Translational Detent
Страница в процессе разработки. |
Двусторонний пружинный фиксатор поступательного движения.
Тип: Engee1DMechanical.Elements.Translational.Detent
Путь в библиотеке:
|
Описание
Блок Translational Detent представляет собой двусторонний пружинный фиксатор поступательного движения с шариком и конической выемкой. Ползунок фиксатора скользит горизонтально по корпусу фиксатора. Это взаимодействие создает горизонтальную сдвиговую силу. Внутри ползунка находится коническая выемка, а в корпусе фиксатора находится вертикальная пружина. Шарик фиксатора находится между пружиной и конической выемкой. В модели также предусмотрено вязкостное демпфирование и кинетическое трение между ползунком и корпусом.
На рисунке показана геометрия фиксатора с шариком и конической выемкой.
Где
-
— глубина конической выемки;
-
— радиус шара;
-
— половина угла конической выемки.
В зависимости от того, как вы параметризуете блок, модель сдвиговой силы определяется геометрическими параметрами и параметрами пружины, максимальной силой и шириной выемки или таблицей, в которой указывается зависимость силы от относительного перемещения.
Параметризация фиксатора поступательного движения
Если для параметра Parameterization установлено значение By peak force and notch width
, то блок обеспечивает непрерывность кривой зависимости силы и ее производной от смещения в области фиксации. Максимальные значения силы находятся посередине между центром и границами фиксатора, как показано на рисунке.
Если для параметра Parameterization установлено значение By geometry
, то блок использует четыре области для определения сдвиговой силы. На рисунке показаны эти области.
Поскольку шарик имеет сферическую форму, а выемка симметрична, зависимость горизонтальной силы от смещения симметрична относительно начала координат.
В таблице описаны положение шарика, угол контакта и влияние сдвиговой силы для каждой области.
Область | Положение шарика и угол контакта | Сдвиговая сила |
---|---|---|
1 |
Шарик находится за пределами конической выемки. Угол контакта вертикальный. |
Только вязкостное демпфирование и кинетическое трение. Пружина не учитывается. |
2 |
Шарик входит в выемку и соприкасается с ее углом. Угол контакта отклоняется от вертикали. |
Влияние пружины, вязкого демпфирования и кинетического трения. Максимумы при переходе из области 2 в область 3. |
3 |
Шарик скользит по поверхности выемки. Угол контакта остается постоянным. |
Усилие уменьшается по мере растягивания пружины, пока не достигнет значения силы предварительного натяжения пружины. |
4 |
Шарик перемещается от одной грани к другой. Угол контакта изменяет направление. |
Сила изменяет направление. Ширина области изменения направления сдвига определяет плавность этого переключения. |
Если для параметра Parameterization установлено значение By table lookup
то можно задать произвольную функцию зависимости сдвиговой силы от относительного перемещения. При создании такой функции учитывайте следующие рекомендации.
Сохранение энергии
Если вы хотите обеспечить сохранение энергии при использовании фиксатора, то общий интеграл функции зависимости силы от относительного перемещения должен быть равен нулю.
Производительность моделирования
Для стабилизации моделирования фиксатора следует избегать разрывов в функции зависимости силы от относительного перемещения. Важнейшим требованием является наличие области изменения направления сдвига ненулевой ширины, аналогичной области 4 в геометрической параметризации.
Порты
Ненаправленные
#
R
—
шток фиксатора
поступательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный со штоком фиксатора.
Имя для программного использования |
|
#
C
—
корпус фиксатора
поступательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный с корпусом фиксатора.
Имя для программного использования |
|
Параметры
Характеристики фиксатора
#
Parameterization —
параметризация фиксатора
By peak force and notch width
| By table lookup
| By geometry
Details
Параметризация характеристик фиксатора:
-
By peak force and notch width
— укажите характеристики фиксатора с помощью максимальной сдвиговой силы и ширины выемки. -
By table lookup
— определите характеристики фиксатора с помощью таблицы на основе относительного перемещения между ползунком и корпусом. -
By geometry
— определите характеристики фиксатора с помощью геометрии шарика и выемки и динамики.
Значения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Peak force —
максимальная сдвиговая сила
N
| kN
| lb
| mN
| dyn
| lbf
Details
Максимальная сдвиговая сила, возникающая внутри фиксатора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By peak force and notch width
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Notch width —
область сдвиговой силы
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Ширина области, в которой возникает сдвиговая сила.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By peak force and notch width
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Initial relative position —
начальное положение
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Относительное положение ползунка и корпуса в начале симуляции.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Relative displacement vector —
вектор значений относительных перемещений
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Вектор значений относительных перемещения, элементы которого соответствуют вектору значений сдвиговой силы Force vector. Эти два вектора должны быть одинакового размера. Перемещения должны быть указаны по возрастанию.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By table lookup
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Force vector —
вектор сдвиговых сил
N
| kN
| lb
| mN
| dyn
| lbf
Details
Вектор значений сдвиговых сил, элементы которого соответствуют вектору относительных перемещений Relative displacement vector.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By table lookup
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
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 |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Ball diameter —
диаметр шарика
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Диаметр поперечного сечения шара.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Notch angle —
угол выемки
deg
| rad
| rev
| mrad
Details
Полный угол конической выемки.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Notch depth —
глубина выемки
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Глубина конической выемки на ползунке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Preload force —
сила предварительного натяжения пружины
N
| kN
| lb
| mN
| dyn
| lbf
Details
Сила для предварительного натяжения пружины фиксатора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Spring stiffness —
жесткость пружины
N/m
| lbf/ft
| lbf/in
Details
Жесткость пружины фиксатора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Shear reversal region —
длина области изменения направления сдвига
m
| cm
| ft
| in
| km
| mi
| mm
| um
| yd
Details
Ширина области между гранями выемки.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
Параметры трения
#
Viscous friction coefficient —
коэффициент вязкого трения
kg/s
| N*s/m
| N/(m/s)
| lbf/(ft/s)
| lbf/(in/s)
Details
Коэффициент вязкого трения при контакте шарика с выемкой.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
# Friction to peak force ratio — коэффициент кинетического трения
Details
Коэффициент для расчета кинетического трения.
Кинетическое трение определяется как произведение коэффициента кинетического трения на максимальную сдвиговую силу.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By peak force and notch width
или By table lookup
.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
#
Friction velocity threshold —
пороговое значение скорости трения
fpm
| fps
| kph
| mph
| m/s
| cm/s
| ft/s
| in/s
| km/s
| mi/s
| mm/s
Details
Относительная скорость, необходимая для достижения максимального кинетического трения в фиксаторе.
Единицы измерения |
|
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |
# Kinetic friction coefficient — коэффициент кинетического трения
Details
Кинетический коэффициент трения для контакта шарик-выемка.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By geometry
.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Вычисляемый |
Да |