Mechanik

Mit der Mechanikbibliothek stehen Elemente zur Verfügung, die es erlauben, eine – wenn auch nur relativ einfache, so aber doch effektive – schwingungsfähige eindimensionale mechanische Struktur aufzubauen.

Grundlagen für die Berechnung mechanischer Bewegungen sind die Newton’sche Bewegungsgleichung für die Translation und der Drallsatz für die Rotation.

Der Aufbau eines mechanischen Systems entspricht der Systematik eines hydraulischen Systems: wie in der Hydraulik jeweils abwechselnd eine Kapazität und ein Widerstand verschaltet werden, wechseln sich in der Mechanik eine Masse und ein kraftbestimmendes Element ab. Mechanische Knoten fassen die Größen Weg und Geschwindigkeit bzw. Winkel und Winkelgeschwindigkeit und Kraft bzw. Moment zu einer Leitung zusammen. Die Aufteilung in die einzelnen Signale ist jederzeit möglich: entweder werden Signale direkt vom Element abgegriffen, oder die Transformerelemente bilden den Übergang vom mechanischen zum Signalknoten.

In vielen Fällen reicht die Betrachtung mechanischer Strukturen im eindimensionalen Fall aus. Mit geringem Aufwand ist es aber auch möglich, eine Translation mit einer Schwenkbewegung zu kombinieren, wenn z. B. asymmetrische Kräfte eine Schiefstellung eines Körpers bewirken können. In der Simulation lassen sich so zum Beispiel die Auswirkungen eines Winkelfehlers in den Führungen des Körpers auf die Positioniergenauigkeit untersuchen.