評(píng)估時(shí)的這些矩的概念考量的是我們模型幾何性質(zhì),也就是我們常說的慣矩,慣矩是面積與到某一坐標(biāo)系軸的距離之積(如果考慮到三維這是體積與距離之積),因此我們慣矩的大小與我們所選用的坐標(biāo)系有直接的關(guān)系。我們模型的慣矩分為三種,一維矩(靜矩)IxIy Iz 、二維矩(慣性矩)Ixy Iyz Ixx等以及三維矩Ixyz,一般情況下三維矩不是很常見,我們用的較多的是一維和二維的矩,下面平面xy 坐標(biāo)系為例介紹這兩種。
一維矩:一維矩又叫靜矩,其具體計(jì)算Ix = ∫ ydA 如:,,Iy = ∫ xdA ,為該平面的面積與到xy坐標(biāo)系軸的距離之積,因?yàn)槊娣e上每一小塊面到軸距離各不相等,因此常采用積分計(jì)算。靜矩并沒有多少實(shí)際的意義,其主要是用于計(jì)算重心使用。計(jì)算方法如右:y = , x = ,(A 為截面面積)這即為該面的重心相對(duì)于我們所選坐標(biāo)系的坐標(biāo)。在solidworks里面評(píng)估時(shí),重心部分其實(shí)就是評(píng)估我們的一維靜矩。二維矩:二維矩又叫慣性矩,是評(píng)估物體慣性的量,具體計(jì)算如下:Ixy = ∫ yxdA ,Ixx = ∫ yydA ,其他如Ixx,Iyx等計(jì)算方法類似,是關(guān)于距離的二維積分。由于這些量與我們所選的坐標(biāo)系相關(guān),因此當(dāng)我們選擇不同的坐標(biāo)系時(shí)其大小也就不一樣,這也即是為什么在solidworks里面評(píng)估時(shí)會(huì)有基于重心和基于參考坐標(biāo)系的不同慣性張量(參考的坐標(biāo)系不同),在這里慣性張量其實(shí)就是我們這邊所有算出來基于各個(gè)軸的慣性矩的一個(gè)矩陣組合。這里包含了所有的慣性矩的大小。而有些時(shí)候基于某些坐標(biāo)系軸計(jì)算時(shí)大小可能會(huì)零,這時(shí)候我們就稱之為慣性主軸。
以上關(guān)于二維矩的一個(gè)解釋是基于幾何的解釋。而在實(shí)際當(dāng)中,慣性矩?fù)碛袕V泛的應(yīng)用,一般認(rèn)為,慣性矩表示該截面對(duì)于其他影響的抵抗作用,具體到具體的慣性矩,Ixx,Iyy這就是我們常說的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,是抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)的量,Ixy等具體到我們力學(xué)里面則是表示該面抵抗彎矩、扭矩影響的能力,通俗的講,當(dāng)你施加扭矩時(shí),零部件的內(nèi)部應(yīng)力情況與你的界面性質(zhì)直接相關(guān)。

綜上所述:重心也好、慣性張量也好,其實(shí)表征的都只是你的截面上,面積的一個(gè)具體分布情況。如果對(duì)于這方面需要有更深入的了解,建議參照材料力學(xué)關(guān)于截面幾何性質(zhì)的相關(guān)章節(jié)介紹。
愛華網(wǎng)



