Translational Friction

Трение при соприкосновении движущихся тел.

translational friction

Описание

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

translational friction 1

Смешанное трение, или трение Штрибека, , представляет характеристику с отрицательным наклоном, имеющую место при низких скоростях. Сухое, или кулоновское трение приводит к постоянной силе при любой скорости. Вязкое трение противодействует движению с силой, прямо пропорциональной относительной скорости. Сумма смешанного и сухого трения вблизи нулевой скорости часто называется трением отрыва . Трение аппроксимируется следующими уравнениями:

где:

  • — сила трения.

  • — сухое (кулоновское) трение.

  • — трение покоя.

  • — критическая скорость.

  • — порог скорости для трения Штрибека.

  • — порог кулоновской скорости.

  • и С — абсолютные скорости портов R и C соответственно.

  • — относительная скорость.

  • — коэффициент вязкого трения.

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

Функция гиперболического тангенса, используемая в кулоновской части уравнения силы, гарантирует, что уравнение является гладкой и непрерывной при переходе через , 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 — шток
поступательная механика

Механический поступательный порт, соответствующий штоку, то есть движущемуся телу.

C — корпус
поступательная механика

Механический поступательный порт, соответствующий корпусу, то есть неподвижному телу.

Параметры

Breakaway friction force, N — сила трения покоя
25.0 Н (по умолчанию)

Сила трения покоя. Она должно быть больше или равна значению параметра Coulomb friction force.

Breakaway friction velocity, m/s — критическая скорость для трения Штрибека
0.1 м/с (по умолчанию)

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

translational friction 2

Coulomb friction force, N — сила сухого трения
20.0 Н (по умолчанию)

Сила кулоновского трения, то есть трение, противодействующее движению с постоянной силой при любой скорости.

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

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

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

Начальное значение скорости.

Initial value of force, N — начальное значение силы
0.0 (по умолчанию)

Начальное значение силы.