Descărcați programul pentru modelarea mecanismelor de pârghie. Modelarea sistemelor mecanice folosind pachetul de expansiune SimMechanics

Un program foarte distractiv care vă permite să simulați tot felul de sisteme și situații mecanice în spațiu bidimensional, mișcări simple soareci.

Shakespeare a spus odată: „Toată lumea este o scenă, iar oamenii din ea sunt actori”. Asta dacă plecăm de la poziția unui mod de gândire artistic. Dacă priviți lumea din punct de vedere științific, îl puteți parafraza pe marele dramaturg: „Toată lumea este natură, iar oamenii sunt obiecte în ea” :). Ce legătură are natura cu ea? Da, în ciuda faptului că în greacă „natura” este „physis”, și de aici și numele științei principale a tuturor lucrurilor - "fizică".

Fenomenele fizice ne înconjoară încă de la început. copilărie timpurie, iar fiecare copil mai devreme sau mai târziu are diverse întrebări: "De ce strălucește soarele? De ce plouă? De ce sandvișul cade mereu pe podea și nu atârnă în aer? :)." Și pe măsură ce copilul crește, încercând să obțină răspunsuri la aceste întrebări, folosind metoda „poke-ului științific”, el învață despre lumea din jurul lui și legile existenței ei. Dar astfel de experimente nu se termină întotdeauna fără durere.

Tocmai pentru a putea in siguranta, pentru copil si pentru lumea din jur :), simuleaza orice proces fizic as recomanda sa folosesti programul Phun.

Versiunea 5.28, disponibilă în prezent, este un mediu de modelare mecanică destul de frumos proiectat. În ciuda aparentei frivolități (programul este conceput sub forma unui desen al unui copil), Phun- le imită pe cele reale destul de credibil condiţiile fizice(puteți simula situații în condiții antigravitaționale, în aer și spațiu fără aer etc.).

Instalarea programului de simulare a proceselor mecanice Phun

Dar despre toate la rândul lor. Acum vom instala și vom încerca să înțelegem programul. Pentru a face acest lucru, descărcați distribuția de instalare Phun, rulați programul de instalare și așteptați ca totul să se instaleze :). Voi face o rezervare imediat dacă aveți calculator vechi cu o placă video destul de slabă, atunci Phunîn acest caz va încetini vizibil. Deși pretinde că acceptă (deși versiunea anterioară 4) plăci video cu 32 MB de memorie, pe computerul meu cu 128 MB programul a înghețat uneori destul de vizibil. cred ca cea mai buna varianta va fi de aproximativ 256 MB.

În timp ce vorbeam, Phun deja instalat și dornic de lansare. Nu știu dacă acesta este o eroare în program sau o problemă cu sistemul meu în special, dar când am fost de acord să lansez programul imediat după instalare, acesta m-a înjurat și a refuzat să pornească. A trebuit sa-l pornesc manual (a pornit fara probleme :)).

Rusificarea programului

În fața noastră este o fereastră de program cu un proiect de bun venit:

Programul implicit este engleza, dar în cea de-a cincea versiune a apărut și localizarea în limba rusă. La Rusifică Phun, accesați meniul "Fişier" iar la un moment dat „Schimbați limba” selectați opțiunea "Rusă". Gata!

Acum că avem de-a face cu versiunea rusă, să ne uităm la controale program.

Interfața programului

În partea de sus vedeți un ușor stilizat, dar familiar din alte aplicații Bară de meniu.

Meniul "Fişier" vă permite să personalizați o scenă pentru un proiect (salvare, ștergere), să încărcați sau să creați o scenă nouă, să schimbați limba, să schimbați vizualizarea, să verificați actualizările, să descărcați scene suplimentare sau să cumpărați versiunea completa(deși de ce, dacă cel gratuit este suficient).

Meniul "Unelte", "Control"și vă permit să ascundeți sau să afișați filele de program corespunzătoare.

Aici sunt adunate toate dispozitivele cu care vom crea obiectele de care avem nevoie pentru experiment. Întregul panou este împărțit în trei zone: în prima zonă există instrumente pentru mutarea obiectelor, în a doua - pentru desen, iar în a treia - pentru introducerea mecanismelor. Să le privim în ordine.

Primul panou deschide instrumentul "Mișcare", care ne permite să deplasăm orice obiecte în plan orizontal și vertical. Instrument "Mână" servește și pentru mișcare, dar își poate îndeplini funcția într-un experiment care se desfășoară deja. Instrument "Rotație" necesare pentru a roti obiectele în jurul centrului lor de greutate sau atașamentului. Instrument "Scară" vă permite să redimensionați orice obiect. "Cuţit"- este destinat împărțirii oricărui obiect în părți și funcționează atât în modul de pregătire a experimentului, cât și în modul de redare.

ÎN panouri de desen primul instrument - "Poligon". Cu ajutorul acestuia, puteți desena orice figură cu mână liberă sau chiar poligon (pentru a face acest lucru, apăsați și mențineți apăsat Tasta Shift a trasa o linie dreaptă). Instrument "Perie" vă permite să desenați manual orice linii, forme și obiecte. "Dreptunghi" ne ajută să desenăm un dreptunghi sau un pătrat clar (și apăsând Shift) și cu instrumentul "Cerc" Puteți desena oricând un cerc uniform. Urmează trei instrumente specializate "Angrenaj", "Avion"Și "Lanţ". Toți își creează obiectele în consecință.

Al treilea panou destinate și creării de obiecte speciale cu caracteristici fizice proprii. Iată instrumentele "Arc", "Fixare", "Axă"Și "Urmări". Scopul primelor trei, cred, nu trebuie explicat, dar ultimul servește la afișarea urmei inerțiale din mișcarea oricărui obiect de care este atașată unealta (vezi exemplul Cicloid).

Aici vedem ceva similar cu panoul de control al unui player standard. Sunt butoane aici verso(anulați/refaceți) și "Joaca"(în consecință, rulați experimentul).

Urmează un glisor de scară și două butoane de navigare. Scala în interior Phun poate fi schimbat în trei moduri: prin mișcarea glisorului, ținând apăsat butonul din stanga mouse-ul pe butonul (+/-) sau rotița mouse-ului când se află deasupra câmpului de experiment. Butonul săgeată este folosit pentru a vă deplasa în câmpul de lucru. Apăsați și mențineți apăsat și mișcați mouse-ul. Deși, după părerea mea, este mai convenabil să faci același lucru ținând apăsat butonul mouse-ului oriunde pe câmpul de lucru.

Ultimele două butoane de pe panoul de control sunt folosite pentru a crea imponderabilitate și spațiu fără aer. În mod implicit, gravitația corespunde valorii actuale de 9,8 m/s 2, iar forța de rezistență a aerului este 1. Dar aceste valori pot fi modificate cu ușurință în „Setări”în submeniu "Simulator". Acolo puteți seta și viteza de simulare (implicit - 1).

Înainte de a începe să vă creați propriile scene, ar trebui să luați în considerare încă un detaliu important de control - meniul contextual.

ÎN Phun Meniul contextual este întotdeauna vizibil pentru dvs. și puteți modifica cu ușurință proprietățile oricărui obiect în timp real. În chiar vedere generala meniul contextual este afișat pentru Zona de lucru. Aici putem personaliza aspectul scenei, putem adăuga unul dintre obiectele gata făcute din care să alegem și putem schimba culoarea de fundal.

Pentru fiecare obiect nou, funcțiile vor fi extinse, completate de lucruri precum clonarea, acțiunile, selecția materialului, ajustarea conturului etc.

Acum suntem gata să lucrăm cu Phun, și mai întâi îmi propun să efectuăm un mic experiment pentru a verifica dacă funcționează în program legea gravitației universale.

Primul experiment

Pentru a face acest lucru în meniu "Fişier" hai sa alegem „O nouă etapă”și desenați un plan orizontal (0°). Acum pe aceeasi inaltime să atârnăm două corpuri, unul mai mare și unul mai mic (de distracție, am făcut o minge mică din metal, și una mare din sticlă).

Totul este gata pentru experiment, tot ce rămâne este să faceți clic pe „Începeți!” După cum vedem, ambele corpuri au zburat cu aceeași viteză. Singurul dezavantaj a fost că bila de sticlă nu s-a spart: ((s-a dovedit nefiresc). În caz contrar, corpurile s-au comportat așa cum ar trebui să fie analogii lor reali.

Manipularea mai complexă a corpurilor și a lichidelor

Să complicăm experimentul adăugând apă în loc de o suprafață solidă pe care aterizează corpurile.

Să punem doi stâlpi (dreptunghiuri) și să-i fixăm ferm. Acesta va fi un recipient pentru apa noastră. Acum să „turnăm” apa însăși în ea. Pentru a crea apă, trageți un obiect mare între stâlpi și apoi în el meniul contextual selectați în „Acțiuni” paragraf „Transformă-te în apă”.

Gata! Puteți rula experimentul.

Scene gata

Revizuirea programului ar fi incompletă dacă nu aș menționa că pt Phun sunt multe scene gata făcute. Câteva dintre ele sunt disponibile dacă faceți clic pe meniu "Fişier" buton „Scena deschisă”. Dacă acest lucru nu este suficient pentru dvs., puteți oricând să descărcați mii de altele de pe Internet. Destul în același meniu "Fişier" selectați elementul „Descărcați mai multe scene”.

Vă doresc succes creativ și experimente mereu reușite:)!

P.S. Acest articol este destinat distribuției gratuite. Sunteți binevenit să îl copiați păstrând în același timp calitatea de autor. Ruslan Tertișni si toata lumea P.S. și P.P.S.

P.P.S. Dacă v-a plăcut acest program, atunci vă sfătuiesc să fiți atenți la altul la fel de interesant. Program Începuturile electronicii vă va permite să simulați procese reale într-o varietate de scheme electrice, pe care le creezi!

Volodia a scris:

Am încercat să descarc versiunea de încercare a Matlab/Simulink + SimMechanics, dar pe site-ul dezvoltatorilor, după ce au completat formularele, ei au spus că îmi vor permite să descarc dacă ei înșiși au o dorință, apoi mă vor contacta.

Da. De obicei, vă permit să descărcați SimMechanics dacă aveți deja o licență Matlab...

Dacă ești de la Facultatea de Mecanică și Matematică, atunci este foarte probabil să existe acolo licențe Matlab pentru studenți. Cert este că Matlab, îmi asum libertatea de a spune acest lucru, este cel mai răspândit și universal pachet software pentru matematică aplicată astăzi, atât în mediul academic, cât și în producție (de exemplu, la fabrica noastră). SimMechanics este o așa-numită cutie de instrumente - o extensie a nucleului pe un anumit subiect. Pe lângă mecanică, există aproximativ 20 de cutii de instrumente, de exemplu, procesare semnal, statistici, optimizare etc. Fiecare cutie de scule este echipată cu un standard interfata grafica, permițându-vă să creați un model arhitectura necesarăîn timp ce lucrați cu mouse-ul. Și anume, trebuie să trageți pictogramele necesare ale obiectelor utilizate în câmpul de lucru și să determinați „intrarile” și „ieșirile” obiectelor. Fiecare dintre cutiile de instrumente poate fi achiziționată opțional, în funcție de nevoile specifice.

Pentru dreptate, observ că SimMechanics este o cutie de instrumente relativ nouă (a apărut pentru prima dată în urmă cu aproximativ 3 ani), adică, cel mai probabil, nu are aceeași stabilitate ca, de exemplu, Simulink, care a existat pentru o „eternitate”.

Personal, folosesc Matlab în 2 situații. În primul rând, dacă trebuie să verificați nou algoritm sau metoda, atunci Matlab vă permite să programați în stil C fără agitație inutilă. În plus, pachetul include operații vectoriale optimizate (BLAS), algebră liniară (LAPACK) și o interfață de vizualizare foarte avansată pentru diagrame 2-3D. În al doilea rând, atunci când apare nevoia de a folosi diverse functii matematice, apoi compilatorul (acesta este un fel de cutie de instrumente Matlab Compiler) vă permite să compilați fișiere de program Matlab (m-fișiere) în DLL-uri. Mathworks permite terților să utilizeze acest DLL gratuit (nu este necesară o licență suplimentară).

Dacă programul Matlab cu cutii de instrumente este necesar nu în scopuri comerciale, atunci pot observa că acest software este foarte comun în rândul utilizatorilor privați din Rusia, de exemplu. este relativ ușor de achiziționat.

Volodia a scris:

Pe site-ul web al dezvoltatorului ITI-SIM + SimulationX 2.0, nu am găsit niciun link pentru a descărca versiunea de încercare.

Am oferit linkul intenționat pentru că... este o alternativă mai ieftină la ADAMS. Cu toate acestea, dacă este necesar, așa cum a fost scris la început, să se calculeze ciocnirile corpurilor formă complexă, atunci nu sunt sigur că ITI-SIM sau Matlab vă vor ajuta. Modelul de impact 3-D în sine este o știință complexă separată.

Volodia a scris:

De exemplu, o matrice de particule este dată, sub formă de puncte din spațiul tridimensional, a unui corp rigid. Fiecare particulă are o masă și un vector viteză. Este adevărat că vectorii viteză ai tuturor particulelor unui corp absolut rigid sunt paraleli?

Nu, pentru că corpul se poate roti, axa de rotație instantanee...

Un program foarte distractiv care vă permite să simulați tot felul de sisteme și situații mecanice în spațiu bidimensional, cu mișcări simple ale mouse-ului.

Shakespeare a spus odată: „Toată lumea este o scenă, iar oamenii din ea sunt actori”. Asta dacă plecăm de la poziția unui mod de gândire artistic. Dacă priviți lumea din punct de vedere științific, îl puteți parafraza pe marele dramaturg: „Toată lumea este natură, iar oamenii sunt obiecte în ea” :). Ce legătură are natura cu ea? Da, în ciuda faptului că în greacă „natura” este „fizică”, și de aici și numele științei principale despre tot ceea ce există - „fizica”.

Fenomenele fizice ne înconjoară încă din copilărie și fiecare copil mai devreme sau mai târziu are diverse întrebări: „De ce strălucește soarele? De ce plouă? De ce sandvișul cade mereu pe podea și nu atârnă în aer? :).” Și pe măsură ce copilul crește, încercând să obțină răspunsuri la aceste întrebări, folosind metoda „poke-ului științific”, el învață despre lumea din jurul lui și legile existenței ei. Dar astfel de experimente nu se termină întotdeauna fără durere.

Tocmai pentru a putea in siguranta, pentru copil si pentru lumea din jur :), simuleaza orice proces fizic as recomanda sa folosesti programul Phun.

Versiunea 5.28, disponibilă în prezent, este un mediu de modelare mecanică destul de frumos proiectat. În ciuda aparentei frivolități (programul este conceput sub forma unui desen al unui copil), Phun simulează destul de plauzibil condiții fizice reale (puteți simula situații în condiții antigravitaționale, în aer și spațiu fără aer etc.).

Instalarea programului de simulare a proceselor mecanice Phun

Dar despre toate la rândul lor. Acum vom instala și vom încerca să înțelegem programul. Pentru a face acest lucru, descărcați distribuția de instalare Phun, rulați programul de instalare și așteptați ca totul să se instaleze :).

Permiteți-mi să fac o rezervare imediat: dacă aveți un computer vechi cu o placă video destul de slabă, atunci Phun va încetini vizibil în acest caz. Deși pretinde că acceptă (deși versiunea anterioară 4) plăci video cu 32 MB de memorie, pe computerul meu cu 128 MB programul a înghețat uneori destul de vizibil. Cred că punctul favorabil ar fi în jur de 256 MB.

În timp ce vorbeam, Phun era deja instalat și dornic să se lanseze. Nu știu dacă acesta este o eroare în program sau o problemă cu sistemul meu în special, dar când am fost de acord să lansez programul imediat după instalare, acesta m-a înjurat și a refuzat să pornească. A trebuit sa-l pornesc manual (a pornit fara probleme :)).

Rusificarea programului

În fața noastră este o fereastră de program cu un proiect de bun venit:

Programul implicit este engleza, dar în cea de-a cincea versiune a apărut și localizarea în limba rusă. Pentru a Russify Phun, accesați meniul „Fișier” și în elementul „Schimbare limbă” selectați opțiunea „rusă”. Gata!

Acum că avem de-a face cu versiunea rusă, să ne uităm la comenzile programului.

Interfața programului

În partea de sus vedeți o bară de meniu ușor stilizată, dar familiară din alte aplicații.

Meniul „Fișier” vă permite să personalizați o scenă pentru un proiect (salvare, ștergere), să încărcați sau să creați o scenă nouă, să schimbați limba, să schimbați vizualizările, să verificați actualizările, să descărcați scene suplimentare sau să cumpărați versiunea completă (deși de ce, dacă cel gratuit este suficient).

Meniurile „Instrumente”, „Control” și „Meniu contextual” vă permit să ascundeți sau să afișați filele de program corespunzătoare.

Meniul Instrumente:

Primul panou deschide instrumentul Mutare, care ne permite să mutam orice obiecte în planurile orizontale și verticale. Instrumentul Mână este, de asemenea, folosit pentru deplasare, dar își poate îndeplini funcția într-un experiment care se desfășoară deja.

Instrumentul Rotire este folosit pentru a roti obiecte în jurul centrului lor de greutate sau al monturii. Instrumentul Scalare vă permite să redimensionați orice obiect. „Knife” este destinat împărțirii oricărui obiect în părți și funcționează atât în modul de pregătire a experimentului, cât și în modul de redare.

În panoul de desen, primul instrument este „Poligon”. Cu ajutorul acestuia, puteți desena orice formă cu mână liberă sau chiar poligon (pentru a face acest lucru, țineți apăsată tasta Shift pentru a desena o linie uniformă). Instrumentul Perie vă permite să desenați manual orice linie, formă sau obiect.

„Dreptunghi” ne ajută să desenăm un dreptunghi sau un pătrat clar (tot ținând apăsat Shift), iar cu instrumentul „Cerc” puteți desena întotdeauna un cerc uniform. Urmează trei instrumente specializate: Gear, Plane și Chain. Toți își creează obiectele în consecință.

Al treilea panou este, de asemenea, destinat creării de obiecte speciale cu propriile caracteristici fizice. Aici veți găsi instrumentele Spring, Mount, Axle și Trace. Scopul primelor trei, cred, nu trebuie explicat, dar ultimul servește la afișarea urmei inerțiale din mișcarea oricărui obiect de care este atașată unealta (vezi exemplul Cicloid).

Meniul „Management”:

Aici vedem ceva similar cu panoul de control al unui player standard. Există butoane pentru inversare (anulare/repetare) și „redare” (respectiv, începe experimentul).

Urmează un glisor de scară și două butoane de navigare. Scara în Phun poate fi modificată în trei moduri: prin mișcarea glisorului, ținând apăsat butonul stâng al mouse-ului pe butonul (+/-) sau folosind rotița mouse-ului când se află peste câmpul de experiment. Butonul săgeată este folosit pentru a vă deplasa în câmpul de lucru. Apăsați și mențineți apăsat și mișcați mouse-ul. Deși, după părerea mea, este mai convenabil să faci același lucru ținând apăsat butonul mouse-ului oriunde pe câmpul de lucru.

Ultimele două butoane de pe panoul de control sunt folosite pentru a crea imponderabilitate și spațiu fără aer. În mod implicit, gravitația corespunde valorii actuale de 9,8 m/s 2 , iar forța de rezistență a aerului este 1. Dar aceste valori pot fi modificate cu ușurință în „Setări” din submeniul „Simulator”. Acolo puteți seta și viteza de simulare (implicit - 1).

Înainte de a începe să vă creați propriile scene, ar trebui să luați în considerare un alt detaliu important de control - meniul contextual.

În Phun, meniul contextual este întotdeauna vizibil pentru dvs. și puteți modifica cu ușurință proprietățile oricărui obiect în timp real. În forma sa cea mai generală, meniul contextual este afișat pentru spațiul de lucru. Aici putem personaliza aspectul scenei, putem adăuga unul dintre obiectele gata făcute din care să alegem și putem schimba culoarea de fundal.

Pentru fiecare obiect nou, funcțiile vor fi extinse, completate de lucruri precum clonarea, acțiunile, selecția materialului, ajustarea conturului etc.

Acum suntem gata să lucrăm cu Phun și mai întâi îmi propun să efectuăm un mic experiment pentru a verifica dacă legea gravitației universale funcționează în program.

Primul experiment

Pentru a face acest lucru, selectați „Scenă nouă” din meniul „Fișier” și desenați un plan orizontal (0°). Acum vom agăța două corpuri, unul mai mare și unul mai mic, la aceeași înălțime (pentru distracție, am făcut mingea mică din metal și cea mare din sticlă).

Manipularea mai complexă a corpurilor și a lichidelor

Să complicăm experimentul adăugând apă în loc de o suprafață solidă pe care aterizează corpurile.

Să punem doi stâlpi (dreptunghiuri) și să-i fixăm ferm. Acesta va fi un recipient pentru apa noastră. Acum să „turnăm” apa însăși în ea. Pentru a crea apă, trebuie doar să desenați un obiect mare între stâlpi, apoi selectați „Transformați-vă în apă” în meniul contextual din „Acțiuni”.

Gata! Puteți rula experimentul.

Scene gata

O revizuire a programului ar fi incompletă dacă nu aș menționa că există multe scene gata făcute pentru Phun. Câteva dintre ele sunt disponibile dacă faceți clic pe butonul „Deschidere scenă” din meniul „Fișier”. Dacă acest lucru nu este suficient pentru dvs., puteți oricând să descărcați mii de altele de pe Internet. Doar selectați „Descărcați mai multe scene” din același meniu „Fișier”.

Vă doresc succes creativ și experimente mereu reușite:)!

Și în mod tradițional, un joc flash, tot bazat pe ceva fizică. Aici operam un incarcator magnetic a carui sarcina principala este sa incarce toate cutiile in masina. Dar cu cât mergi mai departe, cu atât este mai dificil să faci asta.

P.S. Permisiune acordată pentru copiere și citare liberă. Acest articol sub rezerva indicarii deschise link activ la sursa și păstrarea paternului lui Ruslan Tertyshny.

P.P.S. Dacă v-a plăcut acest program, atunci vă sfătuiesc să fiți atenți la altul la fel de interesant. Programul Start of Electronics vă va permite să simulați procese reale într-o varietate de circuite electrice pe care le creați!