Nonlinear Rotational Damper

Нелинейный демпфер в механических вращательных системах.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Rotational.NonlinearDamper

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Springs & Dampers/Nonlinear Rotational Damper

Описание

Блок Nonlinear Rotational Damper представляет собой нелинейный вращательный демпфер. Полиномиальная и табличная параметризации определяют нелинейную зависимость между крутящим моментом и относительной угловой скоростью. Крутящий момент может быть симметричным или несимметричным относительно точки нулевой скорости. Блок прикладывает равные противоположные крутящие моменты к двум ненаправленным портам.

Симметричная полиномиальная параметризация определяет крутящий момент для положительных и отрицательных относительных угловых скоростей в соответствии с выражением:

где

— крутящий момент, передаваемый через демпфер;
— коэффициенты демпфирования;
— относительная угловая скорость между портами R и C:

где
- — абсолютная угловая скорость порта R;
- — абсолютная угловая скорость порта C.

Чтобы избежать пересечений нуля, которые замедляют моделирование, исключите функцию знака из полиномиального выражения, указав нечетный полином ( ).

Двусторонняя полиномиальная параметризация определяет крутящий момент для положительных и отрицательных относительных скоростей в соответствии с выражением:

где

— коэффициенты демпфирования для положительных относительных скоростей;
— коэффициенты демпфирования для отрицательных относительных скоростей.

Обе полиномиальные параметризации используют полином пятого порядка. Чтобы использовать полином более низкого порядка, установите для коэффициентов высшего порядка значение ноль. Для полиномов порядка больше пяти выполните аппроксимацию полиномом порядка не выше пятого, или используйте параметризацию по табличным данным.

Параметризация по таблице поиска определяет демпфирующий крутящий момент на основе заданных векторов угловой скорости и крутящего момента. Если точка с нулевой угловой скоростью и нулевом моменте не включена в указанные векторы, блок автоматически добавляет ее в качестве точки данных в начале координат.

Допущения и ограничения

В данном блоке предполагается вязкое демпфирование. Крутящий момент зависит только от угловой скорости.

Порты

Ненаправленные

# R — шток
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует штоку демпфера.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует корпусу демпфера.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

Main

# Parameterization — параметризация демпфирования
By polynomial | By table lookup

Details

Выберете тип параметризации крутящего момента: полином или таблица поиска.

Значения	`By polynomial` \| `By table lookup`
Значение по умолчанию	`By polynomial`
Имя для программного использования	`parameterization`
Вычисляемый	Да

# Symmetry — симметрия демпфирования

Details

Установите этот флажок, чтобы использовать симметричную параметризацию. Если флажок не установлен, то блок использует двустороннюю параметризацию.

Зависимости

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

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`symmetric_parameterization`
Вычисляемый	Да

# Vector of damping coefficients — коэффициенты демпфирования для параметризации полиномом
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициенты демпфирования для симметричной параметризации полиномом.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By polynomial и установите флажок Symmetry.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`[0.0001, 0.0, 1.0e-5, 0.0, 1.0e-6] N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Vector of positive rotation damping coefficients — коэффициенты демпфирования для положительных угловых скоростей
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициенты демпфирования для положительных угловых скоростей.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение By polynomial и снимите флажок Symmetry.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`[0.0001, 0.0, 1.0e-5, 0.0, 1.0e-6] N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`positive_damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Vector of negative rotation damping coefficients — коэффициенты демпфирования для отрицательных угловых скоростей
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициенты демпфирования для отрицательных угловых скоростей

Зависимости

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`[0.001, -1.0e-5, 0.0001, 0.0, 0.0] N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`negative_damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Angular velocity vector — вектор угловых скоростей для табличной параметризации
rpm | deg/s | rad/s

Details

Вектор угловых скоростей. Минимальное количество элементов вектора зависит от выбранного метода интерполяции. Если для параметра Interpolation method установлено значение:

Linear, то минимальное количество элементов вектора равно двум.
Smooth, то минимальное количество элементов вектора равно трем.

Элементы вектора должны соотносится с элементами вектора Torque vector.

Зависимости

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

Единицы измерения	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
Значение по умолчанию	`[-1.0, -0.5, -0.3, -0.1, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0] rad/s`
Имя для программного использования	`delta_w_vector`
Вычисляемый	Да

# Torque vector — крутящий момент
N*m | mN*m | lbf*ft

Details

Демпфирующий крутящий момент для заданной угловой скорости. Минимальное количество элементов вектора зависит от выбранного метода интерполяции. Если для параметра Interpolation method установлено значение:

Linear, то минимальное количество элементов вектора равно двум.
Smooth, то минимальное количество элементов вектора равно трем.

Элементы вектора должны соотносится с элементами вектора Angular velocity vector.

Зависимости

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

Единицы измерения	`Nm` \| `mNm` \| `lbf*ft`
Значение по умолчанию	`[-0.0001, -4.0e-5, -2.0e-5, -5.0e-6, 5.0e-6, 2.0e-5, 4.0e-5, 0.0001] N*m`
Имя для программного использования	`T_vector`
Вычисляемый	Да

# Interpolation method — метод интерполяции между значениями опорных точек
Linear | Smooth

Details

Метод, используемый для интерполяции между опорными точками таблице поиска:

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

Подробнее о таблицах поиска см. Методы аппроксимации значений функций.

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

# Extrapolation method — метод экстраполяции для точек, выходящих за пределы диапазона, заданного опорными точками
Linear | Nearest | Error

Details

Метод, используемый для экстраполяции точек останова в таблице поиска. Этот метод определяет выходное значение, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов:

Linear — выберите это значение, чтобы получить кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest — выберите это значение, чтобы использовать экстраполяцию, которая не поднимается выше самого большого значения в данных или не опускается ниже самого маленького значения в данных.
Error — выберите это значение, чтобы избежать экстраполяции, когда вы хотите, чтобы данные находились в пределах диапазона таблицы. Если входной сигнал выходит за пределы диапазона таблицы, симуляция останавливается и выводит ошибку.

Зависимости

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

Значения	`Linear` \| `Nearest` \| `Error`
Значение по умолчанию	`Linear`
Имя для программного использования	`extrapolation_method`
Вычисляемый	Да