Tire (Friction Parameterized)

Страница в процессе разработки.

Модель шины с учетом трения, параметризованного в терминах статического и кинетического коэффициентов.

Тип: Engee1DMechanical.Vehicles.Tires.FrictionParameterized

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Tires & Vehicles/Tire (Friction Parameterized)

Описание

Блок Tire (Friction Parameterized) представляет собой шину с трением, параметризованным в терминах статического и кинетического коэффициентов. Коэффициент статического трения определяет крутящий момент, при котором шина теряет сцепление с дорогой и начинает проскальзывать. Кинетический коэффициент трения определяет величину крутящего момента, который шина передает дорожному покрытию после начала проскальзывания. Шина восстанавливает сцепление, когда ее относительная скорость над дорожным покрытием падает ниже заданного допустимого значения скорости сцепления.

Чтобы повысить точность модели шины, укажите такие свойства, как податливость шины, инерция и сопротивление качению. Обратите внимание, что эти свойства увеличивают сложность модели шины и могут замедлить симуляцию. Рассмотрите возможность игнорирования деформации и инерции шины при симуляции модели в реальном времени или при подготовке модели к полунатурному моделированию (hardware-in-the-loop, HIL).

Проскальзывание колеса

Если для параметра Slip output type установлено значение Relative, то блок выводит относительную скорость скольжения в виде безразмерного скаляра на порт S. Расчет относительной скорости скольжения зависит от того, включено ли моделирование податливости. Если не установлен флажок Compliance, то порт S выводит абсолютную скорость скольжения колеса в форме вращения:

где

— продольная скорость ступицы колеса в порту H;
— радиус качения;
— угловая скорость оси колеса в порту A.

Если установлен флажок Compliance , то порт S выводит абсолютную скорость скольжения точки контакта в форме вращения:

где — скорость изменения продольной деформации во времени, а эквивалентно скорости вращения пружины и демпфера в зарегистрированных результатах моделирования.

Если для параметра Slip output type установлено значение Absolute, то блок использует модель трения блока Фрикционная муфта базовая.

Порты

Вход

# N — нормальная сила, Н
скаляр

Details

Входной порт, связанный с нормальной силой, действующей на шину, в Н. Нормальная сила положительна, если она действует на шину в направлении вниз, прижимая ее к дорожному покрытию.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# M — вектор коэффициентов трения
вектор

Details

Входной порт, связанный с безразмерными коэффициентами статического и кинетического трения и , соответственно. Предоставьте коэффициенты трения в виде двухэлементного вектора, заданного в виде [ ].

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Friction model значение Physical signal friction coefficients.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Ненаправленные

# A — ось
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, связанный с осью.

Имя для программного использования

axle_flange

# H — ступица
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, связанный со ступицей колеса.

Имя для программного использования

hub_flange

Выход

# S — скорость скольжения
скаляр

Details

В зависимости от значения параметра Slip output type выводит либо безразмерное значение относительной скорости скольжения (Relative), либо абсолютное значение скорости скольжения в рад/с (Absolute).

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Main

# Rolling radius — радиус шины без нагрузки
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Расстояние между дорожным покрытием и центром шины.

Единицы измерения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`0.3 m`
Имя для программного использования	`tire_radius`
Вычисляемый	Да

# Slip output type — опция выбора абсолютного или относительного значения скольжения
Relative | Absolute

Details

Использует ли блок относительную или абсолютную параметризацию трения скольжения.

Значения	`Relative` \| `Absolute`
Значение по умолчанию	`Relative`
Имя для программного использования	`slip_friction_parameterization`
Вычисляемый	Да

# Friction model — модель трения
Fixed kinetic friction coefficient | Table lookup kinetic friction coefficient | Physical signal friction coefficients

Details

Модель трения, которую блок использует во время симуляции:

Fixed kinetic friction coefficient — блок использует постоянные статический и кинетический коэффициент трения, которые задаются в параметрах Static friction coefficient и Kinetic friction coefficient.
Table lookup kinetic friction coefficient — трение может быть задано с помощью интерполяционной таблицы. Блок рассматривает статический коэффициент как константу, а кинетический коэффициент — как константу или функцию от проскальзывания шины. Используйте эту настройку для моделирования динамики шин в условиях постоянного дорожного покрытия.
Physical signal friction coefficients — блок использует порт M для получения коэффициентов трения [ ]. Используйте эту настройку для моделирования динамики шины в условиях переменного дорожного покрытия.

Значения	`Fixed kinetic friction coefficient` \| `Table lookup kinetic friction coefficient` \| `Physical signal friction coefficients`
Значение по умолчанию	`Fixed kinetic friction coefficient`
Имя для программного использования	`friction_model`
Вычисляемый	Да

# Static friction coefficient — коэффициент статического трения

Details

Отношение допустимой продольной силы к допустимой нормальной силе до того, как шина начнет проскальзывать, . Значение этого параметра должно быть больше Kinetic friction coefficient или больше наибольшего значения в параметре Kinetic friction coefficient vector.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Fixed kinetic friction coefficient или Table lookup kinetic friction coefficient.

Значение по умолчанию	`0.9`
Имя для программного использования	`static_friction_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Kinetic friction coefficient — коэффициент кинетического трения

Details

Отношение продольной силы, передаваемой на дорогу, к допустимой нормальной силе при проскальзывании, . Коэффициент должен быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Fixed kinetic friction coefficient.

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

# Tire slip vector — скольжение шины
rpm | deg/s | rad/s

Details

Значения скольжения шины. Элементы этого вектора соответствуют элементам вектора Kinetic friction coefficient vector. Если параметр Tire slip vector содержит только неотрицательные значения, то блок предполагает, что функция зависимости скольжения от трения симметрична относительно оси скольжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Table lookup kinetic friction coefficient.

Единицы измерения	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
Значение по умолчанию	`[0.0, 0.02, 0.06, 0.15, 0.6, 1.0] rad/s`
Имя для программного использования	`slip_vector`
Вычисляемый	Да

# Kinetic friction coefficient vector — коэффициенты кинетического трения

Details

Коэффициенты кинетического трения для заданных значений скольжения шины. Элементы этого вектора соответствуют элементам вектора Tire slip vector. Вектора должны быть одинакового размера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Table lookup kinetic friction coefficient.

Значение по умолчанию	`[0.89, 0.88, 0.8, 0.75, 0.7, 0.7]`
Имя для программного использования	`kinetic_friction_coefficient_vector`
Вычисляемый	Да

# Interpolation method — метод интерполяции
Linear | Smooth

Details

Метод интерполяции для обработки зависимости скольжения шины от кинетического трения. Для приоритета производительности выберите Linear. Чтобы получить непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка, выберите Smooth.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Table lookup kinetic friction coefficient.

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

# Extrapolation method — метод экстраполяции
Linear | Nearest | Error

Details

Метод экстраполяции для обработки зависимости скольжения шины от кинетического трения:

Linear — выберите эту опцию, чтобы получить кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest — выберите эту опцию, чтобы получить экстраполяцию, которая не поднимается выше самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Error — выберите эту опцию, чтобы не переходить в режим экстраполяции, и 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 Friction model значение Table lookup kinetic friction coefficient.

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

Dynamics

# Compliance — учет податливости шины

Details

Нужно ли включать учет податливости шины:

если флажок Compliance не установлен, то блок пренебрегает динамической деформацией.
если флажок Compliance установлен, то блок рассматривает шину как пружинно-демпферную систему под нагрузкой.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_compliance`
Вычисляемый	Да

# Inertia — модель инерции

Details

Установите этот флажок, чтобы учитывать инерцию шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Compliance.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_inertia`
Вычисляемый	Да

# Longitudinal stiffness — продольная жесткость
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

Продольная жесткость шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Compliance.

Единицы измерения	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
Значение по умолчанию	`1000000.0 N/m`
Имя для программного использования	`k_longitudinal`
Вычисляемый	Да

# Longitudinal damping — Продольное демпфирование
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Продольное демпфирование шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Compliance.

Единицы измерения	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
Значение по умолчанию	`1000.0 N/(m/s)`
Имя для программного использования	`C_longitudinal`
Вычисляемый	Да

Details

Момент инерции колеса и шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Inertia.

Единицы измерения	`gcm^2` \| `kgm^2` \| `lbmft^2` \| `lbmin^2` \| `slugft^2` \| `slugin^2`
Значение по умолчанию	`1.0 kg*m^2`
Имя для программного использования	`I_tire`
Вычисляемый	Да

# Initial velocity — начальная скорость вращения
rpm | deg/s | rad/s

Details

Начальная угловая скорость шины .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Inertia.

Единицы измерения	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
Значение по умолчанию	`0.0 rad/s`
Имя для программного использования	`w_start`
Вычисляемый	Да

Rolling Resistance

# Rolling resistance — учитывать сопротивление качению

Details

Установите этот флажок, чтобы учитывать сопротивление качению.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_resistance`
Вычисляемый	Да

# Resistance model — модель сопротивления качению
Constant coefficient | Pressure and velocity dependent (SAE J2452)

Details

Модель для расчета сопротивления качению:

Constant coefficient — сопротивление качению учитывается с помощью постоянного коэффициента.
Pressure and velocity dependent (SAE J2452) — сопротивление качению определяется в соответствии с SAE J2452.

Значения	`Constant coefficient` \| `Pressure and velocity dependent (SAE J2452)`
Значение по умолчанию	`Constant coefficient`
Имя для программного использования	`rolling_resistance_parameterization`
Вычисляемый	Да

# Constant coefficient — константа пропорциональности

Details

Коэффициент, устанавливающий пропорциональность между нормальной силой и силой сопротивления качению. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Rolling resistance, а для параметра Resistance model установите значение Constant coefficient.

Значение по умолчанию	`0.015`
Имя для программного использования	`const_rolling_resistance_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Velocity threshold — пороговая скорость для сопротивления качению
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Скорость, при которой полная сила сопротивления качению передается на ступицу колеса. Этот параметр гарантирует, что сила остается непрерывной при изменении направления скорости, что повышает численную стабильность моделирования. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Rolling resistance.

Единицы измерения	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
Значение по умолчанию	`0.001 m/s`
Имя для программного использования	`v_threshold`
Вычисляемый	Да

# Tire pressure — давление в шинах
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Давление накачки шины. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Rolling resistance, а для параметра Resistance model установите значение Pressure and velocity dependent (SAE J2452).

Единицы измерения	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
Значение по умолчанию	`250000.0 Pa`
Имя для программного использования	`p_tire`
Вычисляемый	Да

# Alpha — экспонента в уравнении для давления в шинах

Details

Экспонента в уравнении для давления в шинах.

Зависимости

Значение по умолчанию	`-0.003`
Имя для программного использования	`alpha`
Вычисляемый	Да

# Beta — экспонента в уравнении для нормальной силы

Details

Экспонента в уравнении для нормальной силы.

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.97`
Имя для программного использования	`beta`
Вычисляемый	Да

# Coefficient A — компонент силы, не зависящий от скорости, A

Details

Компонент силы, не зависящий от скорости, в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.0084`
Имя для программного использования	`coefficient_a`
Вычисляемый	Да

# Coefficient B — компонент силы, зависящий от скорости, B
s/m | s/ft

Details

Компонент силы, зависящий от скорости, в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Единицы измерения	`s/m` \| `s/ft`
Значение по умолчанию	`0.00062 s/m`
Имя для программного использования	`coefficient_b`
Вычисляемый	Да

# Coefficient C — компонент силы, зависящий от скорости C
(s/m)^2 | (s/ft)^2

Details

Компонент силы, который зависит от квадрата члена скорости в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.

Зависимости

Единицы измерения	`(s/m)^2` \| `(s/ft)^2`
Значение по умолчанию	`0.00016 (s/m)^2`
Имя для программного использования	`coefficient_c`
Вычисляемый	Да

Advanced

# Traction velocity tolerance — допустимое значение скорости восстановления сцепления
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Величина относительной скорости между шиной и землей, при которой шина восстанавливает сцепление с поверхностью. Если это значение слишком мало, то сцепление отсутствует. Если это значение слишком велико, скорость шины внезапно меняется, когда она набирает сцепление с дорогой, что может привести к нестабильной симуляции. Параметр должен быть больше нуля.

Единицы измерения	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
Значение по умолчанию	`0.01 m/s`
Имя для программного использования	`v_traction_threshold`
Вычисляемый	Да

# Engagement threshold force — пороговая сила сцепления
N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Details

Пороговая сила, при которой блок прикладывает нормальную силу к шине. Если это значение слишком мало, то шина быстро набирает и теряет сцепление с дорогой. Если это значение слишком велико, то блок создает нереалистично низкие статические и динамические силы трения. Параметр должен быть больше нуля.

Единицы измерения	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
Значение по умолчанию	`10.0 N`
Имя для программного использования	`F_vertical_threshold`
Вычисляемый	Да

# Initial traction state — начальное состояние сцепления
Tire is initially slipping | Tire is initially in traction

Details

Выберите, в каком состоянии будет находиться шина в начале симуляции:

Tire is initially in traction — в сцеплении;
Tire is initially slipping — в скольжении.

Значения	`Tire is initially slipping` \| `Tire is initially in traction`
Значение по умолчанию	`Tire is initially slipping`
Имя для программного использования	`initial_traction_state`
Вычисляемый	Да