Translational Hard Stop

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双向平移刚性限位器。

类型: AcausalFoundation.Mechanical.Translational.Elements.HardStop

图书馆中的路径:

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

资料描述

座 Translational Hard Stop 它代表了一个双向机械平移刚性限制器，限制身体在上下边界之间的运动。

translational hard stop 1 cn

阀杆对应于端口*R*，阀体对应于端口*C*。当间隙在正方向闭合时，该装置将力从端口*R*传递到端口*C*。

块计算杆的位置基于杆的速度 .

如果茎长为，以及杆在负侧的位置然后 . 块假设杆长度为0，长度为和它们不是建模的，但在图中这些符号用于解释硬限幅器的基本设计。

意义 -正侧的初始间隙，从 :

为了使正间隙打开，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 :

为了使负间隙打开，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，并且在边界处施加刚度和阻尼的方式上有所不同。
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

假设杆和限位器的冲击相互作用是弹性的。限制器以弹簧的形式呈现，该弹簧在间隙消除时与杆接触。弹簧以与该运动量值成线性比例的力抵消限位器内杆的运动。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 它由以下方程描述:

哪里

-杆与身体相互作用的力;
-杆与上限之间的初始间隙;
-杆和下边界之间的初始间隙;
-阀杆位置;
-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;
-杆的速度;
-时间到了。

在硬停止模型 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 向方程中添加两个过渡区域，每个边界一个。随着杆穿过过渡区域，块平稳地将力从零增加到满值。在过渡区域的末端，施加全刚性和阻尼。回弹后，刚度和阻尼力逐渐减小到零。这些方程也使用比较函数。 通用电气 和 勒.

块从*R*到*C*定向。这意味着当间隙在正方向闭合时，该单元将力从端口*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，该模型不允许杆穿透刚性限制器。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 -杆和壳体之间没有力传递。
接触器/接触器 -积极的差距被关闭。
接触器-花 -负间隙关闭。
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。

如果杆缓慢地撞击壳体，则以小于静态接触的阈值速度的速度，杆和壳体保持接触。否则，杆弹开。在回弹时，杆由于弹性回复系数而失去速度。在任一接触模式中，杆速度为 . 要从接触模式切换到自由模式，必须对杆施加超过静态接触打开力阈值的力，并且过渡必须经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 — 库存
平移力学

Details

与安装在壳体上的限位器之间移动的杆相对应的机械平移口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 身体
平移力学

Details

体相对应的机械平移口。

程序使用名称

case_flange

参数

# Upper bound — 杆与上边界之间的间隙
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

阀杆与上边界之间的间隙。方向设置在局部坐标系中，杆位于原点。参数的正值确定杆与上限之间的间隙。负值将杆设置为穿透上边界。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.1 m`
程序使用名称	`upper_bound`
可计算	是

# Lower bound — 杆与下边界之间的间隙
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

杆与下边框之间的间隙。方向设置在局部坐标系中，杆位于原点。参数的负值确定杆与下边界之间的间隙。正值将杆设置为穿透下边界。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`-0.1 m`
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，适用于上下边界的冲击，而不阻尼反弹。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杆从该位置快速移除。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

# Contact stiffness at upper bound — 上边界处的碰撞弹性系数
N/m | mN/m | kN/m | MN/m | GN/m | kgf/m | lbf/ft | lbf/in

Details

该参数确定杆达到上限时的碰撞弹性属性。参数的值越高，主体相互渗透的越少，限制器变得越刚性。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	`N/m` \| `mN/m` \| `kN/m` \| `MN/m` \| `GN/m` \| `kgf/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`1e6 N/m`
程序使用名称	`k_upper_bound`
可计算	是

# Contact stiffness at lower bound — 下边界的弹性系数
N/m | mN/m | kN/m | MN/m | GN/m | kgf/m | lbf/ft | lbf/in

Details

该参数确定杆达到下限时的碰撞弹性属性。参数的值越高，主体相互渗透的越少，限制器变得越刚性。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	`N/m` \| `mN/m` \| `kN/m` \| `MN/m` \| `GN/m` \| `kgf/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`1e6 N/m`
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*s/m | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in

Details

该参数确定杆达到上限时的碰撞阻尼。参数的值越高，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	`Ns/m` \| `kgfs/m` \| `lbfs/ft` \| `lbfs/in`
默认值	`150.0 N*s/m`
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*s/m | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in

Details

该参数确定杆达到下限时的碰撞阻尼。参数的值越高，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	`Ns/m` \| `kgfs/m` \| `lbfs/ft` \| `lbfs/in`
默认值	`150.0 N*s/m`
程序使用名称	`C_lower_bound`
可计算	是

# Transition region — 功率增加的区域
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

力从零增加到其全值的区域。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	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.1 mm`
程序使用名称	`transition_region`
可计算	是

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

Details

杆回弹后杆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

# Static contact speed threshold — 杆与限位器碰撞前的相对速度的阈值
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

撞前杆与限位器之间的相对速度的阈值。如果杆以低于该参数值的速度撞击壳体，则它们保持接触。否则，杆弹开。为了避免模拟杆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	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
默认值	`0.001 m/s`
程序使用名称	`v_static_contact_threshold`
可计算	是

# Static contact release force threshold — 从接触状态转变到自由状态所需的力的阈值
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

将杆从静接触状态移除所需的最小力。

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	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`0.001 N`
程序使用名称	`F_static_contact_release_threshold`
可计算	是

Translational 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