Rotational Hard Stop

页面进行中。

双向回转刚性限位器。

类型: AcausalFoundation.Mechanical.Rotational.Elements.HardStop

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fundamental/Mechanical/Rotational/Elements/Rotational Hard Stop

资料描述

座 Rotational Hard Stop 它是一个双面机械刚性止动器，限制身体在角度位置的上下边界之间的旋转。该装置的两个端口都是*机械旋转*型。假设轴和限位器之间的冲击相互作用是弹性的。限位器以弹簧的形式制成，该弹簧在间隙消除时与轴接触。弹簧以与该运动量值成线性比例的扭矩抵消限制器内的轴的运动。为了考虑能量耗散和非弹性效应，阻尼被引入作为块参数，这允许能量损失被考虑在内。

rotational hard stop 1 cn

轴对应于端口*R*，主体对应于端口*C*。当间隙在正方向闭合时，该装置将扭矩从端口*R*传递到端口*C*。

轴的角度位置它是根据轴的角速度确定的 .

如果轴弧的角度为，以及轴在负侧的角位置然后 . 该块假定轴的弧角为0，角度为和它们不是建模的，但在图中这些符号用于解释刚性限制器的基本设计。

意义 -正侧的初始间隙，从 :

要打开正方向的间隙，值它应该是积极的。
负值这意味着杆穿透超过上限。
差距被关闭，如果 .

意义 -负侧的初始间隙，从 :

要打开负方向的间隙，值它应该是负面的。
正数值这意味着杆穿透超出下边界。
差距被关闭，如果 .

该块提供了几个建模选项:

基于刚度和阻尼的三个选项。这些模型使用相似的基本方程，并且在边界处的刚度和阻尼建模方式上有所不同。
基于冲击时弹性恢复系数的模拟选项。该模型与其他三个模型的不同之处在于它使用模式图来表示硬停止的行为。

基于刚度和阻尼的模型

假设轴和限位器之间的冲击相互作用是弹性的。限位器以弹簧的形式制成，该弹簧在间隙消除时与轴接触。弹簧以与该运动量值成线性比例的扭矩抵消限制器内的轴的运动。为了考虑能量耗散和非弹性效应，阻尼被引入作为块参数，这允许能量损失被考虑在内。

基本硬停止模型, Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound，由以下方程描述:

哪里

-轴与壳体之间的扭矩;
-轴与角位置上边界之间的初始角度;
-轴与角位置下边界之间的初始角度;
-轴的角度位置;
-触点在上边界处的刚度;
-下界触点的刚度;
-上限时的阻尼系数;
-下限时的阻尼系数;
-轴的角速度;
-时间到了。

在硬停止模式 Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound，方程包含附加项, 和 . 这些条件确保在回弹过程中不施加阻尼。

默认硬停止模型, Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound，在方程中添加两个过渡区域，每个边界一个。当轴移动通过过渡区域时，单位平稳地增加扭矩从零到充分的价值。在过渡区域的末端，施加全刚性和阻尼。回弹后，刚度和阻尼力矩平滑地减小回零。这些方程也使用比较函数。 通用电气 和 勒.

块从*R*到*C*定向。这意味着当正方向的间隙闭合时，该单元将扭矩从端口*R*传递到端口*C*。

基于冲击时弹性恢复系数的模型

与基于刚性和阻尼的模型不同，该模型不允许轴穿透刚性限制器。硬限幅器的行为表现为具有三种常规模式和三种即时模式的模式图。:

免费 -轴和外壳之间没有扭矩传递。
接触器/接触器 -正方向的间隙闭合。
接触器-花 -负方向的间隙闭合。
释放/释放 -即时模式需要从切换 接触器/接触器 到 免费.
[医]释放花 -即时模式需要从切换 接触器-花 到 免费.
影响 -杆弹跳时使用的即时模式。

如果轴缓慢地撞击壳体，在小于静接触阈值速度的速度下，轴和壳体保持接触。否则，轴弹开。在回弹时，由于弹性回复系数，轴失去速度。在任何一种接触模式中，轴转速为 . 要从接触模式切换到自由模式，必须在轴上施加超过静摩擦力矩阈值的扭矩，并且过渡必须通过瞬时打开模式以设置初始速度。

此仿真选项提高了仿真性能，因为静态接触模式不需要单元在单元处于接触模式时计算硬停止力。

港口

非定向

# R — 竖井,竖井
旋转力学

Details

与安装在壳体上的限位器之间旋转的轴相对应的机械旋转口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 身体
旋转力学

Details

与所述壳体相对应的机械回转口。

程序使用名称

case_flange

参数

# Upper bound — 轴与上边界的初始夹角
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

轴与上边界的夹角。方向设置在局部坐标系中，轴位于其起点。参数的正值确定轴与上边界之间的初始角度。负值将轴定义为穿透上边界。

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`0.1 rad`
程序使用名称	`upper_bound`
可计算	是

# Lower bound — 轴与下边界的初始夹角
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

轴与下边界的夹角。方向设置在局部坐标系中，轴位于其起点。参数的负值确定轴与上边界之间的初始角度。正值将轴定义为穿透上边界。

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`-0.1 rad`
程序使用名称	`lower_bound`
可计算	是

# Hard stop model — 选择硬停止模式
Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound | Based on coefficient of restitution

Details

块运行时选择一组假设:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound -设置一个过渡区域，其中阻力矩从零增加。在过渡区域的末端，施加全刚性和阻尼。该模型使用回弹阻尼，但受刚度矩值的限制。在这个意义上，阻尼可以减少或消除刚度提供的扭矩，但永远不会超过它。所有方程都是平滑的。
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound -该模型具有完全的刚性和阻尼作用于上下边界的冲击，而没有阻尼反弹。当速度变化符号时，方程不会导致过零，但在基于位置的边界处存在过零。回弹过程中没有阻尼有助于将轴从该位置快速移除。该模型具有非线性方程。
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound -该模型具有完全的刚性和阻尼作用于上下边界的冲击，阻尼作用于反弹。方程线性切换，但导致基于位置的过零。
Based on coefficient of restitution -该模型使用具有常规和瞬时模式的模式图来表示硬停止的行为。所有方程都是平滑的，没有过零。此仿真选项可提高仿真性能。

值	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound` \| `Based on coefficient of restitution`
默认值	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound`
程序使用名称	`model`
可计算	无

Details

该参数确定轴达到上限时的碰撞弹性程度。参数值越高，身体相互穿透越少，影响就越难。较低的参数值使接触更柔和，但总体上提高了收敛和计算效率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 其中一个值是:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound.

计量单位	`Nm/rad` \| `mNm/rad` \| `kNm/rad` \| `kgfm/rad` \| `lbfft/rad` \| `Nm/deg` \| `mNm/deg` \| `kNm/deg` \| `kgfm/deg` \| `lbfft/deg` \| `Ws/rad` \| `HP_DIN/rpm` \| `HP_DINs/rad`
默认值	`1e6 N*m/rad`
程序使用名称	`k_upper_bound`
可计算	是

Details

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 其中一个值是:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound.

计量单位	`Nm/rad` \| `mNm/rad` \| `kNm/rad` \| `kgfm/rad` \| `lbfft/rad` \| `Nm/deg` \| `mNm/deg` \| `kNm/deg` \| `kgfm/deg` \| `lbfft/deg` \| `Ws/rad` \| `HP_DIN/rpm` \| `HP_DINs/rad`
默认值	`1e6 N*m/rad`
程序使用名称	`k_lower_bound`
可计算	是

# Contact damping at upper bound — 上限时的阻尼系数
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

该参数确定轴达到上限时的碰撞阻尼。参数值越高，在相互作用期间耗散的能量越多。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 其中一个值是:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound.

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`0.01 N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`C_upper_bound`
可计算	是

# Contact damping at lower bound — 下限时的阻尼系数
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

该参数确定轴达到下限时的碰撞阻尼。参数值越高，在相互作用期间耗散的能量越多。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 其中一个值是:

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound;
Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound.

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`0.01 N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`C_lower_bound`
可计算	是

# Transition region — 扭矩增大的区域
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

扭矩从零增加到其满值的区域。在过渡区域的末端，施加全刚性和阻尼。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`0.001 rad`
程序使用名称	`transition_region`
可计算	是

# Coefficient of restitution — 碰撞后轴与限位器之间的最终相对速度与初始相对速度之比

Details

轴反弹后轴与限位器之间的最终相对速度与初始相对速度之比。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`restitution_coefficient`
可计算	是

Details

碰撞前轴与限位器之间的相对速度的阈值。如果轴以低于该参数值的速度撞击壳体，则它们保持接触。否则，轴弹开。为了避免模拟轴和外壳之间的静态接触，请将此参数设置为 0.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`0.1 rad/s`
程序使用名称	`w_static_contact_threshold`
可计算	是

# Static contact release torque threshold — 接触状态向自由状态转变所需转矩的阈值
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

使轴脱离静接触所需扭矩的最小值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

计量单位	`Nm` \| `uNm` \| `mNm` \| `kNm` \| `MNm` \| `GNm` \| `kgfm` \| `lbfin` \| `lbf*ft`
默认值	`0.001 N*m`
程序使用名称	`T_static_contact_release_threshold`
可计算	是

Rotational Hard Stop

资料描述

基于刚度和阻尼的模型

基于冲击时弹性恢复系数的模型

港口

非定向

参数

参数

实例