Juhannuspähkinä – Kubb-kuningas kumoon SOLIDWORKS Motion -laskennan avulla

Näin keskikesän aikoinahan alkaa hieman erityisesti kiinnostua laskelmista ja simuloinneista. Tänä vuonna aikomuksemme on hieman lähemmin tutkia Ruotsin uusinta kansallisurheilua Kubb:ia, joka muistuttaa hieman suomalaista mölkky-peliä.

Ajattelimme tänä vuonna tutkia, kuinka korkealle kuninkaaseen on osuttava, jotta sen saa kaatumaan kumoon. On itsestään selvää, että on osuttava korkeammalle mutta kuinka korkealle?

Samankaltaisia laskelmia tehdään tänä päivänä monissa yrityksissä, joissa suunnitellaan kaatumisen vaarassa olevia tuotteita – esimerkiksi hyllyjärjestelmiä, tuoleja ja korkeita telineitä.

Asetelma – SOLIDWORKS Motion

Tehdäksemme asian mahdollisimman yksinkertaiseksi vaihdamme heittokepin heiluriin. Silloin voimme yksinkertaisesti ohjata tarkkaan mihin kohtaan kuningasta osumme lyhentämällä heilurin pituutta.

C1

Simulointi tullaan tekemään SOLIDWORKS Motion:iin, joka on käytettävissä kaikille, joilla on SOLIDWORKS Premium tai jokin Simulation-tuotteistamme. Asetelma syntyy nopeasti ja yksinkertaisesti. Määrittelemme  kappaleittemme (kuningas, heiluri ja nurmikko) väliset kontaktiehdot sekä lisäämme gravitaation. Heiluri asetetaan oikeaan korkeuteen ja pidetään paikoillaan ’Concentric mate’:lla. SOLIDWORKS Motion hoitaa nyt koko fyysisen analyysin eikä muita asetuksia tarvitse tehdä.

Tulokset – SOLIDWORKS Motion

Osoittautui, että kuningas kellahti alkuperäisillä osumapinnan korkeuden ja heilurin pituuden arvoillamme. Mutta miten löydämme pituuden kun siirrymme kaatuvasta kuninkaasta seisovaan kuninkaaseen?

C2

Optimointi – Design Study

 

C3
Useiden eri heiluripituuksien nopea testaaminen tapahtuu helpoimmin käyttämällä Design Study:a. Design Study asetellaan kolmessa vaiheessa:

  • Aseta ne mitat/kulmat/syötteet, jotka saavat vaihdella (Variables)
  • Määritä ne parametrit, joita pitää valvoa (Constraints)
  • Määritä kohteet (Goals)

Meidän tapauksessamme ainoa muuttuja on heilurin pituus, joka saa vaihdella 1000 mm ja 1200 mm väliltä. Meillä ei ole mitään tavoitetta arvioinnillemme. Haluamme vain valvoa kaatuuko kuningas heilurin eri pituuksilla. Siksi asetamme valvonnan (Constraint) kuninkaan massakeskipisteeseen – jos se äkkiä pienenee, tämä merkitsee että kuningas kaatuu.

C4
Laskelma osoittaa selvästi, että taitepiste on 1120 mm kohdalla.

Alla olevat videot osoittavat tulosten erilaisuuden juuri siirtymässä.

 

 

 

 

 

Tietysti saman simuloinnin voi tehdä heitetyllä kubb-tikulla. Katso tästä esimerkki alla olevasta videosta.  Testaa ihmeessä itse nähdäksesi miltä tällainen tulos saattaa näyttää.

 

 

 

Hyvää juhannusta!

 

Christoffer Wester

PLM Group Västerås, Simulation Consultant

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.