Iedereen kent vanuit zijn natuurkunde lessen de Wieg van Newton (of Newtonpendel) nog wel de kaatsende ballen in een rekje. Hieronder volgt een tutorial hoe je die in Inventor kunt maken en laten bewegen.
Het maken van het frame
(klik op de afbeeldingen om ze te vergroten)
Start met een nieuw part.
Creëer de eerste schets op het YZ-vlak en zie erop toe dat je het juiste vlak selecteert. Maakt vervolgens de linkerzijde van het frame zoals in de voorbeeldschets hiernaast. Plaats de bovenste binnenhoek op het 0-punt.
Extrudeer de sketch 10 mm en plaats op alle drie de buitenhoeken een fillet van 3 millimeter. Plaats de rechter zijde d.m.v. een rectangler pattern en geef een afstand van 300 millimeter. Zorg dat je ook de fillets selecteert!
Maak een schets in de top van de linkerzijde. Zie het voorbeeld hiernaast.
Verbind de twee zijden d.m.v. extrude en extrudeer met de extents ‘to’ naar de rechterzijde. Plaats een workplane vanaf de YZ-plane met een afstand van 150 mm zodat deze in het midden van het frame komt te liggen.
Plaats een workpoint in het midden op de geplaatste workplane en de X-as.
Plaats nog 4 workpoints met rectangler pattern op een afstand van 40.1, vink bij directions 1 ‘midplane’ aan. Let op de afstand 40.1! Dit geeft ruimte tussen de later geplaatste ballen van Ø 40. Deze ruimte is nodig anders werken later de ‘2D contacts’ niet.
Sla het part op als ‘Frame’.
Het maken van de ballen met koord
Maak een nieuw part aan en plaats een sketch op het XZ-vlak. Zie erop toe dat je het juiste vlak selecteert. Plaats een cirkel met een diameter van 40 mm op het 0-punt en plaats vervolgens verticaal een centerline om deze als as te gebruiken bij de revolve functie.
Druk op return waarmee je de revolve functie activeert. Maak de bal met de Centerline als as en de extents ‘full’. Suppres de bal en plaats een sketch op het XY-vlak. Plaats een cirkel op het 0-punt met een diameter van 1 mm en druk op return. ‘Extrude’ met een lengte van 150 mm.
Plaats een workpoint op het bovenvlak en de Z-as van het koord.
Unsuppres de bal zodat deze weer zichtbaar wordt en zet de sketch van het koord uit door het vinkje weg te halen bij 'visibility' van de sketch van de extrusion.
Sla het part op als ‘Bal’.
Open een nieuwe Assembly
Plaats het frame één maal en vijf maal een bal. Constrain de ballen met het frame door workpoints te gebruiken. Plaats vervolgens vijf maal een mate constrain. Sla je assembly op als Newtons Frame.
Ga vervolgens via het menu 'environments' naar 'dynamic simulation'.
Na het openen van de dynamic simulation opent ook de simulation player maar deze kun je meteen sluiten. Er worden meteen ook automatisch ‘standard joints’ en ‘external loads’ aangemaakt.
Geef Rmk op gravity om de zwaarte kracht te definiëren
Plaats de gravity op de Z-richting.
Selecteer ‘vector components’ en vul het getal van de entity in bij vector components bij de g[Z]. Plaats een min-teken (-) voor het getal voor de richting. Geef Ok. Geef nu een Rmk op de eerste Joint onder standaard joints en klik op properties.
Selecteer DOF 1(R) en geef onder position -30 deg. De eerste bal zal een hoek van 30 graden maken.
Aangezien de ballen niet één zijn met elkaar moeten we contact tussen hen vast stellen. Door 2D contact te gebruiken, moeten we gesloten lussen of randen op de bal kunnen selecteren. Deze schetsen zijn nog zichtbaar op de ballen. Klik nu in het menu (links boven) op 'insert joint'.
Selecteer ‘2D Contact’ in het pull down menu.
Selecteer de sketch van de eerste bal als eerste loop en selecteer de sketch van de tweede bal als tweede loop. Klik vervolgens op apply. Herhaal dit zonder insert joint af te sluiten in de volgende; tweede bal met derde bal, apply - derde bal met vierde bal, apply. Et cetera. Je hebt nu vier contacten gemaakt.
Vervolgens moeten de eigenschappen van de contacts worden gewijzigd. Om snel alle contacts te veranderen selecteer je het eerste Contact en met de shift-toets ingedrukt selecteer je de andere contacts. Klik met de rechtermuisknop op de eerste geselecteerde contact en selecteer vervolgens eigenschappen.
Wijzig de restitution waarde naar 1 en friction naar 0. Klik op OK.
Open in de Browser ‘Mobile Groups’ door op het + teken te klikken. Dubbelklik vervolgens op 'Cradle Bal 1'.
Het part ‘Cradle Ball 1’ wordt geopend. Open Revolution1, geef Rmk op sketch en zet de visibility uit zodat de sketches niet meer zichtbaar zijn. Return. Je komt terug in de Assembly en de Simulation Player wordt geopend.
Geef bij de final time het aantal seconden op en klik op play. Je ziet nu de buitenste ballen bewegen terwijl de middelste ballen stil blijven staan. Je kunt ook de buitenste twee ballen laten bewegen zodat alleen de middelste bal stil blijft hangen, zorg dan dat je de eerste twee ballen onder een hoek worden plaatst.
Veel succes en vooral plezier!