Massanpassning

Massanpassning är processen att anpassa massfördelningen eller den totala massan hos ett fysiskt system för att uppnå ett specificerat dynamiskt beteende. Termen används inom tekniska områden som mekanik, fordons- och flygteknik samt inom biomekanik och sportvetenskap. Huvudmålet är att kontrollera hur massan påverkar centrala gravitationen, ögonblick av tröghet och systemets naturliga resonansfrekvenser för att förbättra stabilitet, styrbarhet och effektivitet.

Grundläggande begrepp är centrumpunktens placering (center of gravity, CG) och kroppens massmoment av tröghet. Genom att flytta massa, tillföra ballast eller ta bort vikt kan man påverka CG, moments of inertia och därmed den dynamiska responsen hos systemet. Massan kan delas upp i statisk massa (total vikt) och fördelning som ger olika moment och styvhet i olika riktningar.

Metoder och verktyg inkluderar noggrann viktmätning och beräkning av CG utifrån komponenternas vikter och positioner, samt simuleringar som multibody-dynamik eller finita element-metoder. Optimeringsrutiner används för att minimera energi, maximera stabilitet eller nå en önskad naturlig frekvens, ofta med hänsyn till kostnader, komfort och säkerhet.

Vanliga tillämpningar finns inom bil- och fordonsdesign (lanering av viktfördelning för bättre hantering), flyg- och rymdindustrin (vemvels distribution och trim), båt- och shipsdesign (ballast för trim och stabilitet), samt inom biomekanik och robotik (anpassning av massan i prostetiska delar eller robotgrenar).

Begränsningar inkluderar ökat material- och energikostnad, påverkan på hållfasthet och underhåll, samt regulatoriska krav och säkerhetsaspekter som måste beaktas vid massanpassning. See also: viktfördelning, center of gravity, massoptimering, ballast.