Вращательная пружина с демпфированием

Вращающееся пружинно-демпферное соединение с кулоновским трением, блокировкой и жесткими упорами.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Rotational.SpringDamper

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Torsional Spring-Damper

Описание

Блок Вращательная пружина с демпфированием представляет собой вращательные пружину и демпфер, которые создают комбинацию внутренних крутящих моментов между двумя соединенными осями приводного вала, штоком и корпусом. Блок определяет крутящий момент, используя следующие характеристики:

Линейная демпфирующая пружина.
Кулоновское трение (включая блокирующее статическое трение).
Податливость при жестком упоре.

Этот блок представляет собой составной компонент, состоящий из следующих блоков:

Блок	Вклад	Библиотека
Трение при контактном нагружении	Кулоновское трение	Физическое моделирование/1D Механика/Тормоза и фиксаторы/Вращательные
Вращательный демпфер	Демпфирование	Физическое моделирование/Фундаментальные/Механика/Вращательная/Элементы
Вращательная пружина	Пружина
Вращательные упоры	Жесткий упор

Блок

Вклад

Библиотека

Трение при контактном нагружении

Кулоновское трение

Физическое моделирование/1D Механика/Тормоза и фиксаторы/Вращательные

Вращательный демпфер

Демпфирование

Физическое моделирование/Фундаментальные/Механика/Вращательная/Элементы

Вращательная пружина

Пружина

Вращательные упоры

Жесткий упор

Допущения и ограничения

Учет жесткого упора и кулоновского трения повышает точность модели, но снижает скорость моделирования.

Порты

Ненаправленные

# R — порт базовой поверхности
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, связанный со штоком.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — порт ведомой (подвижной) поверхности
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, связанный с валом, который перемещается между упорами, установленными на корпусе.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

Характеристики

Details

Жесткость вращательной пружины, действующая на соединенные приводные валы.

Единицы измерения	`Nm/rad` \| `mNm/rad` \| `kNm/rad` \| `kgfm/rad` \| `lbfft/rad` \| `Nm/deg` \| `mNm/deg` \| `kNm/deg` \| `kgfm/deg` \| `lbfft/deg` \| `Ws/rad` \| `HP_DIN/rpm` \| `HP_DINs/rad`
Значение по умолчанию	`1000.0 N*m/rad`
Имя для программного использования	`k`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент вязкого трения — коэффициент вязкого трения вращения
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициент трения вращения, действующего на соединенные приводные валы.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`10.0 N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Момент трения скольжения — кинетический момент трения
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

Постоянный кинетический момент трения, действующий на соединенные приводные валы. Этот постоянный момент препятствует вращению с любой скоростью.

Единицы измерения	`Nm` \| `uNm` \| `mNm` \| `kNm` \| `MNm` \| `GNm` \| `kgfm` \| `lbfin` \| `lbf*ft`
Значение по умолчанию	`0.0 N*m`
Имя для программного использования	`T_coulomb`
Вычисляемый	Да

# Соотношение трения покоя и трения скольжения — отношение статического и кинетического трения

Details

Постоянное значение отношения статического момента кулоновского трения к кинетическому моменту кулоновского трения, действующее на соединенные приводные валы. Значение должно быть больше или равно единице.

Значение по умолчанию	`1.1`
Имя для программного использования	`static_to_kinetic_friction_torque_ratio`
Вычисляемый	Да

Details

Минимальная относительная угловая скорость, ниже которой два соединенных приводных вала могут заблокироваться и вращаться вместе.

Единицы измерения	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
Значение по умолчанию	`0.001 rad/s`
Имя для программного использования	`w_slip_threshold`
Вычисляемый	Да

Ограничитель вращения

# Модель упора — моделирование жесткого упора

Details

Включите или исключите крутящий момент при жесткой остановке:

Снимите этот флажок, чтобы повысить скорость моделирования за счет исключения крутящего момента при жесткой остановке.
Установите этот флажок, чтобы повысить точность моделирования за счет включения крутящего момента при жесткой остановке.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_hardstop`
Вычисляемый	Нет

# Верхнее ограничение — положение верхней границы жесткого упора
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Угловое смещение верхней границы жесткого упора от опорного угла отсчета крутящего момента. Значение должно быть больше значения параметра Нижнее ограничение.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`10.0 deg`
Имя для программного использования	`upper_bound`
Вычисляемый	Да

# Нижнее ограничение — положение нижней границы жесткого упора
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Угловое смещение нижней границы жесткого упора от опорного угла отсчета силы упругости в пружине. Значение должно быть меньше значения параметра Верхнее ограничение.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`-10.0 deg`
Имя для программного использования	`lower_bound`
Вычисляемый	Да

# Модель упора — выбор модели жесткой остановки
Плавное нарастание жесткости и демпфирования в переходной области, с демпфированием при отскоке | Максимальная жесткость и демпфирование при контакте, без демпфирования при отскоке | Максимальная жесткость и демпфирование при контакте, с демпфированием при отскоке | На основе коэффициента восстановления

Details

Параметры жесткости и отскока для модели жесткого ограничителя. В составной реализации блока используется Вращательные упоры. Вы можете выбрать один из следующих вариантов:

Плавное нарастание жесткости и демпфирования в переходной области, с демпфированием при отскоке;
Максимальная жесткость и демпфирование при контакте, без демпфирования при отскоке;
Максимальная жесткость и демпфирование при контакте, с демпфированием при отскоке;
На основе коэффициента восстановления.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора.

Значения	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound` \| `Based on coefficient of restitution`
Значение по умолчанию	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound`
Имя для программного использования	`hard_stop_model`
Вычисляемый	Нет

Details

Коэффициент упругости жесткого упора. Это значение применимо только в том случае, если относительный угол входит в область упора.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора.

Единицы измерения	`Nm/rad` \| `mNm/rad` \| `kNm/rad` \| `kgfm/rad` \| `lbfft/rad` \| `Nm/deg` \| `mNm/deg` \| `kNm/deg` \| `kgfm/deg` \| `lbfft/deg` \| `Ws/rad` \| `HP_DIN/rpm` \| `HP_DINs/rad`
Значение по умолчанию	`1.0e6 N*m/rad`
Имя для программного использования	`k_hard_stop`
Вычисляемый	Да

# Демпфирование упора — коэффициент демпфирования жесткого упора
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициент демпфирования жесткого упора. Это значение применимо только в том случае, если относительный угол входит в область упора. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`10.0 N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`C_hard_stop`
Вычисляемый	Да

# Переходная область — область частичного эффекта жесткой остановки
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Расстояние от полного сжатия или полного растяжения, где частично применяются эффекты жесткости и демпфирования. Если для параметра Модель упора выбрано значение Плавное нарастание жесткости и демпфирования в переходной области, с демпфированием при отскоке, то блок плавно переходит от жесткости и демпфирования по мере приближения пружины к полному растяжению или полному сжатию.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора, а для параметра Модель упора установите значение Плавное нарастание жесткости и демпфирования в переходной области, с демпфированием при отскоке.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`0.001 rad`
Имя для программного использования	`transition_region`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент восстановления — соотношение конечной и начальной относительной скорости между валом и ограничителем после столкновения

Details

Отношение конечной и начальной относительной скорости между валом и ограничителем после отскока вала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Модель упора, а для параметра Модель упора установите значение На основе коэффициента восстановления.

Значение по умолчанию	`0.7`
Имя для программного использования	`restitution_coefficient`
Вычисляемый	Да

Details

Пороговое значение относительной скорости между валом и ограничителем до столкновения. Если вал ударяется о корпус со скоростью, меньшей, чем значение этого параметра, они остаются в контакте. В противном случае вал отскакивает. Чтобы избежать моделирования статического контакта между валом и корпусом, установите для этого параметра значение 0.

Зависимости

Единицы измерения	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
Значение по умолчанию	`0.1 rad/s`
Имя для программного использования	`w_static_contact_threshold`
Вычисляемый	Да

# Пороговый крутящий момент размыкания контакта — пороговое значение крутящего момента, необходимого для перехода из контактного состояния в свободное
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

Минимальное значение крутящего момента, необходимого для вывода вала из состояния статического контакта.

Зависимости

Единицы измерения	`Nm` \| `uNm` \| `mNm` \| `kNm` \| `MNm` \| `GNm` \| `kgfm` \| `lbfin` \| `lbf*ft`
Значение по умолчанию	`0.001 N*m`
Имя для программного использования	`T_static_contact_release_threshold`
Вычисляемый	Да

Начальные условия

# Начальная деформация — значение начальной деформации
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Начальная деформация вращательной пружины относительно опорного угла отсчета крутящего крутящего момента.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`0.0 deg`
Имя для программного использования	`delta_phi_start`
Вычисляемый	Да