关于solidworks评估时惯性矩的解释 solidworks评估
评估时的这些矩的概念考量的是我们模型几何性质,也就是我们常说的惯矩,惯矩是面积与到某一坐标系轴的距离之积(如果考虑到三维这是体积与距离之积),因此我们惯矩的大小与我们所选用的坐标系有直接的关系。我们模型的惯矩分为三种,一维矩(静矩)IxIy Iz 、二维矩(惯性矩)Ixy Iyz Ixx等以及三维矩Ixyz,一般情况下三维矩不是很常见,我们用的较多的是一维和二维的矩,下面平面xy 坐标系为例介绍这两种。
一维矩:一维矩又叫静矩,其具体计算Ix = ∫ ydA 如:,,Iy = ∫ xdA ,为该平面的面积与到xy坐标系轴的距离之积,因为面积上每一小块面到轴距离各不相等,因此常采用积分计算。静矩并没有多少实际的意义,其主要是用于计算重心使用。计算方法如右:y = , x = ,(A 为截面面积)这即为该面的重心相对于我们所选坐标系的坐标。在solidworks里面评估时,重心部分其实就是评估我们的一维静矩。二维矩:二维矩又叫惯性矩,是评估物体惯性的量,具体计算如下:Ixy = ∫ yxdA ,Ixx = ∫ yydA ,其他如Ixx,Iyx等计算方法类似,是关于距离的二维积分。由于这些量与我们所选的坐标系相关,因此当我们选择不同的坐标系时其大小也就不一样,这也即是为什么在solidworks里面评估时会有基于重心和基于参考坐标系的不同惯性张量(参考的坐标系不同),在这里惯性张量其实就是我们这边所有算出来基于各个轴的惯性矩的一个矩阵组合。这里包含了所有的惯性矩的大小。而有些时候基于某些坐标系轴计算时大小可能会零,这时候我们就称之为惯性主轴。
以上关于二维矩的一个解释是基于几何的解释。而在实际当中,惯性矩拥有广泛的应用,一般认为,惯性矩表示该截面对于其他影响的抵抗作用,具体到具体的惯性矩,Ixx,Iyy这就是我们常说的转动惯量,是抵抗转动的量,Ixy等具体到我们力学里面则是表示该面抵抗弯矩、扭矩影响的能力,通俗的讲,当你施加扭矩时,零部件的内部应力情况与你的界面性质直接相关。
综上所述:重心也好、惯性张量也好,其实表征的都只是你的截面上,面积的一个具体分布情况。如果对于这方面需要有更深入的了解,建议参照材料力学关于截面几何性质的相关章节介绍。
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