Трение в цилиндре (ТЖ)

Трение поршня в гидравлическом цилиндре в сети теплопроводной жидкости.

cylinder friction tl

Описание

Блок Cylinder Friction (TL) моделирует трение поршня в гидравлическом цилиндре в сети теплопроводной жидкости. Полное трение представляет собой комбинацию эффектов Штрибека, Кулона и вязкости. Кулоновская составляющая трения включает в себя действие начальной силы, созданной уплотнением, и влияние давления в цилиндре.

Блок рассчитывает силы Штрибека и вязкие силы, используя тот же подход, что и блок Поступательное трение

Силы трения Штрибека и вязкого трения

Сила трения Штрибека является доминирующим компонентом трения при низких скоростях. В этом блоке используется уравнение:

где

— значение параметра Breakaway to Coulomb friction force ratio, ;
— скорость перемещения поршня цилиндра, ;
— пороговая скорость статического крутящего момента:

где — значение параметра Breakaway friction velocity. Блок устанавливает диапазон перехода от 0 до пороговой скорости статического крутящего момента для обеспечения плавного моделирования силы трения;
— сухое (кулоновское) трение.

Сила вязкого трения зависит от значения параметра Viscous friction coefficient, , и пропорциональна скорости поршня:

Кулоновская сила трения

Кулоновская сила трения — это сила, направленная перпендикулярно поверхности трения. Движение поршня создает радиальное напряжение внутри неподвижного корпуса цилиндра, которое увеличивается по мере сжатия внутренней жидкости в цилиндре. Радиальное напряжение нормально к направлению движения поршня и приводит к возникновению силы кулоновского трения, которая противодействует движению поршня.

Кулоновская сила трения имеет вид:

где

— относительная скорость между портами R и C, ;
— пороговая скорость для кулоновской силы, .

Пороговая скорость для кулоновской силы — величина, не совпадающая с пороговой скоростью для статической силы, которую блок использует для расчета силы трения Штрибека, хотя они обе выступают в качестве пороговой области для обеспечения плавного моделирования кулоновской силы и силы Штрибека.

— силовой вклад от предварительного нагружения уплотнения и давления в цилиндре,

где

— значение параметра Preload force;
— значение параметра Coulomb friction force coefficient;
и — давления на портах цилиндра A и B соответственно. Эти значения являются избыточным давлением по отношению к давлению окружающей среды и определяются через атмосферное или другое давление, заданное пользователем, с помощью параметра Environment pressure specification.

Порты

Ненаправленные

# A — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости соответствует входу или выходу. Этот блок не имеет внутренней направленности.

Имя для программного использования

port_a

# C — механический порт
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий корпусу, то есть неподвижному телу.

Имя для программного использования

case_flange

# B — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости соответствует входу или выходу. Этот блок не имеет внутренней направленности.

Имя для программного использования

port_b

# R — механический порт
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий штоку, то есть движущемуся телу.

Имя для программного использования

rod_flange

Параметры

# Одинаковая жидкость с обеих сторон — опция моделирования одной и той же жидкости с обеих сторон блока

Details

Моделируется ли одна и та же жидкость с обеих сторон блока. Если у параметра установлен флажок, то свойства жидкости распространяются через блок. Если флажок снят, камеры блока подключены к изолированным сетям жидкостей с разными свойствами.

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`same_properties`

# Отношение предельной силы трения покоя к Кулоновской силе трения — отношение силы отрыва к силе кулоновского трения

Details

Отношение силы отрыва к силе кулоновского трения .

Значение по умолчанию	`1.2`
Имя для программного использования	`Coulomb_breakaway_ratio`

# Скорость при максимальном трении — порог движения против силы трения
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Пороговое значение для движения против силы трения.

Значения	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
Значение по умолчанию	`0.1 m/s`
Имя для программного использования	`v_breakaway`

# Сила предварительной нагрузки — начальное усилие в цилиндре, возникающее при сборке уплотнения
N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Details

Начальное усилие в цилиндре под действием узла уплотнения. Блок использует этот параметр для расчета силы кулоновского трения.

Значения	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
Значение по умолчанию	`20.0 N`
Имя для программного использования	`F_preload`

# Коэффициент трения — коэффициент силы кулоновского трения
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2 | N/Pa

Details

Коэффициент силы кулоновского трения. Блок использует этот параметр для расчета силы кулоновского трения.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2` \| `N/Pa`
Значение по умолчанию	`1e-6 N/Pa`
Имя для программного использования	`Coulomb_coefficient`

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

Details

Коэффициент вязкого трения. Этот параметр используется для расчета силы вязкого трения.

Значения	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
Значение по умолчанию	`100.0 N/(m/s)`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`

# Способ задания давления окружающей среды — метод задания давления окружающей среды
Атмосферное давление | Заданное давление

Details

Определяет метод задания давления окружающей среды для расчета кулоновского трения:

Atmospheric pressure — атмосферное давление.
Specified pressure — точное значение, указанное в параметре Environment pressure.

Значения	`Atmospheric pressure` \| `Specified pressure`
Значение по умолчанию	`Atmospheric pressure`
Имя для программного использования	`pressure_type`

# Давление окружающей среды — давление окружающей среды
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Определяемое пользователем значение давления для расчета кулоновского трения.

Зависимости

Доступно, если для параметра Environment pressure specification установлено значение Specified pressure.

Значения	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
Значение по умолчанию	`0.101325 MPa`
Имя для программного использования	`p_specified`