Стержень

Аксиально гибкий стержень или трос.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Translational.Rod

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Rod

Описание

Блок Стержень представляет собой аксиально гибкий стержень или трос, который растягивается или сжимается.

rod 1 ru

rod 2 ru

Модель

Для представления стержня или троса блок использует модель с сосредоточенными параметрами. Модель состоит из сосредоточенных масс, последовательно соединенных с помощью наборов параллельно соединенных пружинных и демпферных цепей. Пружина представляет упругость. Демпфер представляет демпфирование в материале.

rod 3

Модель с одним гибким элементом имеет собственную частоту, близкую к первой собственной частоте модели с распределенными параметрами. Для более точного анализа выберите 2, 4, 8 или более гибких элементов.

Эквивалентная физическая сеть содержит пружинных и демпферных цепей и блоков масс. Общая масса стержня равномерно распределена по блокам масс. Жесткость пружины в каждой пружинной и демпферной цепи равна жесткости материала стержня, умноженной на . rod

Уравнения

Определяющие уравнения для модели:

где

— демпфирование стержня;
— коэффициент демпфирования материала стержня;
— жесткость стержня;
— площадь поперечного сечения стержня;
— внешний диаметр стержня;
— внутренний диаметр стержня, где
- для сплошного стержня,
- для кольцевого, то есть полого, стержня;
— модуль Юнга, то есть модуль упругости материала стержня;
— длина стержня;
— масса стержня;
— плотность материала стержня.

Допущения и ограничения

При растяжении блок не прогибается (в случае стержня) и не провисает (в случае троса).
Стержень имеет постоянное поперечное сечение по всей длине.
Модель с распределенными параметрами аппроксимируется конечным числом гибких элементов .

Порты

Ненаправленные

# B — ведущий вал
поступательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с ведущим валом или входом стержня.

Имя для программного использования

base_flange

# F — ведомый вал
поступательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с ведомым валом или выходом стержня.

Имя для программного использования

follower_flange

Параметры

Rod

# Способ параметризации — метод параметризации
По показателям жесткости и инерции | По свойствам материала и геометрии

Details

Метод параметризации.

Значения	`By stiffness and inertia` \| `By material and geometry`
Значение по умолчанию	`By stiffness and inertia`
Имя для программного использования	`parameterization`
Вычисляемый	Да

# Жесткость — жесткость материала
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

Жесткость материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение По показателям жесткости и инерции.

Единицы измерения	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
Значение по умолчанию	`5.0e8 N/m`
Имя для программного использования	`k`
Вычисляемый	Да

# Масса — масса стержня
g | t | kg | mg | oz | lbm | slug

Details

Масса стержня.

Зависимости

Единицы измерения	`g` \| `t` \| `kg` \| `mg` \| `oz` \| `lbm` \| `slug`
Значение по умолчанию	`20.0 kg`
Имя для программного использования	`m`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент демпфирования — коэффициент демпфирования материала

Details

Коэффициент демпфирования материала.

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

# Количество упругих элементов —

Details

Количество гибких элементов для аппроксимации.

Большее количество гибких элементов повышает точность модели, но снижает производительность моделирования, то есть скорость моделирования. Одноэлементная модель ( ) демонстрирует собственную частоту, близкую к первой собственной частоте непрерывной модели с распределенными параметрами.

Если точность важнее производительности, выберите 2, 4, 8 или более гибких элементов. Например, четыре самые низкие собственные частоты представлены с точностью 0.1, 1.9, 1.6 и 5.3% соответственно в 16-элементной модели.

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

# Геометрические характеристики — поперечное сечение стержня
Круглого сечения | Кольцевого сечения

Details

Форма поперечного сечения стержня.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение По свойствам материала и геометрии.

Значения	`Solid` \| `Annular`
Значение по умолчанию	`Solid`
Имя для программного использования	`geometry`
Вычисляемый	Да

# Длина — длина стержня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Длина стержня.

Зависимости

Единицы измерения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`1.0 m`
Имя для программного использования	`rod_length`
Вычисляемый	Да

# Наружный диаметр — внешний диаметр стержня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Внешний диаметр стержня.

Зависимости

Единицы измерения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`0.075 m`
Имя для программного использования	`outer_diameter`
Вычисляемый	Да

# Плотность — плотность материала
g/cm^3 | kg/m^3 | lbm/gal

Details

Плотность материала.

Зависимости

Единицы измерения	`g/cm^3` \| `kg/m^3` \| `lbm/gal`
Значение по умолчанию	`7800.0 kg/m^3`
Имя для программного использования	`rho`
Вычисляемый	Да

# Модуль Юнга — модуль Юнга
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Модуль Юнга для материала стержня.

Зависимости

Единицы измерения	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
Значение по умолчанию	`2.0e11 Pa`
Имя для программного использования	`E`
Вычисляемый	Да

# Внутренний диаметр — внутренний диаметр стержня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Внутренний диаметр стержня. Если стержень сплошной, укажите значение 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение По свойствам материала и геометрии, а для параметра Геометрические характеристики значение Кольцевого сечения.

Единицы измерения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`0.05 m`
Имя для программного использования	`inner_diameter`
Вычисляемый	Да

Вязкостные потери

# Коэффициенты вязкого трения — коэффициенты вязкого трения
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Коэффициенты вязкого трения в портах B и F.

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

Начальные условия

# Начальная деформация — начальное отклонение
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Отклонение стержня в начале моделирования.

Положительное начальное отклонение приводит к положительному перемещению конца стержня с портом B относительно конца стержня с портом F.

Единицы измерения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`0.0 m`
Имя для программного использования	`delta_p_start`
Вычисляемый	Да

# Начальная скорость — начальная скорость
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Продольная скорость конца стержня с портом B относительно конца стержня с портом F в начале моделирования.

Единицы измерения	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
Значение по умолчанию	`0.0 m/s`
Имя для программного использования	`v_start`
Вычисляемый	Да