摆锤碰撞接触刚度模拟实验装置

本作品为面向先进运动学与动力学研究场景搭建的实验类三维模型，整体采用实体建模方式完成全结构构建，建模过程严格遵循机械结构的几何比例与装配逻辑，确保各部件的空间位置、连接关系完全符合真实实验装置的物理特性。模型主体由L型安装支架、铰接摆杆、球形摆锤、三组立方块试件四个核心部分构成，其中L型支架作为承载基座，底部平台设置有定位凹槽结构，用于固定待测试的立方块试件，竖直臂顶端预留铰接安装孔，通过销轴结构实现摆杆的铰接连接，建模时对铰接副的配合间隙做了等效还原，可真实复现摆杆摆动过程中的转动自由度约束特性。摆杆采用细长杆结构设计，末端连接的球形摆锤为均质实体，建模时对摆锤的质量分布做了参数化设定，可匹配不同碰撞动能下的仿真需求；三组立方块试件依次排布在支架底部平台上，相邻块体之间保留微小的接触间隙，用于模拟碰撞过程中的力传递路径。材质设置上，L型支架采用哑光墨绿色工程塑料材质，表面添加细微的磨砂纹理提升真实感，摆杆为深棕色金属杆件，表面做轻度金属反光处理，球形摆锤采用暗红色金属漆面材质，还原钢制配重件的视觉质感，立方块试件采用深灰色哑光硬质合金材质，边缘做微小倒角处理避免应力集中导致的仿真计算异常。模型完成基础结构建模后，预先完成了运动副的约束添加，铰接位置设置转动副约束，摆锤与摆杆之间设置固定连接约束，立方块试件与基座平台之间设置固定约束，同时在各部件的接触面上预先定义了接触刚度参数，可直接用于接触刚度模拟、碰撞动力学仿真、运动过程动画输出等研究场景，能够帮助使用者直观理解碰撞过程中的力传导、能量损耗、接触变形等力学现象，适配研究生阶段运动学、动力学课程的教学演示与仿真研究需求，模型结构完整无缺失部件，各零件的几何特征清晰可编辑，可根据研究需求调整摆锤质量、摆杆长度、试件材质参数等变量，拓展不同实验工况下的仿真分析。