Документация Engee

Rotational Friction

Трение при контакте между вращающимися телами.

rotational friction

Описание

Блок Rotational Friction представляет трение при контакте между вращающимися телами. Момент трения моделируется как функция относительной скорости и вычисляется как сумма компонентов жидкого, вязкого и смешанного трения, как показано на следующем рисунке.

rotational friction 1

Смешанное трение, или трение Штрибека, , представляет характеристику с отрицательным наклоном, имеющую место при низких скоростях. Сухое, или кулоновское трение , приводит к постоянному крутящему моменту при любой скорости. Вязкое трение противодействует движению с крутящим моментом, прямо пропорциональным относительной скорости. Сумма смешанного и сухого трения вблизи нулевой скорости часто называется трением покоя . Трение аппроксимируется следующими уравнениями:

ωωωωωωω

ωω

ωω

ωωω

где:

  • — момент трения.

  • — момент сухого (кулоновского) трения.

  • — момент трения покоя.

  • ω — критическая скорость.

  • ω — порог скорости для трения Штрибека.

  • ω — порог кулоновской скорости.

  • ω и ωС — абсолютные угловые скорости портов R и C соответственно.

  • ω — относительная угловая скорость.

  • — коэффициент вязкого трения.

Экспоненциальная функция, используемая в части уравнения силы трения Штрибека, является непрерывной и затухает при значениях скорости, превышающих критическую угловую скорость.

Функция гиперболического тангенса, используемая в кулоновской части уравнения, гарантирует, что итоговая функция является гладкой и непрерывной при переходе через ω , но быстро достигает своего полного значения при ненулевых скоростях.

Положительное направление блока — от порта R к порту C. Это означает, что если скорость порта R больше скорости порта C, блок передает силу от R к C.

Порты

R — механический вращательный порт
вращательная механика

Механический вращательный порт, соответствует движущемуся телу.

C — механический вращательный порт
вращательная механика

Механический вращательный порт, соответствует неподвижному телу.

Параметры

Breakaway friction torque, N*m — момент трения покоя
25.0 Н*м (по умолчанию)

Момент трения покоя. Должен быть больше или равно значению параметра Coulomb friction force.

Breakaway friction velocity, rad/s — критическая угловая скорость для трения Штрибека
0.1 рад/с (по умолчанию)

Угловая скорость, при которой трение Штрибека достигает своего максимума. В этот момент сумма трения Штрибека и кулоновского равна значению параметра Breakaway friction torque. Этот параметр задает порог скорости, который влияет на компромисс между точностью симуляции и скоростью.

rotational friction 2

Coulomb friction torque, N*m — момент сухого трения
20.0 Н*м (по умолчанию)

Момент кулоновского трения, то есть трение, противодействующее вращению с постоянным крутящим моментом при любой скорости.

Viscous friction coefficient, N*m/(rad/s) — коэффициент вязкого трения
0.001 Н*м/(рад/с) (по умолчанию)

Коэффициент пропорциональности между моментом трения и относительной угловой скоростью. Значение параметра должно быть больше или равно нулю.

Initial value of rotational velocity, rad/s — начальное значение угловой скорости
0.0 (по умолчанию)

Начальное значение угловой скорости.

Initial value of torque, N*m — начальное значение крутящего момента
0.0 (по умолчанию)

Начальное значение крутящего момента.