Загруженный контакт вращательное трение

Трение загруженного контакта между двумя вращающимися поверхностями

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Brakes & Detents / Вращательный

Описание

Блок Loaded-Contact Rotational Friction моделирует трение между двумя вращающимися поверхностями, загруженными с нормальной силой.

Блок реализован как структурное компонентно-ориентированное на блоке Fundamental Friction Clutch. От заблокированного состояния две поверхности разблокировали, если сила трения превышает статическое трение, как задано статическим коэффициентом трения и текущей нормальной силы. Для получения дополнительной информации о том, как блокировка и разблокирование моделируются, смотрите страницу с описанием блока Fundamental Friction Clutch.

Крутящий момент трения передается для нормальных сил, более многочисленных, чем параметр Threshold force.

Загруженный контакт вращательная модель трения

Блок моделирует трение между двумя вращающимися поверхностями, загруженными с нормальной силой. Когда две вращающихся поверхности не заблокированы, крутящий момент трения определяется со следующими уравнениями:

_Франк τ = N · μ · _{эффективность} r · подпишитесь (ω) + τ _visc,

$r_{эффективность} = \frac{}{23} \cdot \frac{r_{}^{o3} - r_{}^{i3}}{r_{}^{o2} - r_{}^{i2}},$

τ _visc = μ _visc · ω,

где:

_Франк τ	Крутящий момент трения
N	Нормальная сила
μ	Коэффициент трения
_{Эффективность} r	Эффективный радиус
r _o	Поверхность вне радиуса
r _i	Поверхность в радиусе
ω	Относительная угловая скорость
τ _visc	Вязкий момент сопротивления
μ _visc	Вязкий коэффициент момента сопротивления

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры через дополнительный тепловой порт сохранения. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы представить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели и, из контекстного меню, выберите Simscape> Block choices. Выберите вариант, который включает тепловой порт. Задайте связанные тепловые параметры для компонента.

Ограничения

Модель не составляет инерцию. Добавьте условия инерции внешне в порты B и F как требуется.
Модель вычисляет крутящий момент, принимающий равномерное распределение нормальной силы.

Порты

B: Вращательные порты сохранения сопоставлены с ведущей поверхностью
F: Вращательные порты сохранения сопоставлены с управляемой поверхностью
N: Терминал физического сигнала, через который вы импортируете нормальную силу
H: Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы представить порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

Геометрия

Force action region

Выберите метод параметризации, чтобы смоделировать трение загруженного контакта. Методом по умолчанию является Define effective radius.

Define effective radius — Обеспечьте значение для трения эффективный радиус.
Effective torque radius
Эффективный радиус _{эффективность} r. Должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 130 mm.
Define annular region — Задайте трение эффективный радиус с точки зрения внутренних и внешних диаметров поверхности трения. Если вы выбираете эту опцию, панель изменяется от ее значения по умолчанию.
Define annular region
Friction surface outside diameter
Вне диаметра r _o поверхностей трения. Должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 150 mm.
Friction surface inside diameter
В диаметре r _i из поверхностей трения. Должно быть больше, чем нуль, но меньше, чем поверхность трения вне диаметра. Значением по умолчанию является 100 mm.

Трение

Friction model

Выберите метод параметризации, чтобы смоделировать кинетический коэффициент трения. Опции и значения по умолчанию для этого параметра зависят от варианта, который вы выбираете для блока. Опции:

Fixed kinetic friction coefficient — Обеспечьте фиксированное значение для кинетического коэффициента трения. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете вариант по умолчанию блока
- Метод по умолчанию для параметризации варианта по умолчанию блока
- Влияет на видимость других параметров
Fixed kinetic friction coefficient
Kinetic friction coefficient
Кинетический, или кулонов, коэффициент трения. Коэффициент должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.3.
Static friction coefficient
Статическое, или пиковое, значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше, чем кинетический коэффициент трения. Значением по умолчанию является 0.35.
Table lookup kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения одномерным поиском по таблице на основе относительной скорости между скользящими поверхностями. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете вариант по умолчанию блока
- Влияет на видимость других параметров
Table lookup kinetic friction coefficient
Kinetic friction coefficient relative velocity vector
Задайте входные значения для относительной скорости как вектор. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значением по умолчанию является [0.0, 100.0, 1000.0] rad/s.
Kinetic friction coefficient vector
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как вектор. Все значения должны быть положительными. Значением по умолчанию является [0.3, 0.22, 0.19].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Static friction coefficient
Статическое, или пиковое, значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше, чем кинетический коэффициент трения. Значением по умолчанию является 0.35.
Temperature-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете тепловой вариант блока
- Метод по умолчанию для параметризации теплового варианта блока
- Влияет на видимость других параметров
Temperature-dependent kinetic friction coefficient
Temperature vector
Задайте входные значения для температуры как вектор. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Значением по умолчанию является [280.0, 300.0, 320.0] K.
Kinetic friction coefficient vector
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Все значения должны быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является [0.3, 0.28, 0.25].
Static friction coefficient vector
Задайте статические, или пиковые, значения коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше, чем значение соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения. Значением по умолчанию является [0.4, 0.38, 0.36].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Temperature and speed-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры и относительной скорости между скользящими поверхностями. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете тепловой вариант блока
- Влияет на видимость других параметров
Temperature and speed-dependent kinetic friction coefficient
Temperature vector
Задайте входные значения для температуры как вектор. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Значением по умолчанию является [280.0, 300.0, 320.0] K.
Kinetic friction coefficient relative velocity vector
Задайте входные значения для относительной скорости как вектор. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значением по умолчанию является [0.0, 100.0, 1000.0] rad/s.
Kinetic friction coefficient matrix
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как матрица. Все значения должны быть больше, чем нуль. Размер матрицы должен равняться размеру матрицы, которая является результатом температурного вектора × кинетический содействующий вектор скорости родственника трения. Значением по умолчанию является [0.34, 0.32, 0.3; 0.3, 0.28, 0.25; 0.25, 0.2, 0.15].
Static friction coefficient vector
Задайте статические, или пиковые, значения коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше, чем значение соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения. Значением по умолчанию является [0.4, 0.38, 0.36].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Velocity tolerance

Относительная скорость, ниже которой две поверхности могут заблокировать. Поверхности блокируют, если сила через B и F переводные порты является меньше, чем пороговая сила. Значением по умолчанию является 0.001 m/s.

Threshold force

Нормальная сила применилась к порту N физического сигнала, применяется к контакту, только если сумма силы превышает значение параметра Threshold force. Силы ниже Threshold force не прикладываются, и нет, следовательно, никакой переданной фрикционной силы. Значением по умолчанию является 1 N.

Вязкие потери

Viscous drag torque coefficient: Вязкий коэффициент сопротивления, _μvisc, для вычисления момента сопротивления. Коэффициент зависит от типа операционной жидкости, жидкой температуры и максимального расстояния между поверхностями. Значением по умолчанию является 0 N*m/(rad/s).

Начальные условия

Initial state

Выбор начальное условие применился к Основному состоянию Муфты сцепления в блоке:

Порты Locked — Rotational B и F первоначально заблокированы вместе. Эта опция является значением по умолчанию.
Порты Unlocked — Rotational B и F первоначально скользят друг относительно друга.

Тепловой порт

Эти тепловые параметры видимы только, когда вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт.

Thermal mass: Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры. Значением по умолчанию является 50 kJ/K.
Initial temperature: Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура изменяет эффективность компонента согласно вектору эффективности, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери трения. Значением по умолчанию является 300 K.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Темы

Механизм, связывающий управление Используя муфты

Введенный в R2011a

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Сообщество Экспонента

Документация