Контакт колеса модели в автомобиле
В этом примере показано, как создать систему, которая моделирует колесо, катящееся по наклонной плоскости при помощи блока Spatial Contact Force.
Смоделируйте прокручивающееся колесо
Создать новую модель Simscape™ Multibody™, в командной строке MATLAB®, введите:
smnew % create new Simscape Multibody model
В модели добавьте:
1 блок Rigid Transform
1 блок 6-DOF Joint
1 блок Cylindrical Solid
1 блок Spatial Contact Force
Соедините блоки, чтобы напомнить эту модель.
Присвоение эти свойства с блоком пометило Wheel Location в вашей модели:
| Property | Значение |
|---|---|
| Rotation Method | Aligned Axes |
| Pair 1: Follower | +Z |
| Pair 1: Base | -Y |
| Pair 2: Follower | +X |
| Pair 2: Base | +X |
| Translation Method | None |
Присвоение эти свойства с блоком пометило Ramp Incline в вашей модели:
| Property | Значение |
|---|---|
| Rotation Method | Standard Axis |
| Axis | +Y |
| Angle | 5 deg |
| Translation Method | Cartesian |
| Offset | [30 0 -15] cm |
Используйте эту таблицу, чтобы присвоить свойства блоку Cylindrical Solid в вашей модели:
| Property | Значение |
|---|---|
| Geometry: Radius | 5 cm |
| Geometry: Length | 4 cm |
| Export: Entire Geometry | selected |
| Inertia: Type | Calculate from Geometry |
| Inertia: Based on | Density |
| Inertia: Density | 650 kg/m^3 |
| Graphic: Type | From Geometry |
| Graphic: Visual Properties | Simple |
| Graphic: Color | [0.6 0.0 0.0] |
| Graphic: Opacity | 1.0 |
| Frames: Show Port R | selected |
Присвойте эти свойства блоку Brick Solid в вашей модели:
| Property | Значение |
|---|---|
| Geometry: Dimensions | [90 20 5] cm |
| Export: Entire Geometry | selected |
| Inertia: Type | Calculate from Geometry |
| Inertia: Based on | Density |
| Inertia: Density | 1000 kg/m^3 |
| Graphic: Type | From Geometry |
| Graphic: Visual Properties | Simple |
| Graphic: Color | [0.4196 0.5569 0.1373] |
| Graphic: Opacity | 1.0 |
| Frames: Show Port R | selected |
На данном этапе оба из ваших твердых блоков должны иметь порты геометрии в наличии. Соедините порт геометрии блока Brick Solid к основному порту блока Spatial Contact Force. Соедините порт геометрии блока Cylindrical Solid к порту последователя блока Spatial Contact Force. Ваша модель должна теперь выглядеть так:
Присвойте эти свойства блоку Spatial Contact Force в вашей модели:
| Property | Значение |
|---|---|
| Normal Force: Stiffness | 1e6 N/m |
| Normal Force: Damping | 1e3 N/(m/s) |
| Normal Force: Transition Region Width | 1e-4 m |
| Frictional Force: Method | Smooth Stick-Slip |
| Frictional Force: Coefficient of Static Friction | 0.3 |
| Frictional Force: Coefficient of Dynamic Friction | 0.3 |
| Frictional Force: Critical Velocity | 0.01 m/s |
| Sensing: Separation Distance | unselected |
| Sensing: Normal Force | unselected |
| Sensing: Frictional Force Magnitude | unselected |
На вкладке Modeling выберите Model Settings> Model Settings, чтобы открыть Параметры конфигурации. В панели Решателя, под Solver details, обновляют следующее:
| Max step size: | 1e-3 |
| Absolute tolerance: | 1e-3 |
На вкладке Simulation нажмите Run. В окне MATLAB открывается панель Mechanics Explorer, и вы видите, что цилиндрическое колесо катится по поверхности.
Смоделируйте автомобиль бампера
Это принципалы простой модели колеса могут использоваться, чтобы разработать более сложные модели, которые включают силы контакта. Видеть более сложную модель, в командной строке MATLAB, введите:
sm_bumper_car % open Simscape Multibody bumper car model
Открытый Bumper Car Playset.
Модель сделана из двух структур: Автомобиль и Структура Пандуса. Блоки Spatial Contact Force, которые используются, чтобы смоделировать силы контакта между каждым колесом автомобиля и пандусами, помещены в корпус в Car to Ramp подсистемы.
Чтобы симулировать модель, во вкладке Simulation, нажимают Run. В Mechanics Explorer вы видите, что автомобиль бампера катится по нескольким пандусам.
