Nonlinear Translational Spring

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基于多项式或表格参数化的渐进式弹簧。

类型: Engee1DMechanical.Elements.Translational.NonlinearSpring

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Springs & Dampers/Nonlinear Translational Spring

说明

Nonlinear Translational Spring 块是一个弹性力与位移呈非线性关系的弹簧。弹性力的大小是位移的任意函数，不必满足胡克定律。您可以使用多项式或查找表对力-位移关系进行参数化。相对于零应变，弹性力可以是对称的，也可以是不对称的。

对称多项式参数化根据表达式定义弹力：

其中

- 是弹簧的弹力；
- 弹簧系数；
- 端口 R 和 C 之间的相对位移：

其中
- - 是模拟开始时的初始偏移量；
- - 端口 R 的绝对位置；
- - 端口 C 的绝对位置。

为避免零交叉导致模拟速度减慢，可通过指定奇数多项式 ( ) 从多项式表达式中排除符号函数。

双向多项式参数化根据表达式定义弹性力：

其中

- 弹簧拉伸系数；
- 弹簧压缩系数。

两个多项式参数均使用五阶多项式。要使用低阶多项式，可将高阶系数设为零。对于大于五阶的多项式，可使用不大于五阶的多项式进行近似，或使用查找表参数化。

查找表参数化根据给定的位移和力矢量确定弹性力。如果指定矢量中不包含速度为零和力为零的点，程序块会自动将其添加为原点处的数据点。

端口

非定向

# R — 从端口
渐进机械

Details

与弹簧驱动端相连的非定向渐进式机械端口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 基端口
渐进力学

Details

与弹簧底端相关的非定向渐进式机械端口。

程序使用名称

case_flange

参数

Parameters

# Parameterization — 弹簧参数化方法
By polynomial | By table lookup

Details

选择弹簧参数化类型：多项式或查找表。

值	`By polynomial` \| `By table lookup`
默认值	`By polynomial`
程序使用名称	`parameterization`
可计算	是

# Symmetry — 弹簧行为对称性

Details

弹簧行为与零应变点的对称性。如果勾选该复选框，程序块将以零应变点为中心对称应用一条多项式。如果未勾选该复选框，程序块将对拉伸和压缩应用唯一的多项式。

依赖关系

要使用此参数，请将 Parameterization 设置为 By polynomial.

默认值	`true (已开启)`
程序使用名称	`symmetric_parameterization`
可计算	是

# Vector of spring coefficients — 对称变形时的多项式系数
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

多项式关系的弹簧弹性系数。非零阶最大元素必须为正。向量必须由 5 个元素组成。

依赖关系

要使用该参数，请将 Parameterization 参数设置为 `By polynomial`并勾选 Symmetry 复选框。

计量单位	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`[100.0, 0.0, 10.0, 0.0, 1.0] N/m`
程序使用名称	`stiffness_polinomial_coefficients_vector`
可计算	是

# Vector of spring tension coefficients — 弹簧拉力的多项式系数
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

拉伸弹簧的多项式系数。向量必须由 5 个元素组成。

依赖关系

要使用该参数，请将 Parameterization 参数设置为 `By polynomial`并取消选中 Symmetry 。

计量单位	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`[100.0, 0.0, 10.0, 0.0, 1.0] N/m`
程序使用名称	`tension_stiffness_polinomial_coefficients_vector`
可计算	是

# Vector of spring compression coefficients — 弹簧压缩多项式系数
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

弹簧压缩多项式的系数。向量必须由 5 个元素组成。

依赖关系

要使用该参数，请将 Parameterization 参数设置为 `By polynomial`并取消选中 Symmetry 。

计量单位	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`[1000.0, -10.0, 100.0, 0.0, 0.0] N/m`
程序使用名称	`compression_stiffness_polinomial_coefficients_vector`
可计算	是

# Deformation vector — 表格参数化的相对偏移
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

参数 Force vector 中指定的弹性力相应值的相对位移值。该向量的维数必须与 Force vector 相同。

矢量的最小元素数取决于所选的插值方法。如果参数 Interpolation method 设置为

`Linear`则矢量元素的最小数目为两个。
`Smooth`如果参数设置为：，则向量的最小元素数为三个。

如果没有指定原点参考点，程序块将自动为原点添加一个参考点，即零位移和零力的交点。

依赖关系

要使用该参数，请将 Parameterization 设置为 By table lookup.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[-1.0, -0.5, -0.3, -0.1, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0] m`
程序使用名称	`delta_p_vector`
可计算	是

# Force vector — 表格参数化的力值
N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Details

参数 Deformation vector 中定义的相应位移的力值。该向量的维数必须与 Deformation vector 相同。矢量的最小元素数取决于所选的插值方法。如果 Interpolation method 设置为

`Linear`则向量元素的最小数目为两个。
`Smooth`如果参数设置为：，则向量的最小元素数为三个。

如果没有指定原点参考点，程序块将自动为原点添加一个参考点，即零位移和零力的交点。

依赖关系

要使用该参数，请将 Parameterization 设置为 By table lookup.

计量单位	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
默认值	`[-1000.0, -400.0, -200.0, -50.0, 50.0, 200.0, 400.0, 1000.0] N`
程序使用名称	`F_vector`
可计算	是

# Interpolation method — 参考点数值之间的内插法
Linear | Smooth

Details

用于在搜索表参考点之间进行插值的方法：

Linear- 选择此值，计算成本最低；
Smooth- 选择该值可获得具有连续一阶导数的连续曲线。

有关查找表的更多信息，请参见函数值近似方法。

依赖关系

要使用该选项，请将 Parameterization 设置为。 By table lookup.

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

# Extrapolation method — 参考点定义范围之外的点的外推法
Linear | Nearest | Error

Details

用于外推查找表中断点的方法。当输入值超出参数列表中指定的范围时，该方法将确定输出值：

Linear- 在外推法区域和内插法区域的边界上选择该值，以获得具有连续一阶导数的曲线。
Nearest- 选择此值，外推值不会高于数据中的最大值，也不会低于数据中的最小值。
Error- 当希望数据在表格范围内时，选择此值可避免外推法。如果输入信号超出表格范围，模拟将停止并显示错误。

依赖关系

要使用该选项，请将 Parameterization 参数设置为 By table lookup.

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