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非线性平移弹簧

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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

非线性平移弹簧 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 RC 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。

By polynomial | By table lookup

默认值

By polynomial

程序使用名称

parameterization

可计算

# 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 参数化 设置为 多项式.

默认值

true (已开启)

程序使用名称

symmetric_parameterization

可计算

# 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 参数化 参数设置为 `多项式`并勾选 对称性 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

# 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 参数化 参数设置为 `多项式`并取消选中 对称性

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

# 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 参数化 参数设置为 `多项式`并取消选中 对称性

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

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

Details

参数 力矢量 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 力矢量 相同。

矢量的最小元素数取决于所选的插值方法。如果参数 插值法 设置为

  • `线性`则矢量元素的最小数目为两个。

  • `平滑法`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 参数化 设置为 通过表格查找.

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

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

Details

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

  • `线性`则向量元素的最小数目为两个。

  • `平滑法`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 参数化 设置为 通过表格查找.

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

# 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:

  • 线性- 选择此值,计算成本最低;

  • 平滑法- 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 参数化 设置为 。 通过表格查找.

Linear | Smooth

默认值

Linear

程序使用名称

interpolation_method

可计算

# 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:

  • 线性- 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。

  • 最近- 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。

  • 误差- 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 参数化 参数设置为 通过表格查找.

Linear | Nearest | Error

默认值

Linear

程序使用名称

extrapolation_method

可计算