewegung. Diese Vorgaben können in Form von gewünschten Punkten oder Lagen (Punkt plus Ausrichtung) für Start und Ende der Bewegung (sowie ggf. dazwischen) angegeben werden.
Eingelenk
Mit dieser Synthese können Sie ein Eingelenk konstruieren, das einen gegebenen Punkt auf einen anderen bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Eingelenk konstruieren, das einen gegebenen Punkt zunächst auf einen zweiten und dann auf einen dritten bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Eingelenk konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Viergelenk
Mit dieser Synthese können Sie ein Viergelenk konstruieren, das einen gegebenen Punkt auf einen anderen bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Viergelenk konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Viergelenk konstruieren, das eine gegebene Lage zunächst auf eine zweite und dann auf eine dritte bewegt.
Siebengelenk
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Stephenson (I) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Stephenson (IIa) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Stephenson (IIb) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Stephenson (III) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Watt (Ia) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie ein Siebengelenk in der Konfiguration Watt (Ib) konstruieren, das eine gegebene Lage auf eine andere bewegt.
Schubkurbel
Mit dieser Synthese können Sie eine Schubkurbel konstruieren, die eine Lage auf eine andere bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie eine Schubkurbel konstruieren, die eine gegebene Lage zunächst auf eine zweite und dann auf eine dritte bewegt.
Mit dieser Synthese können Sie eine Schubkurbel konstruieren, die zwischen zwei gegebenen Punkten eine exakte Geradführung realisiert.
Mit dieser Synthese können Sie eine Schubkurbel konstruieren, die zwischen zwei gegebenen Punkten eine angenäherte Geradführung realisiert.
Kräftesynthese
Die Kräftesynthese erlaubt es Ihnen, bestimmte Haltekraftwerte zu bestimmten Simulationszeitpunkten (oder -situationen) einzustellen und dann festzuhalten.
Kinematische Elemente sind die grundlegenden Bauteile, die Sie benötigen, um ein kinematisches System aufzubauen. Sie dienen primär der Übertragung von Bewegung und können dazu mit Antrieben ausgestattet werden. Sie können auch Kräfte übertragen, jedoch nicht durch Kräfte bewegt werden.
Ein Stab ist ein starres kinematisches Element, das über zwei Drehgelenke verfügt (binäres Element). Auch wenn er standardmäßig lediglich als gerade Linie dargestellt wird, kann er funktionell jedes Element beliebiger Form repräsentieren, das diese grundlegenden Eigenschaften teilt.
Ein Schubgelenk besteht aus zwei Elementen: dem Schieber und der Schiene. Kinematisch gesehen kann sich der mit einem Drehgelenk versehene Schieber entlang der Schiene bewegen, die sich wiederum um ein Gelenk an Ihrem einen Ende drehen kann.
Ähnlich wie das Schubgelenk besteht auch die Kulissenführung aus Schieber und Schiene. Die Schiene kann hier jedoch gebogen sein, da sie durch eine Spline dargestellt wird. Das Drehgelenk der Schiene ist mit einer starren Verlängerung an der Schiene befestigt, welche aber wenn nötig auch auf Länge Null gesetzt werden kann. Das Drehgelenk des Schiebers befindet sich dagegen direkt auf dem Schieber. Die Schiene kann auch als geschlossene Bahn ausgeführt werden und sich sogar kreuzen.
Zahnradpaare übertragen eine rotierende Bewegung, ändern dabei jedoch ihre Drehrichtung und oft auch ihre Geschwindigkeit. Bei der Erstellung werden zunächst die Positionen der beiden Drehgelenke festgelegt, gefolgt vom Berührungspunkt der Zahnräder. Abhängig von diesen Eingaben wird dann das Übersetzungsverhältnis errechnet.
Wie das Zahnradpaar dient ein Riementrieb zur Übertragung einer Drehbewegung, in diesem Fall jedoch mittels eines Riemens. Dementsprechend lässt sich nach der Erstellung bestimmen, ob die Drehbewegung durch Kreuzung der Riemen umgekehrt werden soll oder nicht, ob der Riemen dabei geschlossen ist und, wenn nicht, auf welcher Seite er entlang geführt wird.
Der Zahnstangenantrieb wandelt die Drehbewegung eines Zahnrades in eine translatorische Bewegung einer Zahnstange um. Er besteht aus drei Teilen: Ritzel (Zahnrad), Gehäuse und Zahnstange. Zudem besitzt er zwei Drehgelenke: eines für das Ritzel und eines auf der Zahnstange.
Das Loslager schränkt die Bewegung eines Gelenkes auf eine Gerade ein. Es kann sich beliebig weit auf dieser Geraden bewegen, sich jedoch nicht mehr von ihr lösen. Die Richtung der Geraden kann sich während einer Simulation nicht ändern.
Mit einem Festlager wird ein Drehgelenk komplett an seiner Position verankert. Dementsprechend darf es auch nur auf diesen gesetzt werden. Das daran angebrachte Element kann sich noch um das Gelenk drehen, aber das Gelenk selbst verändert seine Position nicht mehr.
Mit der Winkelfixierung können Sie dafür sorgen, dass sich der Winkel zwischen zwei mit einem Gelenk verbundenen Elementen nicht mehr ändert. Mit diesem Element können Sie auch zwei einzelne binäre Elemente (mit je zwei Gelenken) kinematisch gesehen zu einem einzigen trinären (mit drei Gelenken) verschmelzen. Diese Verschmelzung zu einem starren Körper lässt sich auf beliebig viele Elemente erweitern.
Antriebe prägen eine Bewegung auf ein kinematisches Element auf. Sie lassen sich auf jedwede Koppel anwenden, üben jedoch keine eigene Kraft aus. Um ein System lauffähig zu machen, braucht es mindestens so viele Antriebe, wie Freiheitsgerade im Gesamtsystem existieren. Sind mehr Antriebe als Freiheitsgrade verbaut, dürfen nur genau gleich viele wie Freiheitsgrade gleichzeitig aktiv sein.
Der absolute Rotationsantrieb sorgt für eine rotierende Bewegung der Koppel, an der er angebracht ist.
Mit dem relativen Rotationsantrieb lassen Sie zwei durch ein Gelenk verbundene Koppeln gegeneinander rotieren.
Ein freier Rotationsantrieb bewegt zwei beliebige Koppeln in Abhängigkeit voneinander. Bei der Erstellung ist es unbedeutend ob diese beiden Koppeln in irgendeiner Form verbunden sind bzw. überhaupt zum selben Getriebe gehören.
Der absolute Translationsantrieb sorgt für eine Bewegung eines Gelenks in die Richtung, die durch seinen Pfeil angegeben wird.
Mit dem relativen Translationsantrieb können Sie ein Loslager in seine vorgegebene Richtung bzw. den Schieber eines Schubgelenks entlang seiner Schiene bewegen.
Als eine Arbeitshilfe beim Erstellen und Bearbeiten, ist es möglich einzustellen, dass bestimmte Punkte ‚gefangen‘ werden. Zu erstellende oder verschiebende punktförmige (Teil-) Elemente rasten auf diesen Punkten wie magnetisch ein und übernehmen ihre Koordinaten, wenn der Mauszeiger in ihre Nähe bewegt wird.
Eine Möglichkeit ist das Fangen am Hilfsgitter. Das bedeutet, dass ein Einrasten an den Kreuzungspunkten der Gitterlinien stattfindet.
Eine andere Möglichkeit ist das Fangen auf markanten Punkten (z.B. End- oder Eckpunkte) von Elementen auf der Zeichenfläche.
Mit diesem Befehl wird auf Schnittstellen von Elementen auf der Zeichenfläche gefangen.
Dieser Befehl hilft Ihnen, Mittelpunkte von Elementen auf der Zeichenfläche zu finden. Das beinhaltet Teilstrecken von Elementen (wie Seiten von Polygonen) sowie die Mittelpunkte von Kreisen, Rädern und Zahnrädern.
Alternativ können Sie auf beliebigen Punkten auf der Kontur von Elementen auf der Zeichenfläche einrasten.
In ASOM v7 können Sie die Werte aus Ihrer Simulation in beliebiger Weise gegeneinander auftragen und in Graphen visualisieren lassen. Jeder Graph ist dabei Teil eines Diagrammfensters.
In ASOM v7 können Sie eine Vielzahl von vordefinierten Graph-Typen nutzen, um Ihre Daten schnell zu visualisieren. Dies bedeutet standardmäßig die Auftragung einer bestimmten Größe über der Simulationszeit.
Dieser Typ von Graph unterscheidet sich von allen anderen dadurch, dass er keine feste Belegung der X- und Y-Achsen vornimmt. Sie können stattdessen die Achsen frei belegt werden.
Der aktuelle Abstand eines Punktes in [mm] von seiner Startposition, betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Bahngeschwindigkeit eines Punktes in [mm/s], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Beschleunigung eines Punktes in [mm/s²], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Drehung eines Elements gegenüber der Startposition in [°], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Winkelgeschwindigkeit eines Elements in [°/s], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Winkelbeschleunigung eines Elements in [°/s²], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Der Vektor zwischen zwei gewählten Punkten in [mm], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Der Winkel zwischen zwei Vektoren (definiert durch je zwei gewählte Punkte) in [°], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Länge der Strecke in [mm], die ein Punkt während des Simulationszeitraums in globalen Koordinaten (d.h. entlang seiner Spur) zurücklegt.
Der Hebelarm in [mm] für einen Anschlusspunkt eines linearen Kraftelementes (oder eine Masse oder Handkraft), betrachtet während des Simulationszeitraums. Der Hebelarm ist der Abstand des Momentanpoles des über den gewählten Anschlusspunkt angeschlossenen Elementes zur Wirklinie des Kraftelements.
Der Hub eines Energiespeichers (Differenz zwischen der Länge des Energiespeichers im entspannten und im aktuellen Zustand) in [mm], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Hubweglänge stellt die Summe der absoluten Hubveränderungen eines Energiespeichers in [mm] während des Simulationszeitraums dar (vgl. Weglänge).
Die Ausrichtung der Kugelzapfen kann nur für mit Kugelgelenken anschließbare Energiespeicher gemessen werden. Sie entspricht dem gerichteten Winkel beta in [°], den die beiden Kugelzapfen der beiden Kugelgelenke des betrachteten Energiespeichers zueinander haben, wenn sie auf eine Ebene senkrecht zur Achse des Energiespeichers projiziert werden, die dann aus Richtung der Stange her betrachtet wird.
Der Schwenkwinkel eines Kugelzapfens kann nur für mit Kugelgelenken anschließbare Energiespeicher gemessen werden. Er entspricht dem Winkel alpha in [°], den der Richtungsvektor des betrachteten Kugelzapfens des betrachteten Energiespeichers mit einer Ebene bildet, die senkrecht zur Achse des Energiespeichers steht.
Die von einem Kraft-Element (Kraftvektor, Gasdruckfeder, …) ausgeübte Kraft in [N], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Das von einem Drehmoment-Element (Drehmoment, Drehfeder) ausgeübte Drehmoment in [Nmm], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die von einer Handkraft oder einem Haltekraftvektor gemessene/benötigte Kraft in [N], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Das von einem Haltedrehmoment gemessene/benötigte Drehmoment in [Nmm], betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Kraft in [N], die über ein angeschlossenes Element auf ein Gelenk wirkt, abgeleitet aus einer bestimmten Haltekraft, betrachtet während des Simulationszeitraums.
Die Kraft in [N], die über zwei angeschlossene Elemente, die eine starre kinematische Einheit bilden, gemeinsam auf ein Gelenk wirkt, abgeleitet aus einer bestimmten Haltekraft, betrachtet während des Simulationszeitraums.
Der Anteil der auf einen Stab wirkenden Gelenkkraft in [N], der genau in Stabrichtung wirkt, abgeleitet aus einer bestimmten Haltekraft, betrachtet während des Simulationszeitraums.
Kräfte
ASOM v7 bietet Ihnen eine ganze Reihe an Möglichkeiten, reale Kräfte in Ihrem System abzubilden.
Durch Verwendung einer Masse in Verbindung mit einem kinematischen Element können Sie die Gewichtskraft und Massenträgheit eines realen Körpers simulieren, indem Sie sie im Schwerpunkt des Körpers positionieren.
Das absolute Drehmoment dient dazu, ein Drehmoment zu simulieren, das die Rotation eines Elements behindert oder unterstützt.
Ein Drehmoment, das zwischen zwei durch ein Gelenk verbundenen Elementen wirkt, kann mit einem relativen Drehmoment simuliert werden.
Der Kraftvektor kann eine beliebige, lineare Kraft simulieren, die in oder aus einer bestimmten Richtung auf eine Koppel oder zwischen zwei Koppeln wirkt.
Energiespeicher
Energiespeicher sind in der Regel zusätzliche Bauteile, die (in der realen Welt) unterstützend auf die Bewegung eines Systems einwirken.
Eine Gasdruckfeder ist eine pneumatische Feder, deren Kraft durch die Komprimierung von Gas in ihrem zylindrischen Körper aufgebaut wird. Die ausgeübte Kraft ist dementsprechend stark von den Eigenschaften des verwendeten Gases abhängig. Dieses Verhalten kann in ASOM v7 simuliert werden, indem eines von mehreren zur Verfügung stehenden idealen oder realen Gasgesetzen ausgewählt wird.
Die Druckfeder baut Kraft auf, indem man sie zusammenpresst, und arbeitet dementsprechend mit Gegendruck.
Die Zugfeder auf der anderen Seite gewinnt ihre Kraft beim Auseinanderziehen und übt infolgedessen einen Gegenzug aus.
Die Drehfeder wirkt, indem Kraft auf ihre Schenkel ausgeübt wird, und speichert diese durch eine Verdrehung ihrer Windungen. Sie kann nur an zwei durch ein Gelenk verbundene Koppeln erstellt werden.
Ein Spindelantrieb besteht aus einer Stange, die in einem Zylinder eingelassen ist und mithilfe eines Motors aus- oder eingefahren werden kann. Oft enthält er zudem eine Feder, mit der diese Bewegung unterstützt wird.
Haltekräfte dienen zum Messen der Krafteinflüsse, die nötig sind um alle bekannten (aktiven) Krafteinflüsse in Ihrem System auszugleichen.
Die Handkraft entspricht der Kraft, die von einem Menschen „per Hand“ an einer bestimmten Stelle ausgeübt werden müsste, um alle anderen Kräfte im System auszugleichen.
Mit dem Haltekraftvektor können Sie eine linear auf ein System einwirkende Kraft messen.
Das absolute Haltedrehmoment dient dazu, ein Drehmoment zu messen, das auf ein einzelnes Element wirkt.
Mit dem relativen Haltedrehmoment können Sie ein Drehmoment messen, das zwischen zwei durch ein Gelenk verbundenen Elementen wirkt.
Import
Neben dem internen Erstellen von Zeichenelementen können Sie auch extern erstellte Bilder, DXF-Dateien, Punktpositionen oder Splines in die Zeichenfläche laden. Dort können Sie dann zumeist wie andere Zeichenelemente transformiert und an kinematische Systeme angebunden werden.
Dieses Feature importiert eine Bilddatei in Ihr ASOM v7 Projekt. Es können Bilddateien in den Formaten PNG und JPG importiert werden.
Dieses Feature importiert eine DXF-Datei in Ihr ASOM v7 Projekt. Der Inhalt der DXF-Datei wird als 2D-Zeichnung importiert, die entsprechend ihrer ursprünglichen Platzierung und Größe platziert wird. Beim Import werden alle Zahlenwerte in der DXF-Datei als Angaben in [mm] interpretiert.
Haben Sie die Positionen von mehreren Punkten als Paare aus X- und Y-Werten in einer Text- oder Excel-Datei hinterlegt, können Sie diese nach ASOM v7 importieren, um entweder eine Punktewolke, ein offenes, oder ein geschlossenes Polygon in der Zeichenfläche daraus zu erstellen.
Dieses Feature gibt Ihnen die Möglichkeit, Schienen (Splines) für Kulissenführungen aus einer externen Quelle (Text- oder Excel-Datei) zu importieren, welche eine Beschreibung der Spline-Schiene über ihre Kontrollpunkte enthält.
Exportieren
Sie haben mehrere Möglichkeiten, Daten aus ASOM v7 zu exportieren. Als Menü-Feature ist dabei aber nur der Punkte-Export realisiert. Zusätzlich haben Sie die Möglichkeit, Diagrammdaten und Ausdrucksergebnisse (sowie Ausdrucks-Quelltexte) zu exportieren.
Mit diesem Feature können Sie die Koordinaten beliebiger punktförmiger Elemente zu beliebigen Zeitpunkten während der Simulation in eine Text-Datei, eine Excel-Datei oder eine DXF-Datei exportieren.
Normalkraft-abhängige Reibung
Die folgenden Reibelemente erlauben es Ihnen, veränderliche Reibungen hinzuzufügen, die von den aktuellen Normalkräften abhängen, die auf Drehgelenke oder Schubgelenke wirken (und zu diesen stets konsistent sind). Für Drehgelenke sind dies Zapfenreibungen die von Gelenkkräften abhängen, für Schubgelenke sind dies Schieberreibungen die von Schieber-Normalkräften abhängen. Geben Sie einfach einen Reibkoeffzienten (und für Drehgelenke den Durchmesser des Gelenkzapfens) an und ASOM berechnet die Reibungen dementsprechend.
Mit diesem Feature können Sie ein Zapfenreibungs-Element erstellen. Dieses bezieht eine Gelenkkraft aus einem Stab und generiert daraus Reibung zwischen diesem Stab und einem weiteren.
Mit diesem Feature können Sie ein Zapfenreibungs-Element (aus Paar) erstellen. Dieses bezieht eine summierte Gelenkkraft aus zwei Stäben und generiert daraus Reibung zwischen diesen Stäben und einem weiteren.
Mit diesem Feature können Sie ein Zapfenreibungs-Element (für Rad) erstellen. Dieses bezieht eine Gelenkkraft aus einem Stab und generiert daraus Reibung zwischen diesem Stab und einem virtuellen Rad, das an einer Kulisse abrollt.
Mit diesem Feature können Sie ein Schieberreibungs-Element erstellen. Dieses bezieht eine Normalkraft aus einer Schieber/Schiene-Paarung und generiert daraus eine Reibkraft zwischen Schieber und Schiene.