Линейный анализ модели маятника включает несколько этапов. Первый этап – задание нулевого отклонения маятника от вертикали (значение шарнирной координаты – угла поворота в шарнире, соединяющем маятник с подвесом): - щелкните на панели инструментов – Процессы по кнопке – Вернуться к режиму корректировки объекта. Система Универсальный механизм перейдет в режим корректировки объекта; - щелкните в окне Список элементов по пункту Координаты . Появится окно Инспектор, в котором отражается список координат, содержащий единственный элемент; - переместите указатель мыши в поле ячейки, расположенной в третьем столбце таблицы. Появится подсказка: Выделение координаты для пошагового изменения; - щелкните по этой ячейке мышью для выделения координаты. В ячейке появится галочка – признак выделения; - щелкните мышью дважды в поле ячейки, расположенной в четвертом столбце Координаты для ее выделения; - введите в эту ячейку значение, равное 0, а затем нажмите клавишу Enter. Второй этап – переход в режим моделирования: щелкните на панели инструментов – Процессы по кнопке – Перейти к модулю моделирования. Система Универсальный механизм перейдет в режим моделирования. Третий этап – запуск процесса линейного анализа. Это можно выполнить тремя способами. Первый способ – с помощью системы меню: - щелкните в главном меню системы Универсальный механизм по пункту Объект. Появится выпадающее меню; - щелкните в выпадающем меню по пункту Линейный анализ. Второй способ – с помощью комбинации клавиш: нажмите комбинацию клавиш Ctrl+L. Третий способ – с помощью панели инструментов Линейный анализ: щелкните на панели инструментов по кнопке – Режим линейного анализа. Во всех трех случаях система перейдет в режим линейного анализа. Появится диалоговое окно Линейный анализ, изображенное на рис. 1.43. Четвертый этап – расчет значений частот: - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по вкладке Частоты. Откроется соответствующая вкладка,. Список частот модели содержит одну строку (по числу степеней свободы). Обратите внимание, что расчетное (точное) значение частоты колебаний маятника с учетом упругих свойств шарнирной силы 7,93856 близко к приближенному значению f = 7,7731 Гц в окне Список идентификаторов (напомним, что приближение связано с тем, что не учтено влияние на частоту силы тяжести); - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по кнопке Показать, чтобы можно было просмотреть собственную форму колебаний маятника, которая для данной модели тривиальна. Замечание. При расчете собственных частот и форм колебаний не учитываются диссипативные силы. Пятый этап – расчет корней характеристического уравнения: - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по переключателю Корни характ. уравнения, чтобы можно было получить знчения корней – их два (комплексно_сопряженные),. Пятый этап – определение значения параметра Beta (доля демпфирования от критического): - щелкните правой кнопкой на списке корней. Появится контекстное меню. - щелкните в контекстном меню по пункту Частота + доля демпфирования,. Значение параметра Beta = 19,6% (0,196), что очень близко к принятому значению (Beta = 0,2) перед моделированием в окне Список идентификаторов. Шестой этап – определение зависимости частоты колебаний от выбранного параметра: - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по вкладке Годограф. Откроется соответствующая вкладка. - щелкните в разделе Зависимость от параметра в раскрывающемся списке Идентификатор по стрелке, направленной вниз, . Появится список параметров. - щелкните в раскрывшемся списке по нужному вам параметру, например по идентификатору cstiff (Коэффициент жесткости). Имя этого параметра появится в поле Идентификатор. Нажмите на клавишу Tab для перехода к следующему полю – Границы; - установите в полях Границы интервалы изменения параметра cstiff, например от 0 до 2. Нажмите на клавишу Tab для перехода к следующему полю – Разбивка; - установите в поле Разбивка число расчетов, равное 50. Нажмите на клавишу Tab два раза для перехода к кнопке Выполнить расчет. После этого диалоговое окно Линейный анализ будет выглядеть так, как показано на рис. 1.50; - щелкните по кнопке Выполнить расчет для запуска процесса расчета. Появятся результаты расчета в графическом окне,. При анализе зависимости частоты колебания маятника от коэффициента жесткости видно, что при нулевой жесткости (то есть без шарнирного момента) собственная частота колебаний маятника за счет силы тяжести равна 1,61265 Гц. При коэффициенте жесткости cstiff = 1 частота колебания маятника составит ? 8 Гц, а при cstiff = 2 частота колебания маятника составит уже ? 11,5 Гц. Седьмой этап – определение зависимости корней характеристического урав6 нения от выбранного параметра: - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ на вкладке Годограф по переключателю Корни для его включения; - щелкните в разделе Зависимость от параметров в раскрывающемся списке Идентификатор по стрелке, направленной вниз, . Появится список параметров; - щелкните в раскрывшемся списке по нужному вам параметру, например по идентификатору Beta (Доли демпфирования). Имя этого параметра появится в поле Идентификатор; - установите в полях Границы интервалы изменения параметра Beta, например от 0 до 1,3; - установите в поле Разбивка число расчетов, равное 30. После этого диалоговое окно Линейный анализ будет выглядеть так, как показано на рис. 1.52; - щелкните по кнопке Выполнить расчет для запуска. Появятся результаты в графическом окне,. Рассмотрим теперь процесс определения зависимости координаты в положении равновесия от выбранного параметра. Этот процесс включает несколько этапов. Первый этап – задание нулевого отклонения маятника от вертикали (значение шарнирной координаты – угла поворота в шарнире, соединяющем маятник с подвесом): - щелкните на панели инструментов – Процессы по кнопке – Вернуться к режиму корректировки объекта. Система Универсальный механизм перейдет в режим корректировки объекта; - щелкните в окне Список элементов по пункту Координаты. Появится окно Инспектор, в котором отражается список координат, содержащий единственный элемент; - переместите указатель мыши в поле ячейки, расположенной в третьем столбце таблицы. Появится подсказка: Выделение координаты для пошагового изменения; - щелкните по этой ячейке мышью для выделения координаты. В ячейке появится галочка – признак выделения; - щелкните мышью дважды в поле ячейки, расположенной в четвертом столбце Координаты, для ее выделения; - введите в эту ячейку значение, равное 0, а затем нажмите клавишу Enter. Второй этап – переход в режим моделирования: щелкните на панели инструментов – Процессы по кнопке – Перейти к модулю моделирования. Система Универсальный механизм перейдет в режим моделирования. Третий этап – запуск процесса линейного анализа: - щелкните на панели инструментов по кнопке – Режим линейного анализа. Появится диалоговое окно Линейный анализ; - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по вкладке Равновесие для ее открытия. Четвертый этап – выбор нужной нам переменной: - щелкните на вкладке Равновесие в разделе Зависимость от параметров в раскрывающемся списке Идентификатор по стрелке, направленной вниз, . Появится список параметров; - щелкните в раскрывшемся списке по нужному вам параметру, например по идентификатору alpha0 (Угловое ускорение). Имя этого параметра появится в поле Идентификатор; - установите в полях Границы интервалы изменения параметра alpha0, например от 0 до 3; - установите в поле Разбивка число расчетов, равное 20. После этого диалоговое окно Линейный анализ с открытой вкладкой Равновесие будет выглядеть так, как показано на рис. 1.54. Пятый этап – вызов отдельного графического окна и ввод переменных из него: - щелкните на панели инструментов системы Универсальный механизм по кнопке – Открыть графическое окно. Появится отдельное графическое окно с Мастером переменных, расположенным в нижней части окна. - щелкните в графическом окне в столбце Переменные по нужному вам пункту Координата для его выделения. В Мастере переменных появится свой набор параметров. - щелкните дважды по любому из выделенных пунктов, например по пункту Координата, для ввода первой переменной в контейнер ввода переменных – окно слева. Шестой этап – ввод в контейнер переменных отдельного графического окна переменной из вне: - поместите указатель мыши в диалоговом окне Линейный анализ с открытой вкладкой Равновесие над полем с текстом Переменная: значение идентификатора; - нажмите левую клавишу мыши и, не отпуская ее, переместите указатель мыши на поле графического окна, где и отпустите клавишу,. Перенесенная переменная автоматически будет отложена вдоль оси абсцисс и появится в контейнере переменных,. Седьмой этап – установка нового значения коэффициента жесткости: - щелкните дважды в окне Список идентификаторов по изменяемому параметру. В нашем примере по параметру cstiff. Оно выделится; - введите нужное вам значение, например 0,2, а затем нажмите клавишу Enter для фиксирования ввода, иначе измененное значение не будет введено. Восьмой этап – выполнение расчета для введенных значений переменных: - щелкните в системе Универсальный механизм по пункту главного меню Инструменты, а затем в выпадающем меню по пункту Список окон. Появится окно Список окон, если его не было на экране. - щелкните в окне Список окон оп пункту Линейный анализ для открытия соответствующего диалогового окна; - щелкните в диалоговом окне Линейный анализ по кнопке Выполнить расчет. Появится окно сообщений Конец расчета с сообщением Расчет завершен; - щелкните в окне сообщений по кнопке ОК для завершения расчета. - щелкните в окне Список окон по пункту Графики. Появится ранее открытое отдельное графическое окно с результатами моделирования,. Девятый этап – копирование значения переменной и ее графика для ее сохра6 нения: - щелкните в отдельном графическом окне по копируемой переменной правой кнопкой мыши. Появится контекстное меню. - щелкните в контекстном меню по пункту Скопировать как статические или нажмите комбинацию клавиш Сtrl+S. В отдельном графическом окне появятся скопированная переменная и копия графика, который уже не будет удален при построении следующего графика при другом значении коэффициента жесткости. Десятый этап – повторение моделирования при различных значениях пара6 метра cstiff = 0,3, 0,1, 0,05, 0,025, 0,0125. Повторите выполнение последних трех этапов при различных значениях параметра cstiff = 0,3, 0,1, 0,05, 0,025, 0,0125. После выполнения расчетов получим следующие результаты исследования,.