13.1 Обзор

В этой главе описывается модуль интерактивного построителя шаблонов. Этот модуль предоставляет простейший метод создания нового шаблона или модификации существующего, будучи полностью графическим по своей реализации. Альтернативный метод прямого редактирования шаблона через электронную таблицу шаблонов (смотрите следующие главы) можно использовать вперемежку с интерактивным модулем.

Ряд команд и действий, которые могут быть использованы в этом модуле, также доступны в других 3D-модулях (например, bump) для использования в общей модификации существующего шаблона модели. Они обсуждались в разделе 3.0 “Интерактивная модификация шаблона”. Основное отличие этого модуля от предыдущего редактирования шаблона заключается в том, что пользователь может работать со всеми элементами шаблона, поэтому пользователь может добавлять и удалять части. Эти части могут быть соединены вместе или соединены с землей. Части, которые соединены, могут быть разделены для модификации.

В то время как в этом модуле результаты не вычисляются, поскольку модель не решается для какого-либо конкретного случая смещения. Это создает гораздо более стабильную среду, в которой можно вносить изменения в шаблоны без риска возникновения программных ошибок из-за решения недействительных или неполных шаблонов.

13.2 Макет экрана конструктора шаблонов

Режим построения шаблонов выбирается из главного меню Module / Shark / 3D Template Builder. При переключении на этот модуль становятся активными две панели инструментов, на которых есть значки для основных команд конструктора шаблонов (обратите внимание, что поскольку панели инструментов могут быть переопределены пользователем, они могут отображаться не совсем так, как показано в этом документе). Значки конструктора будут недоступны до тех пор, пока не будет открыт новый шаблон (однако они будут включены, если модель уже была загружена).

Когда вы находитесь в режиме конструктора шаблонов, графический дисплей указывает на это, показывая метку ‘Template Builder’ в каждом углу дисплея.

Чтобы проиллюстрировать макет экрана конструктора шаблонов и просмотреть параметры ‘New’ шаблона, мы сгенерируем новый шаблон, используя опцию ‘Copy from standard template’. Это создает новый шаблон, но с начальной точки существующего определенного шаблона.

Перейдите к модулю интерактивного 3D-шаблона. Module / Shark / 3D Template Builder.

Создайте новый шаблон. File / New.

Представлено пять вариантов, три из которых генерируют новый шаблон: ‘Steerable’, ‘Non-steerable’ и ‘Copy from Standard Template’. Единственная разница в выборе между управляемой и неуправляемой подвеской заключается в том, что управляемая будет функционировать так, как если бы это была передняя подвеска, в то время как неуправляемая редактируется так, как если бы это была задняя подвеска. Последние два параметра открывают существующий шаблон для дальнейшего редактирования/модификации.

Выберите ‘Copy from Standard Template’.

Каждый новый шаблон имеет уникальный номер слота и занимает следующую свободную позицию. Этот ‘Slot No.’ указан в заголовке записи метки "Новый шаблон" и появится в строке состояния один раз в режиме создания шаблона.

Введите подходящую метку для нового шаблона и нажмите "Ок".

Для этого примера мы выберем шаблон из списка, представленного кнопкой ‘Copy from Standard Template’. Мы будем использовать стандартный шаблон 1, “Double Wishbone, damper to lower wishbone”.

Выберите стандартный шаблон № 1 из представленного списка и нажмите ‘Ок’.

Графическое отображение обновится, чтобы отобразить выбранный шаблон. На графическом дисплее отобразятся списки ‘Tag Type’, ‘Points’, ‘Parts’, ‘Graphics’ и ‘Status’. Эти списки уникальны для модуля template builder и предоставляют средства, с помощью которых объекты могут быть индивидуально выбраны и, таким образом, изменены/ удалены.

В списках есть несколько действий по выбору. Видимость списка можно включить/выключить, щелкнув мышью по флажку в правом верхнем углу каждого списка. Второе поле в верхней части каждого списка управляет видимостью ‘grey’ линий местоположения. Эти строки соединяют каждую запись в списке с соответствующей позицией на модели.

Если в списке больше записей, чем можно просмотреть в указанном пространстве, то скрытые элементы можно прокрутить до просмотра, выбрав ‘triangle’ в левом нижнем углу списка. Аналогичный треугольник появится в левом верхнем углу, если прокрутить элементы за пределы верхней части списка.

Положение и размер каждого списка можно изменить, выбрав соответствующую ‘hot spot’ с помощью мыши. Эти горячие точки обозначаются курсором, изменяющим внешний вид либо на курсор ‘position’, либо на курсор ‘size’. Горячая точка ‘position’ находится в верхней части списка посередине, в то время как горячая точка ‘size’ аналогично находится в середине списка, но внизу.

Отдельные элементы в списке можно выбрать / отменить выбор с помощью мыши. Выбранный элемент будет выделен, и линия будет проведена в соответствующее положение на экране. Для ‘Type Tag’ и ‘Points’ это положение экрана является соответствующим положением точек в модели, например ‘Parts’ это положение на экране является средним значением для всех связанных активных точек на детали. Для ‘Graphics’ положение экрана - это местоположение "горячей точки" графики.

Для списка ‘status’ указаны только два элемента. Первый элемент, если он выбран, показывает расположение всех определенных уравнений и их тип уравнения, в то время как второй элемент показывает местоположение неизвестных в модели. Когда редактирование шаблона завершено, эти два элемента всегда должны быть равны для допустимого шаблона.

13.3 Индивидуальные опции меню конструктора шаблонов

Выбрав элемент из списка, щелкните правой кнопкой мыши, чтобы отобразить контекстно-зависимый набор соответствующих опций меню. Некоторые из этих ‘listed’ пунктов меню дублируют общие параметры, доступные на панелях инструментов, например, для списка ‘Part’ в меню правой кнопки мыши есть раздел ‘add part’. Другие пункты меню ‘list’ дублируют некоторые ‘standard’ функции редактирования, например, в меню список ‘Points’ есть опция ‘edit point properties’, которая аналогична обычному графическому редактированию точек путем выбора точка непосредственно в режиме ‘Edit’. Цель этих контекстных меню состоит в том, чтобы объединить все соответствующие меню в одно удобное меню.

Список ‘Tag Type’ - это краткое описание того, каким точкам в модели предписано выполнять определенную функцию, простыми примерами этого могут быть верхняя и
нижняя точки пружины. Такая ‘tagging’ позволяет решателю эффективно определять результаты по конкретному типу подвески, например, маркировка точек пружины позволяет рассчитать ход пружины и коэффициент упругости. Параметры тегирования в контекстном меню мыши позволяют удалить тег, изменить точку, к которой применяется тег, изменить тип тега для указанной точки или добавить новый тип тега, выбрав тип, а затем точку. Типами тегов являются разделены на три группы: Standard set 1, Standard set 2 (который обычно такой же, как в стандартном наборе 1, но применяется к противоположному углу в модели с полной осью) и Extended.

13.4 Создание нового шаблона, пример 1

Теперь мы создадим новый шаблон с нуля, чтобы проиллюстрировать использование значков элементов панели инструментов, а также действий интерактивного конструктора шаблонов. Мы создадим подвеску на двойных поперечных рычагах, аналогичную шаблону № 1, который мы только что использовали. Сначала создайте новый управляемый шаблон.

Создайте новый управляемый шаблон, File / New и выберите ‘Steerable Suspension’, а затем выберите "Ок".

Обеспечьте подходящую этикетку.

Введите метку для нового шаблона, а затем нажмите "Ок".

Теперь можно выбирать значки панели инструментов конструктора шаблонов. Если эти панели инструментов не видны, их можно "включить" через меню SetUp / Toolbar Visibility, найдите две записи 3D Template Builder. Помните, что для того, чтобы узнать функцию значка, наведите на него курсор мыши, чтобы получить всплывающую справку на панели инструментов.

Нам нужно добавить четыре детали: стойку, верхний поперечный рычаг, нижний поперечный рычаг и рулевой рычаг. Начните с добавления в модель трехточечной оси-заглушки. Со значками по умолчанию это 5-й значок на панели инструментов "Детали", альтернативно используйте главное меню Edit / Add to Model / Add Part / 3 Point Stub Axle.

Добавьте трехточечную ось-заглушку в шаблон, Edit / Add to Model / 3 Point Stub Axle.

Это добавляет одну деталь, шесть точек, пять типов тегов и три графических изображения. Обратите внимание, что при добавлении детали все точки, добавленные вместе с деталью, помещаются во временную группу, так что если вы ‘drag’ одну из точек, остальные перетаскиваются на ту же величину. Как обычно, чтобы отменить группу, чтобы точки можно было перемещать по отдельности, выберите Edit / Groups / Cancel или выберите соответствующий значок.

Теперь добавьте первый поперечный рычаг (нижний) и перетащите его вниз по Z в подходящее положение. Либо используйте значок на панели инструментов с 3-точечными поперечными рычагами (третий значок на панели инструментов "Детали"). В качестве альтернативы воспользуйтесь главным меню Edit / Add to Model / Add Part / 3 Point Wishbone.

Добавьте в шаблон три поперечных рычага, Edit / Add to Model / 3 Point Wishbone и перетащите его вниз по Z в подходящее положение.

Теперь мы будем использовать некоторые ‘actions’ конструктора шаблонов для создания некоторых подключений. Сначала соедините две внутренние точки с землей. Для этого мы выбираем соответствующий значок на панели инструментов или в главном меню Edit / Template Builder Actions / Join Point to Ground (at Point). Таким образом, выберите значок, затем выберите первую из двух внутренних точек поперечного рычага, ее изображение изменится, указывая на то, что она подключена к земле. Повторите выбор значка, а затем выберите вторую из двух внутренних точек поперечного рычага. Обратите внимание, что по мере установления соединения количество неизвестных уменьшается на 3.

Соедините две внутренние точки поворота поперечных рычагов с землей, Edit / Template Builder Actions / Join Point to Ground (at Point). Повторите для обеих внутренних точек.

Теперь нам нужно соединить наружный шаровой шарнир поперечного рычага с нижним шаровым шарниром оси-заглушки. Существует три способа соединения двух частей вместе: среднее положение двух точек, положение первой точки или положение второй точки. В этом примере мы соединим детали в среднем из двух положений.

Подсоедините наружный шаровой шарнир поперечного рычага к нижнему шаровому шарниру оси-заглушки, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Part (в средней из двух точек).

Теперь нам нужно повторить предыдущие шаги для верхнего поперечного рычага. Итак, добавьте новый 3-точечный поперечный рычаг, перетащите его вверх по Z в соответствующее положение, соедините внутренние точки с землей, а наружную точку платы с верхним шарниром оси заглушки.

Добавьте в шаблон три поперечных рычага, Edit / Add to Model / 3 Point Wishbone, и перетащите его вверх по Z в подходящее положение

Соедините две внутренние точки поворота поперечных рычагов с землей, Edit / Template Builder Actions / Join Point to Ground (at Point). Повторите для обеих внутренних точек.

Подсоедините наружный шаровой шарнир поперечного рычага к верхнему шаровому шарниру оси-заглушки, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Part (в средней из двух точек).

Ваш шаблон должен выглядеть так же, как на приведенном выше снимке экрана, и содержать 12 неизвестных и 11 уравнений. Нам все еще нужно добавить проверку рулевой тяги на наличие дополнительных ‘Tag Types’ и включить пружину и демпфер.

Чтобы сохранить использование этого нового шаблона, нам нужно сохранить его, либо используя один из следующих Параметры файла шаблона, или он может быть сохранен просто как часть файла данных (при условии, что включена опция Setup / Include User Templates in Data Files). Обычно мы сохраняем этот новый шаблон, используя одно из подменю File / Template File Options. Для нашего примера мы сохраним его как единый ‘custom’ шаблон. Это файл, который просто содержит этот шаблон, и если бы мы хотели использовать его в будущих запусках программы, сначала его нужно было бы прочитать через File / Add Custom Templates from File… Сохраните шаблон в пользовательском файле как ‘sample_template.dat’.

Сохраните шаблон как пользовательский файл шаблона, File / Template Builder File Options / Save Custom Template. Задайте имя файла как ‘sample_template.dat’

Если вы хотите загрузить сохраненный пользовательский шаблон обратно в редактор шаблонов для дальнейших модификаций, вам следует в модуле конструктора шаблонов использовать пункт меню File / New, как если бы вы создавали новый шаблон, но использовали опцию Open – Saved Custom Template. Сохраненный шаблон считывается, чтобы можно было вносить дальнейшие изменения. Список файлов модуля template builder File / New также включает опцию, которая позволяет вам выбрать существующий стандартный шаблон для модификации, но вместо того, чтобы создавать его как новый шаблон в следующем свободном слоте, он изменяет его в текущем местоположение. Как и в случае со всеми изменениями пользовательского шаблона, они должны быть сохранены с использованием одного из доступных вариантов, если изменения должны быть сохранены для повторного использования в будущем.

Прежде чем мы будем использовать этот шаблон, мы должны добавить некоторые дополнительные компоненты для увеличения функциональности. Чаще всего добавляются пружина и демпфер. Мы добавим их как общий компонент, это позволит нам добавить их за один раз.

Чтобы добавить комбинированный пружинный демпфер, выберите значок, как указано выше, или меню Edit / Add to Model / Add Part / Add Spring-Damper. Обратите внимание, что это действие добавления детали в конструкторе шаблонов функционально отличается от того, которое используется в опции интерактивного редактирования модели Edit / Add to Model / Spring 1 (выберите две точки), которая, как следует из меню, требует, чтобы вы выбрали две существующие точки, к которым должна быть прикреплена пружина. Пункт меню, который мы используем, доступен только в режиме конструктора шаблонов, поскольку он добавляет две точки, необходимые для обозначения верхнего и нижнего соединений, но не соединяет их с какой-либо конкретной деталью. Таким образом, это было бы недопустимо при обычном интерактивном редактировании модели. Конечно, вы могли бы использовать опцию интерактивного редактирования модели в конструкторе шаблонов, но сначала вам нужно было бы добавить две точки для выбора.

Мы будем использовать опцию меню Edit / Add to Model / Add Part / Add Spring-Damper, которая помещает пружинно-демпферный элемент на графическое изображение. В качестве вариации обычного мы будем подсоединять пружину и демпфер к оси-заглушке, а не к одному из поперечных рычагов. Поэтому перед выполнением соединений перетащите верхнюю и нижнюю точки в подходящие положения.

Добавьте комбинированный пружинно-демпферный блок в модель, Edit / Add to Model / Add Part / Add Spring-Damper. Затем перетащите верхнюю и нижнюю точки соединения в подходящие положения для подсоединения нижней точки к оси заглушки.

Верхнюю точку пружины / демпфера мы можем соединить с землей таким же образом, как мы это делали для других наших точек ‘ground’ (помните, что вы можете предпочесть думать о "земле" как о теле, поскольку именно это подразумевается аналитическим термином ‘заземлять’).

Соедините верхнюю точку пружины/демпфера с ‘Землей’. Edit / Template Builder Actions / Join Part to Ground (в точке)

Чтобы подсоединить пружинно-демпферный узел к оси заглушки, мы могли бы использовать ранее использованный нами метод соединения двух деталей путем выбора двух точек. В данном случае у нас нет точки на оси-заглушке, к которой мы могли бы подключиться, все существующие точки используются для определения соединений с другими деталями подвески. Мы могли бы создать новую точку на оси заглушки, используя один из способов Edit / Add to Model / Add Point / to Part…, а затем присоедините эту точку к нижней точке пружины/демпфера с помощью опции "Присоединить деталь к детали", но есть более удобный способ доступный метод. Мы установим соединение с помощью точки соединения с частью (в точке) меню. Таким образом, нам нужно только выбрать часть, к которой мы хотим присоединиться, и точку, к которой мы хотим присоединиться.

Подсоедините нижнюю точку пружины/демпфера к оси заглушки. Edit / Template Builder Actions / Join Point to Part (в точке)

Теперь у нас есть готовый шаблон, который можно использовать для моделирования. Прежде чем продолжить, повторно сохраните шаблон как пользовательский шаблон.

Повторно сохраните шаблон как пользовательский файл шаблона, File / Template File Options / Save Custom Template. Задайте имя файла как ‘sample_template.dat’

Чтобы использовать это в качестве модели, мы можем просто переключиться на один из 3D-модулей, таких как 3D Врезаться. Отображение изменится, указывая на то, что мы больше не находимся в режиме шаблона, и модель теперь будет работать в заданном диапазоне артикуляции. Подтвердите это, отобразив график x-y рассчитанного угла развала.

Переключитесь на модуль 3D Bump и отобразите график угла развала. Module / Shark / 3D Bump, Graphs / New-open

Обратите внимание, что вы можете свободно переключаться между режимом 3D-bump и модулем template builder, чтобы вносить дополнительные изменения в шаблон по мере необходимости.

13.5 Создание нового шаблона, пример 2

В качестве второго примера использования интерактивного конструктора шаблонов мы создадим подвеску типа Mcpherson Strut. Этот простой шаблон из 4 частей требует всего трех фактических действий ‘add part’, поскольку стойка / вертикальное положение добавляет две части, но является одним действием ‘add part’. Таким образом, нам нужно добавить следующие части из меню Edit / Add to Model / Add Part; 3-точечную стойку, 3-точечный поперечный рычаг и 2-точечное соединение.

После того, как детали были добавлены и размещены в соответствующих местах, для завершения создания шаблона мы должны выполнить ряд шагов. 1) Нам нужно соединить верхнюю часть стойки, внутренние точки поперечного рычага и внутренние точки рулевой тяги с землей. 2) Присоедините наружный шаровой шарнир поперечного рычага к нижнему шаровому шарниру стойки. 3) Присоедините наружный шаровой шарнир рулевой тяги к рулевому рычагу стойки.

Переключитесь в режим конструктора шаблонов, Module / Shark / 3D Template Builder

Создайте новый шаблон, File / New, выберите ‘Create – Steerable Suspension’, присвойте этому новому шаблону подходящую метку “Mcpherson strut example”.

Добавьте 3-точечную деталь стойки, Edit / Add to Model / Add Part / 3 Point Strut

Добавьте 3-точечный поперечный рычаг и перетащите его вниз по Z в соответствующее положение, Edit / Add to Model / Add Part / 3 Point Wishbone

Добавьте ссылку в 2 точки и перетащите ее вперед по X в соответствующее положение, Edit / Add to Model / Add Part / 2 Point Link

Соедините верхнюю часть стойки с землей, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Ground (в точке)

Подсоедините внутренние шарниры поперечных рычагов к земле, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Ground (в точке)

Подсоедините внутреннюю ось рулевой тяги к земле, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Ground (в точке)

Соедините наружный шаровой шарнир поперечного рычага с нижним шаровым шарниром стойки, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Part (в среднем из двух точек)

Соедините наружный шаровой шарнир рулевой тяги с шаровым шарниром рулевого рычага стойки, Edit / Template Builder Actions / Join Part to Part (в двух точках)

Теперь у вас должен быть действительный шаблон. Как всегда, проверяйте статус, у вас должно быть 15 неизвестных и 15 уравнений.

Попробуйте добавить пружину, чтобы завершить этот шаблон.

13.6 Упражнение: Неуправляемая подвеска с одним верхним звеном

Для выполнения упражнения попробуйте создать шаблон, показанный ниже. Это неуправляемая подвеска с одним верхним рычагом и удлиненным нижним поперечным рычагом.

Подсказки: В этом шаблоне из 11 деталей по 3 точки используются следующие детали: 3-точечная ось-заглушка, 4-точечный поперечный рычаг и 2-точечное соединение. Обычное соединение рулевой тяги на оси-заглушке устанавливается на место путем подсоединения его к другому наружному шаровому шарниру нижнего поперечного рычага.

В итоге у вас должен получиться шаблон из 12 уравнений / 12 неизвестных.

В качестве дополнения к этому упражнению попробуйте добавить пружинно-демпферный блок, приводимый в действие толкателем от нижнего поперечного рычага. Вам нужно будет добавить еще две детали: трехточечный поперечный рычаг и двухточечную тягу, а также пружинно-демпферный блок.

Эти изменения создают новый шаблон с 18 уравнениями и 18 неизвестными. Поскольку дополнительный толкающий механизм не управляет кинематическим движением колеса при его шарнирном соединении, дополнительные проблемы, которые мы добавили, могут быть решены позже. Последующее решение может быть использовано для удаления неизвестных из основного процесса решения, что приводит к более быстрому решению. Мы можем внести это изменение непосредственно из интерактивного редактора шаблонов.

Чтобы вернуться к нашим предыдущим 12 неизвестным, нам нужно переключить две неизвестные точки (поскольку каждая неизвестная точка добавляет три неизвестных) с "неизвестных" на "известные" через соответствующее меню правой кнопки мыши. Две точки для переключения - это концы толкателя.

Внеся изменения в тип решателя, вы должны вернуться к 12 неизвестным и 12 уравнениям. Протестируйте свой шаблон в модуле 3D bump и модуле Roll.