Dario Sassi
302 lines
20 KiB
C++
302 lines
20 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Массо-центровочные характеристики.
|
|
\en Mass-inertial properties. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __MIP_CURVE_PROPERTIES_H
|
|
#define __MIP_CURVE_PROPERTIES_H
|
|
|
|
|
|
#include <templ_p_array.h>
|
|
#include <templ_s_array.h>
|
|
#include <mb_enum.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbCurve;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Массо-центровочные характеристики кривой.
|
|
\en Mass-inertial properties of curve. \~
|
|
\details \ru Массо-центровочные характеристики кривой.\n
|
|
\en Mass-inertial properties of curve.\n \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MIProperties {
|
|
public:
|
|
double xc; ///< \ru Координата х центра тяжести. \en X-coordinate of center of gravity.
|
|
double yc; ///< \ru Координата y центра тяжести. \en Y-coordinate of center of gravity.
|
|
double f; ///< \ru Площадь. \en Area.
|
|
double lxx; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат x. \en Centroidal moment of inertia relative to x coordinate axis.
|
|
double lyy; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат y. \en Centroidal moment of inertia relative to y coordinate axis.
|
|
double lxy; ///< \ru Центробежный момент инерции относительно исходных осей координат x и y. \en Product of inertia relative to source coordinate axes x and y.
|
|
double mxx; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат x (относительно оси, параллельной исходной оси и проходящей через центр тяжести). \en Centroidal moment of inertia relative to x coordinate axis (relative to axis, that is parallel to source axis and is passed through center of gravity).
|
|
double myy; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат y (относительно оси, параллельной исходной оси и проходящей через центр тяжести). \en Centroidal moment of inertia relative to y coordinate axis (relative to axis, that is parallel to source axis and is passed through center of gravity).
|
|
double mxy; ///< \ru Центробежный момент инерции относительно центральных осей (относительно осей, параллельных исходных осям и проходящих через центр тяжести). \en Centroidal moment of inertia relative to central coordinate axes (relative to axes, that are parallel to source axes and are passed through center of gravity).
|
|
double mxx0; ///< \ru Главные центральные моменты инерции относительно оси координат x. \en Principal central moments of inertia relative to x coordinate axis.
|
|
double myy0; ///< \ru Главные центральные моменты инерции относительно оси координат y. \en Principal central moments of inertia relative to y coordinate axis.
|
|
double a; ///< \ru Угол между первой главной осью и осью x. \en Angle between first principal axis and x-axis.
|
|
|
|
public:
|
|
/** \brief \ru Конструктор.
|
|
\en Constructor. \~
|
|
\details \ru Конструктор массо-центровочных характеристик кривой.\n
|
|
Создает объект с нулевыми полями.
|
|
\en Constructor by mass-inertial properties of curve.\n
|
|
Creates an object with the zero fields. \~
|
|
*/
|
|
MIProperties() { Init(); }
|
|
|
|
/** \brief \ru Инициализация.
|
|
\en Initialization. \~
|
|
\details \ru Инициализация массо-центровочных характеристик кривой.\n
|
|
Обнуляет поля объекта.
|
|
\en Initialize mass-inertial properties of curve.\n
|
|
Reset fields of an object to zero. \~
|
|
*/
|
|
void Init();
|
|
|
|
/// \ru Расчет главных моментов инерции. \en Calculate principal moments of inertia.
|
|
bool CalculateGeneral();
|
|
|
|
/// \ru Добавить к полям объекта полей другого объекта. \en Add fields of other object to current.
|
|
void operator += ( const MIProperties & other );
|
|
|
|
/// \ru Вычесть из полей объекта полей другого объекта. \en Subtract fields of other object from corresponding fields of current one.
|
|
void operator -= ( const MIProperties & other );
|
|
};
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru инициализация \en initialization
|
|
// ---
|
|
inline void MIProperties::Init() {
|
|
xc = yc = f = 0.0;
|
|
mxx = myy = mxy = 0.0;
|
|
mxx0 = myy0 = a = 0.0;
|
|
lxx = lyy = lxy = 0.0;
|
|
}
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Определение массо-центровочных характеристик.
|
|
\en Determination of mass-inertial properties. \~
|
|
\details \ru Определение массо-центровочных характеристик кривой.\n
|
|
x0, y0 - координаты центра тяжести,\n
|
|
f - площадь,\n
|
|
mxx, myy - моменты инерции относительно осей, параллельных осям x и y
|
|
и проходящих через центр тяжести,\n
|
|
mxy - центробежный момент инерции относительно осей, параллельных осям x и y
|
|
и проходящих через центр тяжести,\n
|
|
mxx0, myy0 - главные центральные моменты инерции,\n
|
|
a - угол между первой главной осью и осью x.
|
|
\en Determination of mass-inertial properties of curve.\n
|
|
x0, y0 - center of gravity coordinates,\n
|
|
f - area,\n
|
|
mxx, myy - moments of inertia relative axes parallel to x and y axes
|
|
and passes through center of gravity,\n
|
|
mxy - product of inertia relative to axes parallel to x and y axes
|
|
and passes through center of gravity,\n
|
|
mxx0, myy0 - principal central moments of inertia,\n
|
|
a - angle between first principal axis and x-axis. \~
|
|
\param[in] curve - \ru Кривая.
|
|
\en Curve. \~
|
|
\param[out]mp - \ru Результат - массоцентровочные характеристики кривой.
|
|
\en Mass-inertial properties of curve as result. \~
|
|
\param[in] deviateAngle - \ru Угловое отклонение касательных кривой в соседних точках на участке численного интегрирования.
|
|
\en The angular deviation of the curve in the neighboring points on the region of numerical integration. \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
MATH_FUNC (void) MassInertiaProperties( const MbCurve * curve,
|
|
MIProperties & mp,
|
|
double deviateAngle = Math::deviateSag );
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Определение массо-центровочных характеристик.
|
|
\en Determination of mass-inertial properties. \~
|
|
\details \ru Определение массо-центровочных характеристик кривых.
|
|
\en Determine mass-inertial properties of curves. \~
|
|
\param[in] curves - \ru Набор кривых.
|
|
\en A set of curves. \~
|
|
\param[in] bodies - \ru Набор флагов для каждой кривой:\n
|
|
если true - массо-центровочные характеристики кривой прибавляются к общему результату,\n
|
|
если false - массо-центровочные характеристики кривой вычитаются из общего результата.\n
|
|
Количество флагов должно совпадать с количеством кривых.
|
|
\en Set of flags for each curve:\n
|
|
if true then mass-inertial properties of curve are added to total result,\n
|
|
if false then mass-inertial properties of curve are subtracted from total result.\n
|
|
Count of flags must be equal to count of curves. \~
|
|
\param[out] mp - \ru Результат - суммарные массо-центровочные характеристики.
|
|
\en Total mass-inertial properties as result. \~
|
|
\param[in] deviateAngle - \ru Угловое отклонение касательных кривой в соседних точках на участке численного интегрирования.
|
|
\en The angular deviation of the curve in the neighboring points on the region of numerical integration. \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
MATH_FUNC (void) MassInertiaProperties( const RPArray<const MbCurve> & curves,
|
|
const c3d::BoolVector & bodies,
|
|
MIProperties & mp,
|
|
double deviateAngle = Math::deviateSag );
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Oбъемные массо-центровочные характеристки.
|
|
\en Volume mass-inertial properties. \~
|
|
\details \ru Oбъемные массо-центровочные характеристки. \n
|
|
\en Volume mass-inertial properties. \n \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MI3DProperties {
|
|
public :
|
|
double r; ///< \ru Плотность. \en Density.
|
|
double m; ///< \ru Масса. \en Mass.
|
|
double v; ///< \ru Объем. \en Volume.
|
|
double xc; ///< \ru Статический момент относительно плоскости YOZ (после CalculateGeneral - координата X центра тяжести). \en Static moment relative to YOZ plane (after CalculateGeneral - X-coordinate of center of gravity).
|
|
double yc; ///< \ru Статический момент относительно плоскости XOZ (после CalculateGeneral - координата Y центра тяжести). \en Static moment relative to XOZ plane (after CalculateGeneral - Y-coordinate of center of gravity).
|
|
double zc; ///< \ru Статический момент относительно плоскости XOY (после CalculateGeneral - координата Z центра тяжести). \en Static moment relative to XOY plane (after CalculateGeneral - Z-coordinate of center of gravity).
|
|
double lx; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат x. \en Centroidal moment of inertia relative to x coordinate axis.
|
|
double ly; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат y. \en Centroidal moment of inertia relative to y coordinate axis.
|
|
double lz; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат z. \en Centroidal moment of inertia relative to z coordinate axis.
|
|
double lxy; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости XOY. \en Product of inertia in XOY plane.
|
|
double lxz; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости XOZ. \en Product of inertia in XOZ plane.
|
|
double lyz; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости YOZ. \en Product of inertia in YOZ plane.
|
|
double jxx; ///< \ru Плоскостной момент инерции (интегралы инерции) относительно оси координат x. \en Planar moment of inertia (integrals of inertia) relative to x coordinate axis.
|
|
double jyy; ///< \ru Плоскостной момент инерции (интегралы инерции) относительно оси координат y. \en Planar moment of inertia (integrals of inertia) relative to y coordinate axis.
|
|
double jzz; ///< \ru Плоскостной момент инерции (интегралы инерции) относительно оси координат z. \en Planar moment of inertia (integrals of inertia) relative to z coordinate axis.
|
|
double jx; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат x. \en Centroidal moment of inertia relative to x coordinate axis.
|
|
double jy; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат y. \en Centroidal moment of inertia relative to y coordinate axis.
|
|
double jz; ///< \ru Осевой момент инерции относительно оси координат z. \en Centroidal moment of inertia relative to z coordinate axis.
|
|
double jxy; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости XOY. \en Product of inertia in XOY plane.
|
|
double jxz; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости XOZ. \en Product of inertia in XOZ plane.
|
|
double jyz; ///< \ru Центробежный момент инерции в плоскости YOZ. \en Product of inertia in YOZ plane.
|
|
|
|
public:
|
|
/** \brief \ru Конструктор.
|
|
\en Constructor. \~
|
|
\details \ru Конструктор объемных массо-центровочных характеристик.\n
|
|
Создает объект с нулевыми полями.
|
|
\en Constructor of mass-inertial properties.\n
|
|
Creates an object with the zero fields. \~
|
|
*/
|
|
MI3DProperties() { Init(); }
|
|
|
|
/** \brief \ru Инициализация.
|
|
\en Initialization. \~
|
|
\details \ru Инициализация объемных массо-центровочных характеристик.\n
|
|
Создает объект с нулевыми полями.
|
|
\en Initialization of mass-inertial properties.\n
|
|
Creates an object with the zero fields. \~
|
|
*/
|
|
void Init();
|
|
|
|
///< \ru Расчет главных моментов инерции. \en Calculate principal moments of inertia.
|
|
void CalculateGeneral();
|
|
|
|
/// \ru Добавить к полям объекта полей другого объекта. \en Add fields of other object to current.
|
|
void operator += ( const MI3DProperties & other );
|
|
/// \ru Вычесть из полей объекта полей другого объекта. \en Subtract fields of other object from corresponding fields of current one.
|
|
void operator -= ( const MI3DProperties & other );
|
|
};
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru инициализация \en initialization
|
|
// ---
|
|
inline void MI3DProperties::Init() {
|
|
r = 1;
|
|
m = v = 0.0;
|
|
xc = yc = zc = 0.0; // \ru центр тяжести \en center of gravity
|
|
jx = jy = jz = 0.0; // \ru осевые моменты инерции \en axial moments of inertia
|
|
jxx = jyy = jzz = 0.0; // \ru плоскостные моменты инерции \en planar moments of inertia
|
|
jxy = jxz = jyz = 0.0; // \ru центробежные моменты инерции \en product of inertia
|
|
lx = ly = lz = 0.0; // \ru осевые моменты инерции \en axial moments of inertia
|
|
lxy = lxz = lyz = 0.0; // \ru центробежные моменты инерции \en product of inertia
|
|
}
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Oписание формы контура.
|
|
\en Contour shape description. \~
|
|
\details \ru Oписание формы контура. \n
|
|
\en Contour shape description. \n \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
struct MATH_CLASS FormDefinition {
|
|
bool body; ///< \ru Признак тела. \en Solid attribute.
|
|
double density; ///< \ru Плотность. \en Density.
|
|
double par; ///< \ru Параметр (угол раствора или толщина). \en Parameter (apex angle or thickness).
|
|
|
|
/** \brief \ru Конструктор.
|
|
\en Constructor. \~
|
|
\details \ru Конструктор по признаку тела,
|
|
плотности и параметру.
|
|
\en Constructor by solid attribute,
|
|
density and parameter. \~
|
|
\param[in] b - \ru Признак тела.\n
|
|
если true - массо-центровочные характеристики кривой прибавляются к общему результату,\n
|
|
если false - массо-центровочные характеристики кривой вычитаются из общего результата.\n
|
|
\en Solid attribute.\n
|
|
if true then mass-inertial properties of curve are added to total result,\n
|
|
if false then mass-inertial properties of curve are subtracted from total result.\n \~
|
|
\param[in] d - \ru Плотность.
|
|
\en Density. \~
|
|
\param[in] p - \ru Параметр (угол раствора или толщина).
|
|
\en Parameter (apex angle or thickness). \~
|
|
*/
|
|
FormDefinition( bool b, double d, double p )
|
|
: body( b )
|
|
, density( d )
|
|
, par( p )
|
|
{
|
|
}
|
|
|
|
/// \ru Конструктор копирования. \en Copy constructor.
|
|
FormDefinition( const FormDefinition & other )
|
|
: body( other.body )
|
|
, density( other.density )
|
|
, par( other.par )
|
|
{
|
|
}
|
|
};
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Расчет объемных массо-центровочных характеристик.
|
|
\en Calculate volume mass-inertial properties. \~
|
|
\details \ru Расчет объемных массо-центровочных характеристик.\n
|
|
\en Calculate volume mass-inertial properties.\n \~
|
|
\param[in] revolution - \ru Если true - параметр описания формы контура считается углом,\n
|
|
если false - толщиной.
|
|
\en If true then shape description parameter treats as angle,\n
|
|
If false then treats as thickness. \~
|
|
\param[in] curves - \ru Набор кривых.
|
|
\en Set of curves. \~
|
|
\param[in] formes - \ru Описание формы для каждой кривой.\n
|
|
Количество элементов должно совпадать с количеством кривых.
|
|
\en Each curve shape description.\n
|
|
Count of elements must be equal to count of curves. \~
|
|
\param[out] mp - \ru Результат - массо-центровочные характеристики.
|
|
\en Mass-inertial properties as result. \~
|
|
\param[in] deviateAngle - \ru Угловое отклонение касательных кривой в соседних точках на участке численного интегрирования.
|
|
\en The angular deviation of the curve in the neighboring points on the region of numerical integration. \~
|
|
\ingroup Inertia_Computation
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
MATH_FUNC (void) MassInertia3DProperties( bool revolution,
|
|
const RPArray<MbCurve> & curves,
|
|
const SArray<FormDefinition> & formes,
|
|
MI3DProperties & mp,
|
|
double deviateAngle = Math::deviateSag );
|
|
|
|
|
|
#endif // __MIP_CURVE_PROPERTIES_H
|