Шина c параметризуемым трением

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 Шина c параметризуемым трением 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 Тип вывода проскальзывания установлено значение Относительное, 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 Параметры податливости, 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 Параметры податливости , 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 Тип вывода проскальзывания установлено значение Абсолютное, 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 Модель трения значение Управляемые коэффициенты трения.

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 Тип вывода проскальзывания выводит либо безразмерное значение относительной скорости скольжения (Относительное), либо абсолютное значение скорости скольжения в рад/с (Абсолютное).

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные параметры

# Радиус качения — 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

# Тип вывода проскальзывания — опция выбора абсолютного или относительного значения скольжения
Относительное | Абсолютное

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

# Модель трения — модель трения
Постоянный коэффициент трения скольжения | Коэффициент трения скольжения, заданный таблично | Управляемые коэффициенты трения

Details

Модель трения, которую блок использует во время симуляции:

Постоянный коэффициент трения скольжения — блок использует постоянные статический и кинетический коэффициент трения, которые задаются в параметрах Коэффициент трения покоя и Коэффициент трения скольжения.
Коэффициент трения скольжения, заданный таблично — 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.
Управляемые коэффициенты трения — 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

# Коэффициент трения покоя — коэффициент статического трения

Details

Отношение допустимой продольной силы к допустимой нормальной силе до того, как шина начнет проскальзывать, . Значение этого параметра должно быть больше Коэффициент трения скольжения или больше наибольшего значения в параметре Вектор коэффициентов трения скольжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель трения значение Постоянный коэффициент трения скольжения или Коэффициент трения скольжения, заданный таблично.

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

# Коэффициент трения скольжения — 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 Модель трения значение Постоянный коэффициент трения скольжения.

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

# Вектор проскальзывания шины — скольжение шины
rpm | deg/s | rad/s

Details

Значения скольжения шины. Элементы этого вектора соответствуют элементам вектора Вектор коэффициентов трения скольжения. Если параметр Вектор проскальзывания шины 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 Модель трения значение Коэффициент трения скольжения, заданный таблично.

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

# Вектор коэффициентов трения скольжения — коэффициенты кинетического трения

Details

Коэффициенты кинетического трения для заданных значений скольжения шины. Элементы этого вектора соответствуют элементам вектора Вектор проскальзывания шины. Вектора должны быть одинакового размера.

Зависимости

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

# Метод интерполяции — метод интерполяции
Линейная | Сглаженная

Details

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

Зависимости

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

# Метод экстраполяции — метод экстраполяции
Линейная | К ближайшему | Ошибка

Details

Метод экстраполяции для обработки зависимости скольжения шины от кинетического трения:

Линейная — выберите эту опцию, чтобы получить кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
К ближайшему — выберите эту опцию, чтобы получить экстраполяцию, которая не поднимается выше самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Ошибка — 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

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

Динамические характеристики

# Параметры податливости — учет податливости шины

Details

Нужно ли включать учет податливости шины:

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

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

# Инерция — модель инерции

Details

Установите этот флажок, чтобы учитывать инерцию шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Параметры податливости.

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

# Продольная жесткость — продольная жесткость
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

Продольная жесткость шины.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Параметры податливости.

Единицы измерения	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
Значение по умолчанию	`1.0e6 N/m`
Имя для программного использования	`k_longitudinal`
Вычисляемый	Да

# Продольное демпфирование — 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 Параметры податливости.

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 Инерция.

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

# Начальная скорость — начальная скорость вращения
rpm | deg/s | rad/s

Details

Начальная угловая скорость шины .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Инерция.

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

Параметры сопротивление качению

# Сопротивление качению — учитывать сопротивление качению

Details

Установите этот флажок, чтобы учитывать сопротивление качению.

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

# Модель сопротивления качению — модель сопротивления качению
Постоянный коэффициент трения | Зависимость от давления и скорости SAE J2452

Details

Модель для расчета сопротивления качению:

Постоянный коэффициент трения — сопротивление качению учитывается с помощью постоянного коэффициента.
Зависимость от давления и скорости 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

# Коэффициент сопротивления качению — 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 Сопротивление качению, а для параметра Модель сопротивления качению установите значение Constant coefficient.

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

# Критическая скорость — 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 Сопротивление качению.

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

# Давление в шине — 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 Сопротивление качению, а для параметра Модель сопротивления качению установите значение Зависимость от давления и скорости 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

# Коэффициент α — 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

# Коэффициент β — 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

# Коэффициент 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

# Коэффициент 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

# Коэффициент 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

Параметры проскальзывания

# Критическая скорость скольжения — 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

# Критическая вертикальная нагрузка — 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

# Начальное состояние шины — начальное состояние сцепления
Шина проскальзывает | Шина не проскальзывает

Details

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

Шина не проскальзывает — в сцеплении;
Шина проскальзывает — 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