Nonlinear Translational Damper

Нелинейный демпфер в механических поступательных системах.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Translational.NonlinearDamper

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Nonlinear Translational Damper представляет собой поступательный нелинейный демпфер. Полиномиальная и табличная параметризации определяют нелинейную зависимость между демпфирующей силой и относительной скоростью поступательного движения. Демпфирующая сила может быть симметричной или несимметричной относительно точки нулевой скорости. Блок прикладывает равные противоположные демпфирующие силы к двум ненаправленным портам.

Симметричная полиномиальная параметризация определяет демпфирующую силу для положительных и отрицательных относительных скоростей в соответствии с выражением:

где

— демпфирующая сила;
— коэффициенты демпфирования;
— относительная скорость поступательного движения между портами R и C:

где
- — абсолютная скорость поступательного движения порта R;
- — абсолютная скорость поступательного движения порта C.

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

Двусторонняя полиномиальная параметризация определяет силу демпфирования для положительных и отрицательных относительных скоростей в соответствии с выражением:

где

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

Положительные относительные скорости соответствуют растяжению демпфера, когда порты R и C удаляются друг от друга. Отрицательные относительные скорости соответствуют сжатию демпфера, когда порты R и C сближаются.

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 табличным данным определяет демпфирующую силу на основе заданных векторов скорости и силы. Если точка с нулевой скоростью и нулевой силой не включена в указанные векторы, то блок автоматически добавляет ее в качестве точки данных в начале координат.

Допущения и ограничения

В данном блоке предполагается вязкое демпфирование. Сила демпфирования зависит только от скорости.

Порты

Ненаправленные

# R — шток
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует штоку демпфера.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует корпусу демпфера.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

Main

# Parameterization — параметризация демпфирования
By polynomial | By table lookup

Details

Выберете тип параметризации демпфирующей силы: 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 полиномиального демпфирования
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/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	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
Значение по умолчанию	`[10.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.1] N/(m/s)`
Имя для программного использования	`damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Vector of extension damping coefficients — коэффициенты полиномиального демпфирования при растяжении
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Коэффициенты демпфирования при растяжении.

Зависимости

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

Единицы измерения	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
Значение по умолчанию	`[10.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.1] N/(m/s)`
Имя для программного использования	`extension_damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Vector of contraction damping coefficients — коэффициенты полиномиального демпфирования при сжатии
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Коэффициенты демпфирования при сжатии.

Зависимости

Единицы измерения	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
Значение по умолчанию	`[100.0, -1.0, 10.0, 0.0, 0.0] N/(m/s)`
Имя для программного использования	`contraction_damping_polinomial_coefficients_vector`
Вычисляемый	Да

# Velocity vector — вектор скоростей для табличной параметризации
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Вектор скоростей поступательного движения. 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 Force vector.

Зависимости

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

Единицы измерения	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
Значение по умолчанию	`[-1.0, -0.5, -0.3, -0.1, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0] m/s`
Имя для программного использования	`delta_v_vector`
Вычисляемый	Да

# Force vector — демпфирующая сила для табличной параметризации
N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Details

Демпфирующая сила для заданной скорости поступательного движения. 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 Velocity vector.

Зависимости

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

Единицы измерения	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
Значение по умолчанию	`[-100.0, -40.0, -20.0, -5.0, 5.0, 20.0, 40.0, 100.0] N`
Имя для программного использования	`F_vector`
Вычисляемый	Да

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

Details

Метод, используемый для интерполяции между опорными точками таблицы данных:

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 опорных точек в таблице данных. 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