Фиксатор вращательного движения

Двусторонний пружинный фиксатор вращения.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Rotational.Detent

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Фиксатор вращательного движения 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

# Способ параметризации — параметризация фиксатора
По пиковому моменту и ширине паза | Задано таблично

Details

Выберите метод параметризации фиксатора:

По пиковому моменту и ширине паза — параметризация фиксатора по значению максимального крутящего момента и ширине выемки.
Задано таблично — 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

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

Details

Максимальный крутящий момент, возникающий внутри фиксатора.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение По пиковому моменту и ширине паза.

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

# Ширина паза — ширина выемки
deg | rad | rev | mrad

Details

Ширина области, где развивается крутящий момент.

Зависимости

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

# Начальный относительный поворот — 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

# Вектор относительного поворота — вектор значений относительных вращений
deg | rad | rev | mrad

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Задано таблично.

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

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

Details

Вектор значений крутящих моментов, элементы которого соответствуют вектору относительных вращений Вектор относительного поворота.

Зависимости

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

# Метод интерполяции — метод интерполяции
Линейная | Сглаженная

Details

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

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

Зависимости

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

Геометрические характеристики

# Расположение фиксаторов — метод задания расстояния между фиксаторами
Равномерно распределённые | По вектору углов

Details

Метод задания расстояния между фиксаторами:

Равномерно распределённые – расстояния между фиксаторами одинаковые.
По вектору углов — 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

# Количество фиксаторов — 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 Расположение фиксаторов значение Равномерно распределённые.

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

# Вектор центров фиксаторов — 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 Ширина паза.

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

# Коэффициент вязкого трения — 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

# Отношение трения к пиковому моменту — 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

# Порог скорости трения — 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