Engineering
Кулачок і підпружинений штовхач
Порівняйте три плавні закони підйому й збільшуйте швидкість, доки ролик не відірветься від кулачка; потім робіть пружину жорсткішою, доки контакт не повернеться. Контакт може лише штовхати, тому відрив розраховується, а не малюється.
Що відбувається
Дисковий кулачок обертається під роликовим штовхачем, якого пружина притискає донизу. Профіль кулачка побудовано за програмою підйому: підйом на 140°, вистій 40° угорі, опускання на 140°, спокій. Три закони дають однаковий підйом за різних прискорень: гармонічний (його прискорення стрибком змінюється на початку й наприкінці кожного ходу), циклоїдальний і поліном 3-4-5. Контакт може лише штовхати. Там, де програма вимагає від штовхача гальмувати швидше, ніж пружина й сила тяжіння можуть повернути його донизу, ролик відривається від кулачка: нижче критичної швидкості ωc він лишається в контакті, вище — підстрибує й сідає назад з ударом. Кнопками поставте швидкість трохи нижче й трохи вище ωc, потім зробіть пружину жорсткішою або додайте попереднє стиснення й дивіться, як контакт повертається. Найбільший підскок зберігається до наступного пуску.
Модель: жорсткі кулачок і штовхач; однобічний контакт по траєкторії центра ролика; лінійна пружина, необов’язковий в’язкий демпфер на штоку й сила тяжіння. Двигун тримає швидкість кулачка в межах свого моменту. Без проковзування ролика, деформації контакту й відскоку.
Що спробувати
Кнопками ωc поставте швидкість по обидва боки від критичної; потім робіть пружину жорсткішою, доки ролик не перестане відриватися.
Рівняння модуля
Рівняння a = ω²·d²s/dφ² N = m(a + g) + F₀ + k·y ≥ 0 ωc² = min (F₀ + k·s + m·g) / (−m·d²s/dφ²)
