Disc Friction Clutch

板上的压力超过阈值时互锁的带盘片的摩擦离合器。

类型: Engee1DMechanical.Clutches.DiscFriction

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Clutches/Disc Friction Clutch

资料描述

座 Disc Friction Clutch 它是一个摩擦离合器,有两个平面摩擦片接触耦合. 当施加到板上的压力超过阈值致动压力时发生耦合。在耦合之后，板经历一个扭矩，使它们能够在驱动轴和从动轴之间传递动力。

耦合可以是双向的或单向的。双向联轴器可在正向和负向滑动。单向联轴器只能在正方向滑移。如果从动轴比驱动轴旋转得快，则滑移方向为正，如果旋转得慢则为负。块将滑移率定义为差:

哪里

-相对角速度或滑移率;
-从动轴的角速度;
-驱动轴的角速度。

单元具有输入端口*P*，其接收离合器盘之间的压力值。施加的压力必须大于或等于零。如果输入信号降到零以下，则该装置将磁盘上的压力感知为零。

方程

座 Disc Friction Clutch —这是块的简化实现 Fundamental Friction Clutch. 对于块 Fundamental Friction Clutch 有必要设置摩擦的动、静力矩作为输入信号。在街区里 Disc Friction Clutch 这不是必需的，因为滑动摩擦和静摩擦是基于耦合参数和压力输入信号*P*计算的。

如果端口压力值*P*高于阈值然后该单元可以对变速器的运动施加两种类型的摩擦—动力学和静态。离合器仅在一个变速器轴相对于另一个变速器轴旋转时施加摩擦的动力学力矩。当两个变速器轴一起锁定和旋转时，离合器施加静摩擦力矩。单元执行多步骤检查以确定离合器何时锁定和解锁。

滑动效应

摩擦的动力学力矩反对相对滑移，并用减号施加。在数学上，摩擦的动力学力矩是粘性摩擦和表面接触摩擦的力矩的正和。:

哪里

-滑动摩擦的瞬间;
-粘性摩擦系数;
-相对角速度或滑移率;
-接触扭矩。

接触摩擦是六个系数的乘积:

哪里

-离合器盘的无量纲滑动摩擦系数，这是一个函数 ;
-联轴器磨损系数;
-摩擦面数;
-扭矩的有效半径，即离合器摩擦力矩的有效肩;
-离合器的摩擦能力，使得 ;
-离合器的表面积。

动滑动摩擦系数它可以设置为一个常数或作为一个表格离散函数的角速度. . 假设表格函数对于相对角速度的正值和负值是对称的。因此，指定只为正值 .

离合器对活塞施加一个法向力，该法向力等于离合器摩擦能力的乘积和离合器的表面积，在每个摩擦表面。端口压力值必须是非负的。如果小于所述压力阈值然后联轴器不施加任何摩擦。

有效扭矩半径 -这是离合器摩擦扭矩的有效肩部，从变速器轴测量，在该轴上摩擦的动力学力矩作用于摩擦表面。它与摩擦表面的几何形状有关，如下所示:

其中，对于环形盘形式的摩擦面,

-磁盘的外半径;
-盘的内半径。

比率它考虑到联轴器的磨损。对于一个新的联轴器 . 用于接近均匀磨损状态的联轴器:

静摩擦

静摩擦的极限与动摩擦有关，如果设置置为零，用静摩擦系数代替动摩擦:

哪里

-摩擦的限制静力矩，它是静摩擦的峰值系数和摩擦的动力学矩的乘积，因为它接近至`0`;
-离合器盘的无量纲静摩擦系数;
-联轴器磨损系数;
-摩擦面数;
-扭矩的有效半径，即离合器摩擦力矩的有效肩;
-离合器的摩擦能力，使得 ;
-离合器的表面积。

自，扭矩，必须通过克服摩擦的静态力矩来解锁离合器，大于解锁瞬间的摩擦的动力学力矩，当 .

静摩擦力矩的范围或极限对称地确定:

待机状态：锁定和解锁

盘摩擦离合器的待机状态与底座摩擦离合器的待机状态相同，以正滑动摩擦状态代替联轴器的正摩擦能力的条件，在该条件下施加的压力等于或超过阈值压力，即 .

耦合耗散的功率

离合器耗散的功率等于滑移速度乘积的绝对值和摩擦的动力学矩这就是 , . 离合器只有在同一时间打滑时才会耗散动力., ，并执行滑动摩擦, .

取决于速度和温度的摩擦模型

取决于速度的_Model_

您可以通过选择与速度相关的模型来模拟改变旋转速度的影响。在参数组中选择与速度相关的模型 Friction 为参数设置 Friction model 意义 Velocity-dependent kinetic friction coefficient. 有关摩擦模型的信息，它取决于速度和温度，请参阅速度相关热模型。

对于与速度相关的模型，在参数组中设置参数值 Friction :

Relative velocity vector
Kinetic friction coefficient vector
Friction coefficient interpolation method
Friction coefficient extrapolation method

热模型

您可以通过选择与温度相关的模型来模拟传热和温度变化的影响。在参数组中选择与温度相关的模型 Friction 为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients. 有关摩擦模型的信息，它取决于速度和温度，请参阅速度相关热模型。

热模型，它取决于速度

您可以通过选择取决于速度和温度的模型来模拟旋转速度和热流变化的影响。要在参数组中选择同时取决于速度和温度的模型 Friction 为参数设置 Friction model 意义 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

港口

输入

# P — 压力，Pa
'标量`

Details

用于离合器盘之间压力的入口端口，单位为Pa。小于零的值等于零。

数据类型	'漂浮64`
复数支持	非也。

非定向

# F — 从动轴
"旋转力学`

Details

与从动轴连接的非定向端口。

程序使用名称

follower_flange

# B — 传动轴
"旋转力学`

Details

与驱动轴连接的非定向端口。

程序使用名称

base_flange

# H — 热流量
"温暖"

Details

热流连接的非定向端口。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

程序使用名称

thermal_port

参数

几何形状

# Geometry model — 几何参数化方法
Define effective radius | Define annular region

Details

摩擦离合器几何形状建模的参数化方法。

如果此参数设置为 Define effective radius，则在块中设置值 Effective torque radius .

如果此参数设置为 Define annular region，然后在块中设置值:

Friction surface outside diameter ;
Friction surface inside diameter .

值	`Define effective radius` \| `Define annular region`
默认值	`Define effective radius`
程序使用名称	`geometry_parameterization`
可计算	是

# Effective torque radius — 摩擦力矩的肩部
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

矩臂有效半径，这决定了联轴器内部摩擦的动力学力矩。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Geometry model 意义 Define effective radius.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`130.0 mm`
程序使用名称	`effective_radius`
可计算	是

# Number of friction surfaces — 摩擦面数

Details

接触面数，在离合器内部产生摩擦。

默认值	`4`
程序使用名称	`friction_surfaces_count`
可计算	是

# Engagement piston area — 压力应用领域
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

有效面积离合器活塞是当活塞对离合器施加压力时。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`0.001 m^2`
程序使用名称	`effective_piston_area`
可计算	是

# Directionality — 可接受的滑移方向
Bidirectional | Unidirectional

Details

其圆盘之间的联轴器滑动的方向。双向耦合允许正负滑移率. 单向耦合仅允许正滑移。

单向离合器相当于与单向离合器并联连接的摩擦离合器，只有在滑移率变为正时才关闭。要模拟负方向滑移的单向耦合，请反转主端口和从端口的连接。

值	`Bidirectional` \| `Unidirectional`
默认值	`Bidirectional`
程序使用名称	`directionality`
可计算	是

# Friction surface outside diameter — 摩擦面的外径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

外径/外径摩擦盘的环形表面。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Geometry model 意义 Define annular region.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`150.0 mm`
程序使用名称	`outer_diameter`
可计算	是

# Friction surface inside diameter — 摩擦面的内径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

内径摩擦盘的环形表面。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Geometry model 意义 Define annular region.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`100.0 mm`
程序使用名称	`inner_diameter`
可计算	是

摩擦

# Friction model — 摩擦模型
Fixed kinetic friction coefficient | Velocity-dependent kinetic friction coefficient | Temperature-dependent friction coefficients | Temperature and velocity-dependent friction coefficients

Details

滑动摩擦系数建模的参数化方法:

Fixed kinetic friction coefficient -滑动摩擦系数设定固定值。
Velocity-dependent kinetic friction coefficient -滑动摩擦系数由表根据盘之间的相对角速度确定。
Temperature-dependent friction coefficients -滑动摩擦系数根据基于温度的表确定。
Temperature and velocity-dependent friction coefficients -滑动摩擦系数由表根据温度和盘之间的相对角速度确定。

值	`Fixed kinetic friction coefficient` \| `Velocity-dependent kinetic friction coefficient` \| `Temperature-dependent friction coefficients` \| `Temperature and velocity-dependent friction coefficients`
默认值	`Fixed kinetic friction coefficient`
程序使用名称	`kinetic_friction_coefficient_type`
可计算	是

# Static friction coefficient — 静摩擦系数

Details

静或摩擦系数的峰值。静摩擦系数必须大于动摩擦系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Fixed kinetic friction coefficient 或 Velocity-dependent kinetic friction coefficient.

默认值	`0.35`
程序使用名称	`static_friction_coefficient_const`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient — 滑动摩擦系数

Details

动或库仑摩擦系数。系数必须大于零。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Fixed kinetic friction coefficient.

默认值	`0.3`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_const`
可计算	是

# De-rating factor — 联轴器磨损系数

Details

无量纲联轴器磨损系数，其中考虑了离合器盘的磨损，成比例地减小了离合器的摩擦。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`de_rating_factor`
可计算	是

# Clutch velocity tolerance — 相对阻塞速度的阈值
rpm | deg/s | rad/s

Details

离合器可锁定的最大滑移率。滑移率定义为驱动轴和从动轴的角速度之间的差，即 . 如果摩擦的动力学力矩非零且传递的力矩在摩擦的静力矩内，则如果实际滑移速度低于阈值速度，则离合器被锁定。

计量单位	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
默认值	`0.001 rad/s`
程序使用名称	`w_slip_threshold`
可计算	是

# Engagement threshold pressure — 法向接触力的阈值
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

最小压力，在其上离合器被接通。如果端口*P*处的压力输入信号低于该阈值，则耦合自动释放。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`100.0 Pa`
程序使用名称	`p_threshold`
可计算	是

# Relative velocity vector — 相对速度矢量
rpm | deg/s | rad/s

Details

相对速度值的矢量。向量中的值应该从左到右增加。矢量元素的最小数量取决于所选择的插值方法。如果为参数 Friction coefficient interpolation method 值设置:

Linear，则向量的最小元素数为两个。
Smooth，则向量的最小元素数为三个。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Velocity-dependent kinetic friction coefficient 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

计量单位	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
默认值	`[0.0, 100.0, 1000.0] rad/s`
程序使用名称	`delta_w_vector`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient vector — 滑动摩擦系数矢量

Details

动摩擦系数值的向量。所有值必须大于零。此向量的维数必须与向量的维数相匹配 Relative velocity vector .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 设置为值 Velocity-dependent kinetic friction coefficient.

默认值	`[0.3, 0.22, 0.19]`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_vector`
可计算	是

# Friction coefficient interpolation method — 的插值方法
Linear | Smooth

Details

用于数据表参考点之间插值的方法:

Linear -选择此值以获得最低的计算成本;
Smooth -选择此值以获得具有连续一阶导数的连续曲线。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Velocity-dependent kinetic friction coefficient, Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

值	`Linear` \| `Smooth`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`friction_coefficient_interpolation_method`
可计算	是

# Friction coefficient extrapolation method — 外推法
Linear | Nearest | Error

Details

用于推断数据表中的参考点的方法。当输入值超出参数列表中指定的范围时，此方法确定输出值。:

Linear -选择该值以获得在外推区域中以及在与内插区域的边界上具有连续的一阶导数的曲线。
Nearest -选择此值以使用不高于数据中最大值或低于数据中最小值的外推法。
Error -选择此值以避免在希望数据在表的范围内时进行外推。如果输入信号在表的范围之外，则仿真停止并输出错误。

依赖关系

值	`Linear` \| `Nearest` \| `Error`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`friction_coefficient_extrapolation_method`
可计算	是

Details

温度值的向量。向量中的值应该从左到右增加。矢量元素的最小数量取决于所选择的插值方法。如果为参数 Friction coefficient interpolation method 值设置:

Linear，则向量的最小元素数为两个。
Smooth，则向量的最小元素数为三个。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[280.0, 300.0, 320.0] K`
程序使用名称	`temperature_vector`
可计算	是

# Static friction coefficient vector — 静摩擦系数矢量

Details

静态或峰值摩擦系数的向量。此向量的维数必须与向量的维数相匹配 Temperature vector . 每个值必须大于向量中相应元素的值。 Kinetic friction coefficient vector .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

默认值	`[0.4, 0.38, 0.36]`
程序使用名称	`static_friction_coefficient_vector`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient vector — 滑动摩擦系数矢量

Details

动摩擦系数值的向量。所有值必须大于零。此向量的维数必须与向量的维数相匹配 Temperature vector .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 设置为值 Temperature-dependent friction coefficients.

默认值	`[0.3, 0.28, 0.25]`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_vector_temperature`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient matrix — 滑动摩擦系数矩阵

Details

动摩擦系数值的矩阵。所有值必须大于零。矩阵的维数应为（ Temperature vector ）上（ Kinetic friction coefficient vector).

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

默认值	`[0.34 0.32 0.3; 0.3 0.28 0.25; 0.25 0.2 0.15]`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_matrix`
可计算	是

粘性损失

# Viscous drag torque coefficient — 粘性摩擦系数
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

粘性摩擦系数应用于相对滑移驱动轴和从动轴之间。

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`0.0 N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`viscous_coefficient`
可计算	是

初始条件

# Initial state — 联轴器的初始条件
Unlocked | Locked

Details

模拟开始时耦合的状态。联轴器可以处于两种状态之一—锁定和解锁。锁定联轴器（Locked)导致驱动和从动轴以相同的速度旋转，即作为单个单元。解锁联轴器（Unlocked)允许两个轴以不同的速度旋转，从而导致离合器盘之间的打滑。

值	`Unlocked` \| `Locked`
默认值	`Unlocked`
程序使用名称	`initial_state`
可计算	是

热端口

# Thermal mass — 热容量
J/K | kJ/K

Details

将组件的温度改变一度所需的热能。热容量越高，组件对温度变化的抵抗力就越强。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`50.0 kJ/K`
程序使用名称	`thermal_mass`
可计算	是

Details

元件在模拟开始时的温度。初始温度根据为它们指定的矢量来设置组件的初始效率，影响初始粘附或摩擦损失。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent friction coefficients 或 Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`300.0 K`
程序使用名称	`temperature_start`
可计算	是