Rotational Detent

Двусторонний пружинный фиксатор вращения.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Rotational.Detent

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Brakes & Detents/Rotational/Rotational Detent

Описание

Блок Rotational Detent представляет собой двусторонний пружинный фиксатор вращения.

Шток фиксатора вращается вокруг корпуса фиксатора. На корпусе имеются выемки или магниты, которые создают суммарный относительный крутящий момент на штоке при его вращении. С помощью блока вы можете моделировать фиксаторы вращения, используя значения максимального крутящего момента и ширины выемки или используя табличные значения. Модель также включает в себя вязкостное демпфирование и кинетическое трение между штоком и корпусом. Вы можете установить трение равным нулю.

Модель фиксатора вращения

При вращении штока относительно корпуса, относительное вращение приводит к возникновению крутящего момента . В зависимости от выбранной параметризации модель крутящего момента определяется максимальным крутящим моментом и шириной выемки или таблицей, определяющей относительное вращение в зависимости от крутящего момента.

Независимо от параметризации, если указать несколько фиксаторов, все фиксаторы будут иметь одинаковую функцию зависимости крутящего момента относительного вращения.

Параметризация по максимальному крутящему моменту и ширине выемки

Если вы выберете параметризацию по максимальному крутящему моменту и ширине выемки, то блок гарантирует, что кривая зависимости крутящего момента от угла поворота обеспечивает непрерывный крутящий момент и производную от него в области фиксации. Максимальные значения крутящего момента находятся посередине между центром фиксатора и границами фиксатора, как показано на следующем рисунке.

rotational detent ru

Параметризация по таблице

С помощью параметризации по таблице вы можете задать произвольную функцию зависимости крутящего момента от относительного вращения. При создании такой функции учитывайте следующие рекомендации.

Сохранение энергии

Если вы хотите обеспечить сохранение энергии при использовании фиксатора, то общий интеграл функции зависимости крутящего момента от угла поворота (площадь под кривой) должен быть равен нулю.

Производительность моделирования

Для стабилизации моделирования фиксатора следует избегать разрывов в функции вращения относительно крутящего момента.

Ограничения

Модель не учитывает инерцию. При необходимости добавьте условия инерции извне к портам R и C.
Если вы используете параметризацию по максимальному крутящему моменту и ширине выемки или параметризацию по таблице, то кинетическое трение не зависит от нормальной силы, действующей на фиксатор.

Порты

Ненаправленные

# R — шток фиксатора
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный со штоком фиксатора.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус фиксатора
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с корпусом фиксатора.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

Характеристики фиксатора

# Parameterization — параметризация фиксатора
By peak torque and notch width | By table lookup

Details

Выберите метод параметризации фиксатора:

By peak torque and notch width — параметризация фиксатора по значению максимального крутящего момента и ширине выемки.
By table lookup — табличная параметризация по зависимости крутящего момента от относительного вращения.

Значения	`By peak torque and notch width` \| `By table lookup`
Значение по умолчанию	`By peak torque and notch width`
Имя для программного использования	`parameterization`
Вычисляемый	Да

# Peak torque — максимальный крутящий момент
N*m | mN*m | lbf*ft

Details

Максимальный крутящий момент, возникающий внутри фиксатора.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By peak torque and notch width.

Единицы измерения	`Nm` \| `mNm` \| `lbf*ft`
Значение по умолчанию	`0.25 N*m`
Имя для программного использования	`T_peak`
Вычисляемый	Да

# Notch width — ширина выемки
deg | rad | rev | mrad

Details

Ширина области, где развивается крутящий момент.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By peak torque and notch width.

Единицы измерения	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
Значение по умолчанию	`5.0 deg`
Имя для программного использования	`notch_width`
Вычисляемый	Да

# Initial relative rotation — начальный угол вращения между штоком и корпусом
deg | rad | rev | mrad

Details

Угол между штоком и корпусом в начале симуляции.

Единицы измерения	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
Значение по умолчанию	`0.0 deg`
Имя для программного использования	`delta_phi_start`
Вычисляемый	Да

# Relative rotation vector — вектор значений относительных вращений
deg | rad | rev | mrad

Details

Вектор значений относительных вращений, элементы которого соответствуют вектору значений крутящего момента Torque vector. Эти два вектора должны быть одинакового размера. Углы должны быть указаны по возрастанию.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By table lookup.

Единицы измерения	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
Значение по умолчанию	`[-5.0, -4.0, -3.0, -1.0, 1.0, 3.0, 4.0, 5.0] deg`
Имя для программного использования	`delta_phi_vector`
Вычисляемый	Да

# Torque vector — вектор крутящих моментов
N*m | mN*m | lbf*ft

Details

Вектор значений крутящих моментов, элементы которого соответствуют вектору относительных вращений Relative rotation vector.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By table lookup.

Единицы измерения	`Nm` \| `mNm` \| `lbf*ft`
Значение по умолчанию	`[0.0, 0.0, -0.25, -0.1, 0.1, 0.25, 0.0, 0.0] N*m`
Имя для программного использования	`T_vector`
Вычисляемый	Да

# Interpolation method — метод интерполяции
Linear | Smooth

Details

Метод интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение находится между двумя последовательными точками таблицы. Задается как:

Linear – выберите это значение для наименьших вычислительных затрат.
Smooth – выберите эту опцию, чтобы получить непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By table lookup.

Значения	`Linear` \| `Smooth`
Значение по умолчанию	`Linear`
Имя для программного использования	`interpolation_method`
Вычисляемый	Да

Геометрические характеристики

# Detent spacing — метод задания расстояния между фиксаторами
Regularly spaced | By angle vector

Details

Метод задания расстояния между фиксаторами:

Regularly spaced – расстояния между фиксаторами одинаковые.
By angle vector — расстояния между фиксаторами могут быть разными и задаются пользователем.

Значения	`Regularly spaced` \| `By angle vector`
Значение по умолчанию	`Regularly spaced`
Имя для программного использования	`spacing_parameterization`
Вычисляемый	Да

# Number of detents — количество фиксаторов

Details

Укажите количество одинаковых фиксаторов с одинаковым интервалом между ними. Значение должно быть больше или равно 1.

В этом случае фиксаторы равномерно расположены в диапазоне от −180 до +180 градусов, с центром одного фиксатора в положении 0 градусов. Нецелые значения округляются до ближайшего целого числа.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Detent spacing значение Regularly spaced.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`detents_count`
Вычисляемый	Да

# Vector of detent centers — вектор центров фиксаторов
deg | rad | rev | mrad

Details

Вектор положений центров одинаковых фиксаторов в виде вектора углов. Эти значения должны лежать в диапазоне от −180 до +180 градусов. Минимальное расстояние между фиксаторами должно быть больше значения параметра Notch width.

Единицы измерения	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
Значение по умолчанию	`[-40.0, 0.0, 30.0, 85.0] deg`
Имя для программного использования	`position_vector`
Вычисляемый	Да

Параметры трения

# Viscous friction coefficient — коэффициент вязкого трения
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициент вязкого трения при контакте штока с корпусом. Значение должно быть больше или равно 0.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`0.1 N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Friction to peak torque ratio — коэффициент кинетического трения

Details

Коэффициент кинетического трения при контакте штока с корпусом. Значение должно быть больше или равно 0.

Кинетическое трение определяется как произведение коэффициента кинетического трения на максимальный крутящий момент.

Значение по умолчанию	`0.01`
Имя для программного использования	`friction_to_peak_torque_ratio`
Вычисляемый	Да

# Friction velocity threshold — пороговое значение скорости трения
rpm | deg/s | rad/s

Details

Относительная угловая скорость, необходимая для достижения максимального кинетического трения в фиксаторе. Значение должно быть больше 0.

Единицы измерения	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
Значение по умолчанию	`10.0 rpm`
Имя для программного использования	`w_friction_threshold`
Вычисляемый	Да