载荷接触旋转摩擦

两个旋转表面之间的负载接触摩擦。

blockType: Engee1DMechanical.Brakes.LoadedContactRotationalFriction

图书馆路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Brakes & Detents/Rotational/Loaded-Contact Rotational Friction

说明

载荷接触旋转摩擦 块模拟两个旋转表面在法向力作用下的摩擦。

该程序块是作为基于程序块基本摩擦离合器的结构组件实现的。从锁定状态开始，如果传输扭矩超过静摩擦力（由静摩擦系数和当前法向力决定），则两个表面解锁。有关锁定和解锁建模的详细信息，请参见图块基本摩擦离合器。

在法向力大于参数 阈值力 时传递扭矩。

公式

该程序块模拟了在法向力作用下两个旋转表面之间的摩擦。当两个旋转表面未锁定时，传递扭矩通过以下公式确定：

其中

- 为传递扭矩；
- 法向力
- 摩擦系数
- 有效半径
- 外表面半径
- 内表面半径；
- 相对角速度；
- 粘性摩擦扭矩；
- 粘性摩擦系数。

速度相关模型

您可以通过选择速度相关模型来模拟转速变化的影响。要选择速度相关模型，请将 Friction 设置中的 摩擦模型 设为。 速度相关动摩擦系数.有关同时取决于速度和温度的摩擦模型的信息，请参阅取决于速度的热模型.

热模型

您可以通过选择与温度相关的模型来模拟热流和温度变化的影响。要选择随温度变化的模型，请在 * 摩擦* 设置中将 摩擦模型 设为。 与温度有关的摩擦系数.有关同时取决于速度和温度的摩擦模型的信息，请参阅 . 取决于速度的热模型.

取决于速度的热模型

您可以通过选择取决于速度和温度的模型来模拟不同转速和热通量的影响。要选择同时取决于速度和温度的模型，请在摩擦设置中设置 摩擦模型 。 与温度和速度有关的摩擦系数.

限制和假设

模型未考虑惯性。如有必要，可在 B 和 F 端口添加外部惯性项。
模型计算扭矩时假定法向力分布均匀。

端口

非定向

# F — 从动件的机械旋转
旋转机械

Details

与被驱动（运动）表面相关的非定向端口。

程序使用名称

follower_flange

# B — 基地
旋转力学

Details

与驱动（基座）表面相关的非定向端口。

程序使用名称

base_flange

# H — 热通量
热量

Details

与热流相关的非定向端口。

热流端口可以模拟设备和连接网络之间的热流。

依赖关系

要使用该端口，请将参数 摩擦模型 值与温度有关的摩擦系数`或 `与温度和速度有关的摩擦系数.

程序使用名称

thermal_port

输入

# N — 法向力
尺度

Details

与法向力相关的输入物理信号。该信号可以是正信号，也可以是零信号。小于零的信号被解释为零。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

几何图形

# 几何模型 — 参数化方法
定义有效半径 | 定义环形区域

Details

荷-接触摩擦模型的参数化方法。设置为:

* 定义有效半径 -指定有效摩擦半径的值。 * 定义环形区域 –通过指定摩擦表面的内径和外径来确定有效摩擦表面区域的半径。

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

# 有效扭矩半径 — 有效摩擦面的半径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

有效摩擦面的半径, . 值应该是 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *几何模型*值已设置 定义有效半径.

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

# 摩擦面外径 — 摩擦面的外径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

摩擦面的外径, . 值应该是 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *几何模型*值已设置 定义环形区域.

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

# 摩擦表面内径 — 摩擦面的内径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

摩擦面的内径, . 值必须在范围内 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *几何模型*值已设置 定义环形区域.

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

摩擦系数

# 摩擦模型 — 摩擦模型
固定动摩擦系数 | 速度相关动摩擦系数 | 与温度有关的摩擦系数 | 与温度和速度有关的摩擦系数

Details

传动中摩擦的模型。设置为:

* 固定动摩擦系数 -为滑动摩擦系数提供固定值。 * 速度相关动摩擦系数 –通过使用基于盘之间的相对角速度的一维内插表来确定滑动摩擦系数。 * 与温度有关的摩擦系数 –通过使用基于温度的插值表来确定滑动摩擦系数。 * 与温度和速度有关的摩擦系数 –根据圆盘之间的温度和相对角速度，从插值表中确定滑动摩擦系数。

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	无

Details

相对速度值，设置为矢量。向量中的值应单调增加。

最小值数取决于所选的插值方法。对于线性插值，请在每个维度中指定至少两个值。对于平滑插值，每次测量至少指定三个值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 速度相关动摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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

Details

的温度设定为矢量。向量中的值应单调增加。

最小值数取决于所选的插值方法。对于线性插值，每次测量至少指定两个值。对于平滑插值，每次测量至少指定三个值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 速度相关动摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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 — 静摩擦系数

Details

摩擦系数的静态或最大值。静摩擦系数必须大于滑动摩擦系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 固定动摩擦系数 或 速度相关动摩擦系数.

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

# 静摩擦系数矢量 — 静摩擦系数矢量

Details

摩擦系数矢量的静态或最大值。矢量必须具有与温度矢量相同数量的元素。每个值必须大于滑动摩擦系数矢量中相应元素的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 与温度有关的摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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 — 滑动摩擦系数

Details

滑动摩擦系数。值应该是 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 固定动摩擦系数.

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

# 动摩擦系数矢量 — 滑动摩擦系数矢量

Details

滑动摩擦系数的矢量。所有值必须是 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 速度相关动摩擦系数 或 与温度有关的摩擦系数.

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

# 动摩擦系数矩阵 — 滑动摩擦系数矩阵

Details

滑动摩擦系数的矩阵。所有值必须是 . 矩阵的大小应该等于矩阵的大小，它是温度矢量和相对速度矢量乘以滑动摩擦系数的乘积的结果。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 与温度和速度有关的摩擦系数.

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

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

Details

输入值在两个连续网格点之间时近似输出值的插值方法。设置为:

* Linear -选择此选项以获得最佳性能。 * Smooth -选择此选项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 *摩擦模型*价值 速度相关动摩擦系数, 与温度有关的摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

值	`Linear` \| `Smooth`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`friction_coefficient_interpolation_type`
可计算	无

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

Details

一种外推方法，用于在输入值超出参数列表中指定的范围时确定输出值。设置为:

* Linear -选择此选项可在外推域中以及与插值域的边界上获得具有连续一阶导数的曲线。 * Nearest -选择此选项可获得不高于数据中的最高点或低于数据中的最低点的外推。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 速度相关动摩擦系数, 与温度有关的摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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

Details

两个表面可以锁定的相对速度。如果通过旋转端口*B*和*F*的扭矩小于有效摩擦表面半径、静摩擦系数和施加的法向力的乘积，则表面就会被阻塞。

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

# 阈值力 — 正常接触力的阈值
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

仅当力的大小超过参数的值时，施加到标量端口*N*的法向力才会施加到触点 *阈值力*. 力小于参数值 *阈值力*未施加，因此不会传递摩擦力矩。

计量单位	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`1.0 N`
程序使用名称	`F_vertical_threshold`
可计算	是

粘性损失

# 粘性阻力扭矩系数 — 粘性阻力矩
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

粘滞阻力系数, ，来计算转矩。该系数取决于工作流体的类型、流体的温度和表面之间的最大距离。

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

# 初始状态 — 离合器的初始状态
未锁定 | 已锁定

Details

室内机的状况基本摩擦离合器在模拟开始时。

* 未锁定 -旋转端口*B*和*F*最初是相对于彼此滑动的。 * 已锁定 -旋转端口*B*和*F*最初锁定在一起。

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

热端口

# 热质 — 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 *摩擦模型*价值 与温度有关的摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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

的初始温度，设定为标量。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 *摩擦模型*价值 与温度有关的摩擦系数 或 与温度和速度有关的摩擦系数.

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