बहुपिण्ड तंत्र
परस्पर जुड़े हुए कई दृढ़ पिण्डों और/या नम्य पिण्डों (flexible bodies) की गतिक व्यवहार का अध्ययन बहुपिण्ड तंत्र (Multibody system) के रूप में किया जाता है। इस प्रकार के तन्त्र में प्रत्येक पिण्ड का स्थानिक विस्थापन (translational displacement) या कोणीय विस्थापन बड़ा हो सकता है।
आजकल, 'बहुपिण्ड तंत्र' इंजीनियरी के अनेकों क्षेत्रों से जुड़ा हुआ है जिनमें रोबोटिक्स और वाहन गतिकी का नाम उल्लेखनीय है। कम्प्यूटर प्रोग्रामों की सहायता से आजकल ऐसे बहुपिण्ड तंत्रों का सिमुलेशन किया जा सकता है जिनमें हजारों पिण्ड आपस में जुड़े हुए हों। इस प्रकार इनकी डिजाइन का इष्टतमीकरण करने में सुविधा हो गयी है।
उपयोग
किसी एक पिण्ड या यांत्रिक त्रंत्र के एक छोटे भाग का अध्ययन करने के लिए फाइनाइट एलिमेन्ट विधि (FEM) का उपयोग किया जाता है। किन्तु किसी सम्पूर्ण बहु-पिण्ड तन्त्र के गुणधर्मों या विशिष्टताओं का अध्ययन बहुपिण्ड तंत्र के लिए उपयुक्त विधियों की सहायता से किया जाता है।
- कुछ क्षेत्र
- वातांतरिक्ष इंजीनियरी (हेलिकॉप्टर, उतरने के लिए लगाये जाने वाले युक्तियाँ (landing gears), विभिन्न गुरुत्वीय स्थियों में मशीनों का व्यवहार आदि)
- जैवयांत्रिकी (Biomechanics)
- दहन इंजन, गीयर और ट्रान्समिशन, चेन-ड्राइव, बेल्ट ड्राइव
- गतिक सिमुलेशन (Dynamic simulation)
- Hoist, conveyor, paper mill
- सैन्य उपयोग
- कण सिमुलेशन (granular media, sand, molecules)
- भौतिकी इंजन (Physics engine)
- रोबोटिकी (Robotics)
- वाहन सिमुलेशन (vehicle dynamics, rapid prototyping of vehicles, improvement of stability, comfort optimization, improvement of efficiency, ...)
उदाहण
नीचे एक बहु-पिण्ड तंत्र दिखाया गया है। इसे 'स्लाइडर-क्रैंक तन्त्र' कह सकते हैं। इसका उपयोग घूर्णी गति को रैखिक गति में बदलने के लिए किया जाता है। नीचे दिए गए चित्र में कनेक्शन-रॉड के रूप में एक नम्य पिण्ड (flexible body) का उपयोग हुआ है। फिसलने वाला द्रव्यमान, घूमने के लिए स्वतन्त्र नहीं है। तीन revolute जोड़ों का उपयोग सभी पिण्डों को जोड़ने के लिए किया गया है। हर पिण्ड में छः 'आयामी स्वतन्त्रता' (six degrees of freedom) है, किन्तु गतिकीय शर्तें (kinematical conditions) ऐसी हैं कि पूरा तन्त्र केवल एक-आयामी स्वतन्त्रता वाला बन गया है।
मेकैनिज्म की गति को निम्नलिखित एनिमेशन दारा देखा जा सकता है।
सन्दर्भ
इन्हें भी देखें
- ओपेनमॉडेलिका -- यह एक मुक्तस्रोत सॉफ्टवेयर है जो बहुपिण्ड तन्त्रों के सिमुलेशन में बहुत उपयोगी है। (यह इसके अलावा भी बहुत प्रकार के सिमुलेशन करता है।)
- बहुपिण्ड सिमुलेशन