力学

剛体の回転運動を支配するオイラーの運動方程式【力学の道具箱】

オイラーの運動方程式は、剛体の角速度ベクトルの時間変化を記述する常微分方程式で、剛体の回転運動を支配しています。並進運動を司るニュートンの運動方程式と組み合わせて、剛体の運動を解析する際によく用いられます。この記事では、一般的な質点系の回転運動方程式からオイラーの運動方程式を、行列形式の簡潔な式を用いて導出する方法を解説します。
力学

回転する座標系から見た相対速度・相対加速度の計算方法【力学の道具箱】

運動する2つの点の相対速度は「どの座標系から見るか」に依ります。絶対座標系に対して回転運動している座標系から見た場合には、一般に相対速度は絶対速度の差とは異なるので注意が必要です。この記事では、回転する座標系から見た相対速度や相対加速度を正しく計算する方法について解説します。
力学

オイラー角とは?定義と性質、回転行列・角速度ベクトルとの関係

オイラー角は3次元空間における剛体または参照座標系の回転姿勢を表す方法の一つです。独立な3つの角度の組で回転姿勢を表し、便利で分かりやすいので、力学やコンピュータグラフィックスでもよく使われています。この記事ではオイラー角について詳しく解説します。
力学

角速度ベクトルと回転行列の時間微分【力学の道具箱】

3次元の回転運動を自在に計算できるようになるためには、「ベクトルの成分表示と座標変換」、「回転行列」、そして「角速度ベクトルと回転行列の時間微分」を習得すると良いです。この記事では3つ目の「角速度ベクトルと回転行列の時間微分」について解説します。
力学

柔軟マルチボディダイナミクスの解法-浮動基準枠法

マルチボディシステムの各物体(部品)は剛体として扱うことが多いですが、場合によっては一部の物体(部品)を可変形体として扱いたいときもあります。この記事では、マルチボディダイナミクスで可変形体を扱う方法の一つ「浮動基準枠法」を平面(2次元)のマルチボディシステムを対象として解説します。
力学

マルチボディダイナミクス超入門

現在、機械システムの解析に広く活用されているマルチボディダイナミクスについて、その定式化と解法の要点を平面(2次元)の剛体マルチボディシステムを例として解説します。
解析技術

QuickPlotでXcosのシミュレーション結果を素早く確認しよう!

前の記事で、Simulinkのシミュレーション結果をQuickplotで確認する方法について書きました。 この記事はそのScilab/Xcos版です。 Xcosのシミュレーション結果を確認する方法は、主に次の2つ...
解析技術

QuickPlotでSimulinkのシミュレーション結果を素早く確認しよう!

Simulinkのシミュレーション結果を確認する方法は、主に次の3つだと思います。 信号線に接続されたScopeブロックを開く ScopeブロックやTo Workspaceブロックで、信号の履歴をMATLABのワークスペース...
力学

ベクトルの成分表示と座標変換【力学の道具箱】

力や速度など、大きさだけでなく向きも問題となる量はベクトルと呼ばれます。ベクトルは図としては矢印で表示できますが、計算などでベクトルを数値的に扱いたい場合には、ベクトルの成分表示を利用します。
解析技術

シミュレーション結果を素早くプロットできるScilabのQuickPlotモジュール(フリー)

ファイルに保存されたデータから2次元プロットを素早く描くことができる、Scilab の QuickPlot モジュールを紹介します。