Rotational Friction
Трение при контакте между вращающимися телами.
Описание
Блок Rotational Friction представляет трение при контакте между вращающимися телами. Момент трения моделируется как функция относительной скорости и вычисляется как сумма компонентов жидкого, вязкого и смешанного трения, как показано на следующем рисунке.
Смешанное трение, или трение Штрибека, , представляет характеристику с отрицательным наклоном, имеющую место при низких скоростях. Сухое, или кулоновское трение , приводит к постоянному крутящему моменту при любой скорости. Вязкое трение противодействует движению с крутящим моментом, прямо пропорциональным относительной скорости. Сумма смешанного и сухого трения вблизи нулевой скорости часто называется трением покоя . Трение аппроксимируется следующими уравнениями:
где:
-
— момент трения.
-
— момент сухого (кулоновского) трения.
-
— момент трения покоя.
-
— критическая скорость.
-
— порог скорости для трения Штрибека.
-
— порог кулоновской скорости.
-
и — абсолютные угловые скорости портов R и C соответственно.
-
— относительная угловая скорость.
-
— коэффициент вязкого трения.
Экспоненциальная функция, используемая в части уравнения силы трения Штрибека, является непрерывной и затухает при значениях скорости, превышающих критическую угловую скорость.
Функция гиперболического тангенса, используемая в кулоновской части уравнения, гарантирует, что итоговая функция является гладкой и непрерывной при переходе через , но быстро достигает своего полного значения при ненулевых скоростях.
Положительное направление блока — от порта R к порту C. Это означает, что если скорость порта R больше скорости порта C, блок передает силу от R к C.
Порты
R — механический вращательный порт
вращательная механика
Механический вращательный порт, соответствует движущемуся телу.
C — механический вращательный порт
вращательная механика
Механический вращательный порт, соответствует неподвижному телу.
Параметры
Breakaway friction torque, N*m — момент трения покоя
25.0 Н*м (по умолчанию)
Момент трения покоя. Должен быть больше или равно значению параметра Coulomb friction force.
Breakaway friction velocity, rad/s — критическая угловая скорость для трения Штрибека
0.1 рад/с (по умолчанию)
Угловая скорость, при которой трение Штрибека достигает своего максимума. В этот момент сумма трения Штрибека и кулоновского равна значению параметра Breakaway friction torque. Этот параметр задает порог скорости, который влияет на компромисс между точностью симуляции и скоростью.
Coulomb friction torque, N*m — момент сухого трения
20.0 Н*м (по умолчанию)
Момент кулоновского трения, то есть трение, противодействующее вращению с постоянным крутящим моментом при любой скорости.
Viscous friction coefficient, N*m/(rad/s) — коэффициент вязкого трения
0.001 Н*м/(рад/с) (по умолчанию)
Коэффициент пропорциональности между моментом трения и относительной угловой скоростью. Значение параметра должно быть больше или равно нулю.
Initial value of rotational velocity, rad/s — начальное значение угловой скорости
0.0 (по умолчанию)
Начальное значение угловой скорости.
Initial value of torque, N*m — начальное значение крутящего момента
0.0 (по умолчанию)
Начальное значение крутящего момента.