Трение в контакте между движущимися телами
Механические поступательные элементы
Блок поступательного трения представляет собой трение в контакте между движущимися телами. Сила трения моделируется как функция относительной скорости и считается суммой компонентов Стрибека, Кулона и вязких компонентов, как показано на следующем рисунке.
Трение Стрибека, FS, - это отрицательно наклоненные характеристики, происходящие при низких скоростях (см. [1]). Кулоновское трение, FC, приводит к постоянной силе при любой скорости. Вязкое трение, FV, противодействует движению с силой, прямо пропорциональной относительной скорости. Сумму трений Кулона и Стрибека в окрестности нулевой скорости часто называют трением отрыва, Fbrk. Трение аппроксимируется следующими уравнениями:
(vvCoul) + fv
vbrk2
vbrk/10
− vC
где
| F | Сила трения |
| ФК | Кулонское трение |
| Fbrk | Трение отрыва |
| vbrk | Скорость трения отрыва |
| VST | Порог скорости Стрибека |
| vCoul | Порог кулоновской скорости |
| vR, vC | Абсолютные скорости выводов R и C соответственно |
| v | Относительная скорость |
| f | Коэффициент вязкого трения |
Экспоненциальная функция, используемая в части уравнения силы Стрибека, является непрерывной и затухает при значениях скорости, превышающих скорость трения отрыва.
Гиперболическая касательная функция, используемая в кулоновской части уравнения силы, гарантирует, что уравнение является гладким и непрерывным через v = 0, 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, чем скорость порта C, блок передает силу от R к C.
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием, используйте вкладку «Переменные» в диалоговом окне блока (или раздел «Переменные» в Инспекторе свойств блока). Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Сила трения отрыва, которая является суммой Кулона и статических трений. Оно должно быть больше или равно значению силы трения Кулона. Значение по умолчанию: 25 N.
Скорость, при которой трение Стрибека находится на пике. В этот момент сумма трения Стрибека и Кулона является силой трения отрыва. Значение по умолчанию: 0.1 м/с.
Сила трения Кулона, которая является трением, противостоящим движению с постоянной силой при любой скорости. Значение по умолчанию: 20 N.
Коэффициент пропорциональности между силой трения и относительной скоростью. Значение параметра должно быть больше или равно нулю. Значение по умолчанию: 100 Н/( м/с).
Блок имеет следующие порты:
RМеханический поступательный консервационный порт.
CМеханический поступательный консервационный порт.
[1] Б. Армстронг, C.C. de Wit, моделирование трения и компенсация, Руководство по управлению, CRC Press, 1995