Spatial Contact Force
Сила контакта между двумя объектами, где по крайней мере один 3-D
- Библиотека:
Simscape / Мультитело / Силы и Крутящие моменты
Описание
Используйте блок Spatial Contact Force для столкновения модели или непрерывного контакта между парой тел. Блок применяет нормальные и фрикционные силы контакта между связанной основой и телом последователя. У двух сил есть равная величина, но противоположные направления. Основное тело прикладывает одну силу к телу последователя в контактной точке. Тело последователя прикладывает другую силу к основному телу в контактной точке.
Каждое тело имеет систему координат контакта со своим источником, расположенным в контактной точке и своей осью z, выровненной с контактом нормальное направление. Когда поверхность является гладкой около контактной точки, нормальный контакт является исходящей поверхностью, нормальной в контактной точке. Когда поверхность не является гладкой, нормальный контакт вычисляется с помощью других средних значений, но это всегда указывает исходящий от тела около контактной точки. Во время непрерывного контакта система координат контакта перемещает тело, когда контактная точка перемещается.
Схема показывает систему координат контакта для основного тела. Силы контакта применяются к двум твердым телам в начале координат системы координат контакта в соответствии с Третьим Законом Ньютона:
Нормальная сила,
fn, который выравнивается с осью z системы координат контакта. Эта сила продвигает твердые тела независимо для того, чтобы уменьшать проникновение.Фрикционная сила,
ff, который находится в плоскости контакта. Эта сила выступает против относительных тангенциальных скоростей между этими двумя телами около области проникновения.
Блок Spatial Contact Force может смоделировать силу между любой комбинацией Brick Solid, Cylinder Solid, и блоками Sphere Solid.
Порты
Входной параметр
Вывод
Параметры
Нормальная сила
Stiffness — Сопротивление пружины контакта к геометрическому проникновению
1e6 N/m (значение по умолчанию)
Пружинная жесткость является постоянным значением, которое представляет силу контакта двух сталкивающихся твердых тел. Чем больше значение пружинной жесткости, тем тяжелее контакт между твердыми элементами тела.
Damping — Сопротивление демпфера контакта, чтобы двинуться, в то время как конфигурации проникают
0 N/(m/s) (значение по умолчанию)
Коэффициент затухания является постоянным значением, которое представляет потерянную энергию от сталкивающихся твердых тел. Чем больше значение коэффициента затухания, тем больше энергии потеряно, когда конфигурации сталкиваются и быстрее, колебания контакта ослаблены. Значение нуля может использоваться к совершенно упругим соударениям модели, которые сохраняют энергию.
Transition Region Width — Область, по которой сила пружинного демпфера повышает до своего полного значения
1e-4 m (значение по умолчанию)
Ширина области перехода, выраженная как глубина проникновения. Чем меньший область, тем более резкое начало контакта и меньшего такт требуется для решателя. Сокращение области перехода улучшает точность модели, в то время как расширение его улучшает скорость симуляции.
Фрикционная сила
Method — Фрикционный закон о силе
Smooth Sick-Slip (значение по умолчанию) | None
Фрикционная сила является силой, которая находится мимоходом в системе координат контакта и перпендикуляре к нормальной силе. Выбор Smooth Sick-Slip производит более реалистическую динамику контакта.
Smooth Sick-SlipКогда
Smooth Sick-Slipвыбран, фрикционная сила непрерывна относительно относительной тангенциальной скорости около области проникновения. Этот график показывает, как сила трения затронута:
μstatic является коэффициентом статического трения, μdynamic является коэффициентом динамического трения, и vcrit является критической скоростью.
NoneКогда
Noneвыбран, никакая фрикционная сила не прикладывается.
Coefficient of Static Friction — Отношение величины фрикционной силы к величине нормальной силы
0.25
Отношение величины фрикционной силы к величине нормальной силы, когда тангенциальная скорость близко к нулю.
Это значение определяется свойствами материала связывающихся твердых тел. Это всегда неотрицательно и часто меньше один, несмотря на то, что значения, больше, чем, каждый возможен для материалов высокого трения. В большинстве случаев это значение должно быть выше, чем Coefficient of Dynamic Friction.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Method на Smooth Sick-Slip.
Coefficient of Dynamic Friction — Отношение величины фрикционной силы к величине нормальной силы
0.1
Отношение величины фрикционной силы к величине нормальной силы, когда тангенциальная скорость является большой.
Это значение определяется свойствами материала связывающихся твердых тел. Это всегда неотрицательно и часто меньше один, несмотря на то, что значения, больше, чем, каждый возможен для материалов высокого трения. В большинстве случаев это значение должно быть ниже, чем Coefficient of Static Friction.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Method на Smooth Sick-Slip.
Critical Velocity — Скорость, которая определяет смешивание между статическими и динамическими коэффициентами трения
1e-2m/s (значение по умолчанию)
Когда критическая скорость равна величина тангенциальной скорости, эффективный коэффициент трения равен заданному Coefficient of Static Friction. Как величина тангенциальных скоростных увеличений вне этого значения, эффективный коэффициент трения асимптотически приближается к заданному Coefficient of Dynamic Friction.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Method на Smooth Sick-Slip.
Обнаружение
Separation Distance — Расстояние между двумя твердыми телами
cleared (значение по умолчанию) | проверяемый
Выберите, чтобы измерить разделительное расстояние между двумя твердыми телами. Если два твердых тела не проникают, это - неотрицательное значение, равное минимальному расстоянию между этими двумя конфигурациями. Если два твердых тела проникают, это - отрицательная величина, равная глубине проникновения.
Normal Force — Величина нормальной силы контакта между двумя связанными твердыми телами
cleared (значение по умолчанию) | проверяемый
Выберите, чтобы измерить величину нормальной силы контакта между двумя связанными твердыми телами.
Frictional Force Magnitude — Величина фрикционной силы контакта между двумя связанными твердыми телами
cleared (значение по умолчанию) | проверяемый
Выберите, чтобы измерить величину фрикционной силы контакта между двумя связанными твердыми телами.