Translational Friction
Трение при соприкосновении движущихся тел.
Описание
Блок Translational Friction представляет трение при контакте между движущимися телами. Сила 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 постоянной силе при любой скорости. Вязкое трение противодействует движению с силой, прямо пропорциональной относительной скорости. Сумма смешанного и сухого трения вблизи нулевой скорости часто называется трением отрыва . Трение аппроксимируется следующими уравнениями:
где:
-
— сила трения.
-
— сухое (кулоновское) трение.
-
— трение покоя.
-
— критическая скорость.
-
— порог скорости для трения Штрибека.
-
— порог кулоновской скорости.
-
и — абсолютные скорости портов R и C соответственно.
-
— относительная скорость.
-
— коэффициент вязкого трения.
Экспоненциальная функция, используемая в части уравнения силы Штрибека, является непрерывной и затухает при значениях скорости, превышающих критическую скорость.
Функция гиперболического тангенса, используемая в кулоновской части уравнения силы, гарантирует, что уравнение 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 — шток
поступательная механика
Механический поступательный порт, соответствующий штоку, то есть движущемуся телу.
C — корпус
поступательная механика
Механический поступательный порт, соответствующий корпусу, то есть неподвижному телу.
Параметры
Breakaway friction force, N — сила трения покоя
25.0 Н (по умолчанию)
Сила трения покоя. Она должно быть больше или равна значению параметра Coulomb friction force.
Breakaway friction velocity, m/s — критическая скорость для трения Штрибека
0.1 м/с (по умолчанию)
Скорость, при которой трение Штрибека достигает своего максимума. В этот момент сумма трения Штрибека и кулоновского равна значению параметра Breakaway friction force. Этот параметр задает порог скорости, который влияет на компромисс между точностью симуляции и скоростью.
Coulomb friction force, N — сила сухого трения
20.0 Н (по умолчанию)
Сила кулоновского трения, то есть трение, противодействующее движению с постоянной силой при любой скорости.
Viscous friction coefficient, N*s/m — коэффициент вязкого трения
100.0 Н*с/м (по умолчанию)
Коэффициент пропорциональности между силой трения и относительной скоростью. Значение параметра должно быть больше или равно нулю.
Initial value of velocity, m/s — начальное значение скорости
0.0 (по умолчанию)
Начальное значение скорости.
Initial value of force, N — начальное значение силы
0.0 (по умолчанию)
Начальное значение силы.