Flexible Shaft

Вал с кручением и изгибом податливости

  • Библиотека:
  • Simscape/Driveline/Муфты и приводы

  • Flexible Shaft block

Описание

Блок Flexible Shaft представляет приводной вал с кручением и изгибом податливости. Вал состоит из гибкого материала, который скручивается в ответ на приложенный крутящий момент и изгибается в ответ на статический дисбаланс массы. Скручивающее действие задерживает передачу степени между концами вала, изменяя динамическую характеристику системы привода.

Чтобы представлять гибкий для кручения вал, блок использует метод кусковой массы. Эта модель разделяет вал на различные элементы, которые соединяются между собой через параллельные системы демпфера пружины. Элементы обеспечивают инерцию вала, в то время как системы демпфера пружины обеспечивают податливость вала.

Блок предоставляет четыре метода параметризации, которые позволяют вам моделировать податливость либо в однородном, либо в аксиально неоднородном валу. Аксиально неоднородный вал является таким, для которого любой из этих атрибутов изменяется по длине вала:

  • Кручение жесткости

  • Инерция кручения

  • Жесткость при изгибе

  • Плотность

  • Модуль сдвига

  • Модуль Янга

  • Внешний диаметр

  • Внутренний диаметр

Дополнительный параметр позволяет вам смоделировать потери степени в подшипниках из-за вязкого трения на концах вала. Для получения дополнительной информации см. Torsion Модели.

Примечание

Вязкое трение на концах вала отличается от внутреннего демпфирования материала, что соответствует потерям, возникающим в самом материале вала.

Чтобы представлять гибкий вал с изгибом, блок использует или метод кусковой массы, или метод собственных моделей. В то время как метод кусковой массы проще сконфигурировать, метод собственных моделей имеет тенденцию моделировать быстрее.

Совет

Если скорость симуляции, является высоким приоритетом, сначала моделируйте с помощью метода сглаженной массы, корректируя параметры по мере необходимости, пока результаты не совпадут с вашими математическими моделями или экспериментальными данными. Далее моделируйте с помощью метода eigenmodes. Снова корректируйте параметры по мере необходимости до результатов математических моделей или экспериментальных данных. Для примера, который использует оба метода, см. Вал с кручением и поперечной гибкостью.

Для метода кусковой массы количество элементов гибочного вала совпадает с количеством элементов кручения вала. Модель делит вал на ряд таких элементов. Элементы обеспечивают инерцию вала, в то время как матрицы жесткости обеспечивают податливость вала. Метод eigenmodes вычисляет эффективные системы масса-пружина-демпфер, которые представляют режимы изгиба вала. Можно задать количество включаемых режимов и точность форм режимов. И методы кусковой массы, и методы собственных моделей позволяют вам моделировать:

  • Возбуждающие статические дисбалансы

  • Концентрически присоединенные твердые массы

  • До четырёх поддержек расположений вдоль вала

  • Линейное демпфирование, пропорциональное инерции вала

  • Линейное демпфирование, пропорциональное жесткости вала

Примечание

Метод собственных моделей принимает, что поддержка является легким по сравнению с жесткостью поддержки.

Статические дисбалансы, которые возбуждают изгиб, возникают, когда центр масс вала или прикрепленная жесткая масса не выровнена с основной осью вала. Можно варьировать местоположения, величины и смещения угла статических дисбалансов на валу.

Можно представлять концентрически прикрепленные твердые массы как диски или идеализированные точки массы. Концентрический диск добавляет диаметральные и полярные моменты инерции к валу и массе к степени свободы перемещения узлов вала. Модель принимает, что диск тонкий, поэтому вал все еще может сгибаться с любой стороны осевого положения вместе с диском. Полярный момент инерции связывает две плоскости изгиба. Концентрическая точка масса является идеализированной версией концентрического диска. Концентрическая масса точки добавляет массу к степеням свободы перемещения узлов вала, но не имеет вращательных моментов инерции. Можно варьировать местоположения и инерцию концентрических дисков или точечных масс, присоединенных к валу.

Можно смоделировать поддержки как идеальные или с помощью матриц жесткости и демпфирования. Для каждой поддержки можно варьировать:

  • Расположение - Любая точка вдоль длины вала.

  • Тип - Идеальный зажим, идеальный контакт, свободный, постоянная жесткость и демпфирование подшипника, или зависимая от скорости жесткость и демпфирование.

  • Число - Два, три, или четыре.

Для обоих методов изгиба можно задать податливость изгиба вала с помощью жесткости изгиба и линейной плотности массы или модуля Юнга и диаметра вала.

Можно параметризовать модель кручения с помощью k жесткости и инерции J или размерностей и свойств материала вала.

Модель кручения

Для модели кручения Flexible Shaft блок аппроксимирует распределенные, непрерывные свойства вала с помощью метода кусковой массы. Модель содержит конечное число, N, последовательно сглаженных инерцией пружинных элементов плюс конечная инерция. Результатом является серия из N+1 инерция, соединенная N пружинами вращения и N демпферами вращения.

Блок моделирует вал как эквивалентную физическую сеть N гибких элементов. Каждый гибкий элемент FEi представляет собой короткий участок приводного вала и содержит:

  • Одна пружина, kFE_i, для кручения податливости. Сеть имеет в общей сложности N пружин.

  • Один демпфер, bFE_i, для демпфирования материала. Сеть имеет в общей сложности N демпферов.

  • Две инерции, IFE_iC и IFE_iR, для сопротивления вращению. Инерция соседних гибких элементов консолидируется вместе, так что сеть имеет в общей сложности N+1 инерция.

Для аксиально однородного вала длины гибкого элемента, податливость, демпфирование и распределенные инерции в физической сети равны, так что:

lFE_1=lFE_2==lFE_N=LN

kFE_1=kFE_2==kFE_N=k

bFE_1=bFE_2==bFE_N=b

IFE_1C=IFE_1R=IFE_2C=IFE_2R==IFE_NC=IFE_NR=I2N

Для аксиально неоднородного вала величина податливости, демпфирования и инерция R -узлов и C - узлов может различаться для отдельных гибких элементов в модели физической сети.

Алгоритм размещения узлов

Баланс между точностью модели и скоростью симуляции зависит от N, количества гибких элементов, которые использует блок, чтобы представлять вал. Для получения информации о балансировке скорости симуляции и точности модели, смотрите Улучшить скорость симуляции или Точность.

Блок позволяет вам задать минимальное количество гибких элементов, Nmin, как значение для параметра Минимальное количество гибких элементов. Однако количество гибких элементов, которые на самом деле использует блок, зависит от сложности вала, который он моделирует. Если блок требует более гибких элементов, чем вы задаете, чтобы решить модель, которая содержит аксиальную неоднородность, промежуточные поддержки, концентрические диски или массы или статические дисбалансы, то NNmin.

Например, предположим, что для сложного вала в схеме вы задаете осевые положения для поддержек, статический дисбаланс, сечение большего диаметра и концентрический диск. Вы устанавливаете параметр для Nmin равным 7.

Если гибка модели включена, положения гибкого элемента модели кручения учитывают положения статических дисбалансов и концентрических жестких масс, так что гибкие элементы кручения совпадают с гибкими элементами гибки. Во время симуляции модель кручения не зависит от любых статических дисбалансов или концентрических жестких масс.

Алгоритм для блока определяет количество гибких элементов и длину отдельных элементов, которые требуются для решения симуляции:

  1. Блок помещает один узел в основу и последующий конец вала. Эти узлы считаются фиксированными в осевом положении, потому что они представляют физические сущности вдоль оси вала. На схеме фиксированные узлы показаны красным цветом. Блок равномерно распределяет другие пять (Nmin-2) внутренних узлов по длине вала. Затем он помещает гибкий элемент между каждой последовательной парой узлов.

    Для поддерживаемого концом, аксиально однородного вала, без статических дисбалансов или присоединенных концентрических дисков, в зависимости от других опций и значений, которые вы задаете, блок может быть в состоянии решить симуляцию, используя только Nmin гибких элементов эквивалентной длины:

    l=LNmin

    Однако в большинстве случаев блок может решить симуляцию, только если добавляет более гибкие элементы.

  2. Чтобы добавить более гибкие элементы, блок помещает фиксированные внутренние узлы в эти местоположения:

    • Каждое место поддержки вала. Блок позволяет вам задать количество и расположение поддержек вала. Для вала в схеме предусмотрены поддержки на z1 и z6.

    • Каждый статический дисбаланс. Для вала в схеме существует статический дисбаланс при z2.

    • Каждая твердая масса. Твердые массы являются концентрически присоединенными дисками или точечными массами. Для вала в схеме имеется жесткая масса, представленная в виде диска, на z5.

    • Каждый узел сегментов параметризации. Контуры параметризации являются расположениями вдоль аксиально неоднородного вала, где две соседние секции вала варьируются по жесткости, инерции или геометрии. Блок позволяет вам задать местоположения узлов сегментов параметризации. Для вала в схеме имеются узлы сегментов в z3 и z4.

      Обратите внимание, что блок не добавил узел в z4, потому что узел уже был добавлен на предыдущем шаге алгоритма. Однако теперь узел фиксирован, потому что он представляет физическую сущность вдоль длины вала.

  3. Блок настраивает положения нефиксированных узлов между фиксированными узлами так, чтобы они были равномерно распределены.

    Наконец, блок помещает гибкие элементы между каждым узлом. Длина каждого гибкого элемента соответствует расстояниям между соседними узлами. Блок распределяет инерцию между гибкими элементами на основе длины отдельного элемента и соответствующей геометрии вала. В конечном счете, этот сложный вал представлен 12 гибкими элементами, с l1=z1, l2=l3=(z2z1)2, l4=l5=(z3z2)2, l6=l7=(z4z3)2, l8=l9=(z5z4)2, l10=l11=(z6z5)2, и l12=z7z6.

    Если Nmin достаточно велик, чтобы получить количество нефиксированных узлов, которое больше, чем количество фиксированных узлов, блок распределяет более одного нефиксированного узла между каждым набором соседних фиксированных узлов.

Размерности и свойства материала

Можно параметризовать модель кручения с помощью жесткости, k и полярного момента инерции, J или размерностей и свойств материала вала.

Жесткость и инерция для каждого элемента вычисляются из размерностей вала и свойств материала как:

Jp=π32(D4d4)

m=π4(D2d2)ρl

J=m8(D2+d2)=ρlJp

k=JpGl

где:

  • JP - полярный момент инерции вала в месте расположения гибкого элемента.

  • D - внешний диаметр вала в месте расположения гибкого элемента.

  • d - внутренний диаметр вала в месте расположения гибкого элемента. Для твердого вала, d=0. Для кольцевого вала, d>0.

  • l - длина гибкого элемента.

  • m - масса вала в месте расположения гибкого элемента.

  • J - момент инерции вала в месте расположения гибкого элемента.

  • ρ - плотность материала вала.

  • G - модуль сдвига упругости материала вала.

  • k - вращательная жесткость гибкого элемента.

Демпфирование внутреннего материала

Для любой параметризации кручения внутреннее демпфирование материала определяется коэффициентом затухания, c, для модели с одним гибким элементом с эквивалентной крутящей жесткостью и инерцией. Коэффициент демпфирования тогда 2ckωN, где неповрежденная естественная частота ωN=2kJ. Демпфирующий крутящий момент, приложенный к отдельному гибкому элементу массива модели комкнутой массы, эквивалентен продукту коэффициента демпфирования и относительной скорости вращения этого гибкого элемента.

Модели изгиба

Геометрия вала, Поддержки Загрузки и рисунка Движения показов, как измерить:

  • Статический угол смещения дисбаланса, который является углом статического дисбаланса вокруг оси вала относительно оси x

  • Расстояния поддержки, жесткой массы и статического дисбаланса, относительно базового конца вала, B

  • Параметризация длин сегментов

На рисунке вал имеет три неподвижные поддержки:

  1. B1 - Поддержка конца основы

  2. I1 - Промежуточная поддержка

  3. F1 - Поддержка последующего конца

Вал имеет V поступательной скорости, W скорости вращения и прикладывает силы F и моменты M к поддержкам. Изогнутые стрелы и соглашения о знаках следуют правилу правой руки. Знаки физических сигналов, которые выводит блок, соответствуют стрелам, которые представляют силы, моменты и скорости вала, действующие на поддержки.

Векторные сигналы:

  • Сила, Fr=[FxB1,FyB1,FxI1,FyI1,FxF1,FyF1]

  • Момент, M=[MxB1,MyB1,MxI1,MyI1,MxF1,MyF1]

  • Поступательная скорость, V=[VxB1,VyB1,VxI1,VyI1,VxF1,VyF1]

  • Скорость вращения, M=[MxB1,MyB1,MxI1,MyI1,MxF1,MyF1]

Если вал имеет две поддержки, каждый векторный сигнал имеет длину четыре. Сила, например, тогда Fr=[FxB1,FyB1,FxF1,FyF1].

Если вал имеет четыре поддержки, каждый векторный сигнал имеет длину восемь. Сила, например, тогда Fr=[FxB1,FyB1,FxI1,FyI1,FxI2,FyI2,FxF1,FyF1].

Геометрия вала, опорная загрузка и движение

Модель изгиба Метод кусковой массы

Как и модель кручения, метод кусковой массы для модели изгиба дискретизирует распределенные непрерывные свойства вала в конечное число, N, гибких элементов. Гибкие элементы N соответствуют N+1 кусковые инерции, соединенные последовательно демпфирующими и пружинными элементами. Однако для модели гибки каждая масса имеет четыре степени свободы: перемещение и вращение как в x, так и в y направлениях, перпендикулярных оси вала.

Объединенное массовое уравнение движения [1] является

Mx¨+(B+GDiskΩ)x˙+(K+GDiskΩ˙)x=f.

где:

  • M является 4(N+1)×4(N+1) матрица, которая представляет массу вала.

  • B является 4(N+1)×4(N+1) матрица для внутреннего демпфирования и поддержки.

  • GDisk является 4(N+1)×4(N+1) матрица, которая учитывает дисковую гироскопию

  • Y - крутящая скорость вала во время симуляции.

  • K является 4(N+1)×4(N+1) матрица для жесткости пружины.

  • x является 4(N+1)×1 вектор, который представляет степени свободы для всех узлов.

  • f является 4(N+1)×1 вектор, который представляет внешние силы от приложения статического дисбаланса массы.

Уравнение для большой матрицы [4] является

M=M1/2+M2/3+Mi/i+1+MN/N+1 + Mdisk, i,

где:

  • Mi/(i+1) является большая матрица для индивидуума гибкого элемента. Для каждого гибкого элемента половина массы и момента инерции передается в узлы на обоих концах гибкого элемента. Mi/(i+1) матрица имеет ненулевые элементы в (4i3):(4i+4) строки и (4i3):(4i+4) столбцы:

    Mi/(i+1)= [012m0000000012m00000000Id00000000Id0000000012m0000000012m00000000Id00000000Id0],

    где:

    • l - длина гибкого элемента вдоль вала между внутренними узлами. Чтобы определить длину каждого гибкого элемента, блок использует алгоритм, который описан в Алгоритме Размещения Узла. Каждый гибкий элемент содержит две инерции. Каждая инерция имеет две поступательные степени свободы, две вращательные степени свободы и одну матрицу жесткости.

      Каждый гибкий элемент в эквивалентной физической модели для изгиба в XZ -плане (перемещение луча в X -направление и вращение вокруг оси Y) и в физической модели для изгиба в YZ -плане (перемещение луча в направлении Y и вращение вокруг оси X) затем содержит две массы, две инерции и матрицу жесткости

      Чтобы определить местоположения внутренних узлов, и, следовательно, количество и длины гибких элементов, блок использует тот же алгоритм размещения узлов, что и для модели кручения. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритм размещения узлов».

    • m - масса гибкого элемента. m зависит от внешнего, D и внутреннего, d, диаметров, плотности, ρ, вала и длины гибкого элемента, так что m= (π4)(D2d2)ρl.

    • Id масс полуэлемента момент инерции вокруг оси, перпендикулярной оси вала, зависит от массы, m, длины, lи крутящий момент инерции, J, гибкого элемента, такого что Id=J4+m6(l2)2.

  • Mdisk, i - суммированные большие матрицы твердых масс, концентрически присоединенные к валу.

  • Массовые свойства каждой твердой массы, которая концентрично присоединена к валу, добавляются к ближайшему узлу, i, таким что

    Mdisk, i([(4i-3):4i],[(4i-3):4i])=[Mdisk, i0000Mdisk, i0000ID,disk, i0000ID,disk, i],

    где ID,disk,i - массовый диаметрический момент инерции вокруг оси, перпендикулярной валу, для жесткого диска, прикрепленного к ith узел. Модель принимает, что диск тонкий, поэтому вал все еще может сгибаться с любой стороны осевого положения вместе с диском. Концентрическая масса точки ID,disk, i= 0.

Уравнение для демпфирующей матрицы

 B= αM +βK+Bsupport,

где:

  • α - постоянная демпфирования, пропорциональная массе.

  • β - коэффициент демпфирования, пропорциональный жесткости.

  • Bsupport - коэффициент демпфирования на каждой поддержке. Для поддержки в ith узел, демпфирующая матрица, с точки зрения глобальных координат, является

    Bsupport([(4я  3) : 4я], [(4я  3) : 4я])= [bxxbxy00byxbyy0000bθθ0000bφφ],

    где:

    • [bxx bxy byx byy] - поступательное демпфирование поддержки.

    • [bθθ bφφ] - вращательное демпфирование поддержки.

  • Gdisk, i учитывает гироскопические эффекты любых концентрически присоединенных дисков и определяется как

    Gdisk, i([(4i3):4i],[(4i3):4i])=[00000000000ΩIP,disk, i00ΩIP,disk, i0],

    где IP,disk,i - массовый полярный момент инерции вокруг оси вала для диска, присоединенного к ith узел. Масса полярного момента инерции для концентрической массы точки равна IP,disk, i= 0.

Уравнение для матрицы жесткости подшипника

K =K1/2 + K2/3 + ...+KN/N+1 + Ksupport,

где:

  • Ki/i+1 - матрица жесткости для отдельного гибкого элемента вала. Матрица жесткости для ith гибкий элемент вала, между ith и (i+1)th узлы, имеет ненулевые элементы в (4i3):(4i+4) строки и (4i3):(4i+4) столбцы, такие что

    Ki/i+1=2EIl3 [06003l6003l063l0063l003l2l2003ll203l002l23l00l26003l6003l063l0063l003ll2003l2l203l00l23l002l20],

    где:

    • l - длина гибкого элемента.

    • EI - жесткость вала.

  • Ksupport - жесткость на каждой поддержке. Для поддержки в ith узел, матрица жесткости, с точки зрения глобальных координат,

    Ksupport([(4я  3) : 4я], [(4я  3) : 4я])= [kxxkxy00kyxkyy0000kθθ0000kφφ],

    где:

    • [kxx kxy kyx kyy] - поддержка поступательная жесткость.

    • [kθθ kφφ] - жесткость вращения поддержки.

Матрица жесткости поддержки, Ksupport, ненулевая, только если вы выбираете Bearing matrix или Speed-dependent bearing matrix для поддержки. Если вы выбираете Clamped тип монтажа, кинематические условия нулевого поворота и перемещения применяются к степеням свободы, соответствующим узлу поддержки (B1, I1, I2 или F1). Если вы выбираете Pinned тип монтирования, кинематические условия нулевого перевода применяются к поступательным степеням свободы, которые соответствуют узлу поддержки (B1, I1, I2 или F1).

Таблица включает граничные условия, применяемые к суженным узлам масс с поддержками.

Тип поддержкиГраничное условие для уравнения с единичной массой
Clampedxi= 0,   yi= 0,   θi= 0,    φi= 0
Pinnedxi= 0,   yi= 0
Bearing MatrixKsupport нетривиальна.
Speed-dependent bearing matrix

Ksupport нетривиальна и зависит от скорости вращения вала. На каждом временном шаге KSupport вычисляется как:

KSupport(Ω)=lookup( |ΩRef|,  KSupport, Ref,  Ω,  interpolation=linear,  extrapolation=nearest),

где:

  • .Ref - скорость подшипника, заданная, в настройках Supports, для параметра Bearing speed [s1,...,sS].

  • Для каждой поддержки KSupport,Ref зависимая от скорости подшипника поступательная жесткость, которую вы задаете в Supports настройках.

  • Интерполяционная таблица использует линейную интерполяцию и ближайшую экстраполяцию для скорости вращения вала.

Матрица, которая представляет степени свободы для всех узлов, x, вычисляется таким образом, чтобы степени свободы для ith и (i+1)th узлы

x=[xiyiθiφixi+1yi+1θi+1φi+1].

Внешние силы из-за каждого статического дисбаланса массы прикладываются к ближайшему узлу. Усиление в ith узел есть

f4(i1:i2)= [mεj,offset(Ω2icos(φshaft,i+φoffset, j) +Ωit sin(φshaft, i+φoffset, j) )mεj,offset(Ω2isin(φshaft,i+φoffset, j) Ωit  cos(φshaft, i+φoffset, j) )],

где:

  • mεj является jthстатический дисбаланс, расположенный на ithузел.

  • J i - скорость вращения вала во время симуляции для ith узел.

  • φshaft, i - угол поворота скругленной массы кручения для ith узел.

Метод изгиба модели Eigenmodes

Для метода собственных моделей блок уменьшает динамику изгиба от 4(N+1) степени свободы, которые предоставляет метод сгибающей модели с кусковой массой, для M степеней свободы, где M количество режимов.

Блок вычисляет свойства режима изгиба вала во время компиляции модели, затем решает модальные системы масса-пружина-демпфер во время симуляции модели.

Уменьшение степеней свободы в динамике модели и разделение вычислений на задачи во время компиляции и во время выполнения улучшает эффективность симуляции. Метод eigenmodes предполагает, что формы режима не влияют на демпфирование. Поэтому метод лучше всего подходит для моделей, которые включают ограниченное гироскопическое и поддерживающее демпфирование диска.

Во время компиляции блок вычисляет приблизительные демпфированные собственные модели с помощью следующих шагов:

  1. Блок вычисляет матрицы, используя то же кусковое уравнение движения массы, которое он использует для метода сгибающей модели суженной массы:

    Mx¨+(B+GDiskΩ)x˙+(K+GDiskΩ˙)x=f.

    Для получения дополнительной информации см. Раздел «Модель изгиба Метод кусковой массы».

    При определении осевых местоположений узла для x, блок использует одну из двух изменений Алгоритма Размещения Узлов, который он использует для модели кручения и метода сгибания модели суженной массы. Изменение, которую использует блок, зависит от того, установлен ли параметр Bending mode determination в настройках Advanced Bending Simscape determined или к User defined.

    Если для параметра Bending mode determination задано значение Simscape determined, вместо использования параметра Minimum number of flexible elements для Nmin, как это делают методы кусковой массы, метод eigenmodes вычисляет Nmin как

    NMin, Eig= round(Ldz),

    где:

    • L - заданное значение в настройках Shaft для параметра Shaft length.

    • dz - заданное значение в настройках Advanced Bending для параметра Shaft length increments for mode shape computations.

    Чтобы вычислить m расшатанные собственные модели и собственные частоты, блок использует eigs функция. Уравнение принимает форму:

    [H, λ] = eigs( sparse(K), sparse(M), mMax, 'smallestabs’ ),
    где:

    • H является 4(N+1)×M матрица собственных векторов. Каждый столбец является собственной модой в x координаты.

    • λ являются собственными значениями, которые являются квадратом собственных квот.

    • mMax - заданное значение в настройках Advanced Bending для параметра Limit number of modes.

    Количество вычисленных собственных моделей, m, меньше mMax, если:

    • Существуют режимы с собственными частотами, которые превышают заданное значение, в настройках Advanced Bending для параметра Eigenfrequency upper limit. Блок отбрасывает эти режимы.

    • Собственные значения не сходятся. Для получения дополнительной информации см. eigs.

    Если для параметра Bending mode determination задано значение User definedблок вычисляет собственный вектор матрицу H из заданных значений, в настройках Advanced Bending, для этих параметров:

    • X-direction mode shapes

    • Y-direction mode shapes

    • Shaft position

    Чтобы определить осевые положения узла для xблок использует элементы, заданные для параметра Shaft position, в качестве основных узлов.

    Чтобы вычислить модальное вращение, θ и φ, для каждого узла, блок использует gradient функция. Уравнения принимают форму:

    θ = -gradient(Y direction mode shapes)
    φ = gradient(X direction mode shapes)

    Блок собирает X-direction mode shapes, Y-direction mode shapes и модальные повороты x координаты для каждого столбца H.

  2. Блок вычисляет модальные матрицы, MModal, KModal, BModal, GModal, и fModal, как:

    MModal= HTMH

    KModal = HTKH

    BModal = HTBH

    GModal = HTGDiskH

    fModal = HTf

    Несмотря на то, что блок вычисляет неослабленные собственные модели, H на шаге 1 модальная демпфирующая матрица, BModal и модальная гироскопическая матрица, GModal, могут моделировать световое демпфирование. Блок нормирует матрицы так, чтобы MModal были тождества матрицей.

Во время симуляции блок моделирует собственное уравнение движения:

MModalη¨+(BModal+GModalΩ)η˙+(KModal+GModalΩ˙)η = fModal,

где модальные степени свободы, η, относятся к узлу степеням свободы путем:

x=Hη

Скоростезависимый метод Eigenmodes

Жесткость поддержки и демпфирование поддержки изменяются, если в настройках Supports параметр типа монтажа для любого из поддержек установлен в Speed-dependent bearing matrix. Зависимые от скорости eigenmodes образцовые счета на эти эффекты, изменяя модальные свойства, H, BModal, GModal, KModal, и fModal как скорость вала изменяются. MModal нормировано к тождествам матрице для всех скоростей вала, поэтому это не зависит от скорости вала.

Если вал имеет зависящие от скорости поддержки подшипника, то блок повторяет шаги метода режима изгиба для каждого элемента в векторе скорости вала. Элементы вектора вала являются заданными значениями, в настройках Supports, для параметра Bearing speed [s1,...,sS]. Во время симуляции модальная жесткость, демпфирование и принудительная величина регулируются на основе интерполяционных таблиц свойств в зависимости от скорости вала.

То есть блок моделирует собственное уравнение движения как:

MModalη¨+ (BModal(Ω)+GModal(Ω)Ω)η˙+ (KModal(Ω)+GModal(Ω)Ω˙)η = fModal(Ω),

где KModal, BModal и fModal имеют форму:

KModal(Ω)=lookup( |ΩRef|,  KModal, Ref,  Ω,  interpolation=linear,  extrapolation=nearest) ,

BModal(Ω)=lookup( |ΩRef|,  BModal, Ref,  Ω,  interpolation=linear,  extrapolation=nearest) ,

GModal(Ω)=lookup( |ΩRef|,  GModal, Ref,  Ω,  interpolation=linear,  extrapolation=nearest) ,

fModal(Ω)=lookup( |ΩRef|,  fModal, Ref,  Ω,  interpolation=linear,  extrapolation=nearest) ,

где:

  • .Ref - заданное значение, в настройках Supports, для параметра Bearing speed [s1,...,sS].

  • KModal,Ref представляет собой таблицу модальных жесткостей при каждом

  • BModal,Ref - таблица поддержки при каждом

  • GModal,Ref - таблица дискового гироскопического демпфирования при каждом

  • fModal,Ref является таблицей модальных воздействий на каждый

Блок коррелирует подобие формы режима при различных значениях, и при необходимости переупорядочивает режимы, так что каждая модальная степень свободы, η, имеет свойства, которые постепенно изменяются со скоростью вала.

Улучшите скорость симуляции или точность

Баланс между точностью симуляции и эффективностью зависит от N, количества гибких элементов, которые используются блоком для представления вала. Точность симуляции является мерой того, насколько результаты симуляции согласуются с математическими и эмпирическими моделями. Как правило, когда N увеличивается, также происходит и верность модели и точность симуляции. Однако вычислительная стоимость симуляции также коррелирует с N, и как только вычислительная стоимость увеличивается, эффективность уменьшается. И наоборот, когда N уменьшается, скорость симуляции увеличивается, но точность симуляции уменьшается.

Чтобы увеличить точность симуляции для метода кусковой массы для модели кручения или изгиба, увеличьте минимальное количество гибких элементов, Nmin. Модель кручения с одним гибким элементом показывает собственную частоту кручения, которая близка к первой собственной частоте непрерывной модели распределенного параметра. Для большей точности можно выбрать 2, 4, 8 или более гибких элементов. Для примера четыре самых низких крутильных собственных требования представлены с точностью 0,1, 1,9, 1,6 и 5,3 процента, соответственно, моделью с 16 гибкими элементами.

Чтобы увеличить точность симуляции для метода eigenmodes к модели гибки:

  • Если симуляция со статической зависимостью собственной модели от скорости вращения, проверьте, что параметр Nominal shaft speed for bending modes близок к скорости симуляционного вала. Этот параметр может повлиять на результаты модели, если вы параметризоваете жесткий диск, прикрепленный к валу с большим моментом инерции массы вокруг оси вала или задаете любые зависящие от скорости поддержки матрицы подшипника.

  • Если симуляция с динамической зависимостью собственной модели от скорости вращения, проверьте, что в настройках Supports заданные значения для Bearing speed [s1,...,sS] охватывают диапазон скоростей вала симуляции или что насыщение жесткости поддержки и демпфирования при скоростях вала за пределами области значений является приемлемым приближением.

  • В настройках Advanced Bending уменьшите значение параметра Shaft length increments for mode shape computations. Уменьшение значения может увеличить точность модальных частот и форм.

  • Уменьшите демпфирование поддержки и полярный момент инерции диска вокруг оси вала. Simscape™ расчетов форм и частот режима перед симуляцией не учитывают это демпфирование.

  • Проверьте чувствительность к настройкам Advanced Bending, используя свои параметры в модели гибкого вала в примере Вал с кручением и поперечной гибкостью. Настройте параметры и используйте ссылки, представленные в примере, чтобы изучить, как значения влияют на частоты и формы собственной модели. Скорректируйте значения параметров в модели соответственно.

  • Увеличьте значения параметров Eigenfrequency upper limit и Limit number of modes. Самая высокая модальная частота в симуляции должна быть значительно больше, чем частота вращения вала.

Допущения и ограничения

  • Распределенная параметром модель непрерывного кручения вала аппроксимируется конечным числом, N, кусковых масс.

  • Вращение вала и гибкость кручения приводят к изгибу вала, но изгиб не влияет на вращение вала и гибкость кручения.

  • Твердые точечные массы или диски, прикрепленные к валу, имеют тонкие длины, параллельные оси вала.

  • Для модели изгиба собственных мод демпфирование не влияет на собственные частоты.

  • Изгиб вала не передается между блоками Flexible Shaft.

  • Относительно длины вала наружный диаметр вала невелик.

  • Относительно длины вала отклонение изгиба невелико.

  • Статические дисбалансы массы являются единственными внешними возбуждающими нагрузками, изгибающими вал.

  • Поддержки вала неподвижны.

  • Рассматриваются гироскопические эффекты жестких дисков; гироскопические эффекты самого вала пренебрегают.

  • Статический дисбаланс масс в методе собственных моделей использует скорость вращения в средней точке вала.

  • Если вал моделирует только кручение и использует опции параметризации By stiffness and inertia или By segment stiffness and inertia, то блок использует только две поддержки, по одной на B и F концах.

Порты

Выход

расширить все

Выход физического сигнала, сопоставленный с силой, которую вал оказывает на поддержки подшипника.

Зависимости

Этот порт видим, если в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Выход физического сигнала сопоставлен с моментом, когда вал воздействует на поддержки подшипника.

Зависимости

Этот порт видим, если в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Выход физического сигнала сопоставлен с поступательной скоростью вала у подшипника поддержек.

Зависимости

Этот порт видим, если в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Выход физического сигнала сопоставлен с скоростью вращения вала у подшипника поддержек.

Зависимости

Этот порт видим, если в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Сохранение

расширить все

Вращательный порт сопоставлен с основой вала.

Вращательный порт сопоставлен с последующим валом.

Параметры

расширить все

Вал

Для определенных параметров в настройках Shaft выбранная вами опция влияет на видимость:

  • Другие параметры в настройках Shaft.

  • Параметры в настройках Torsion.

  • Supports настройки и параметры.

  • Bending настройки

  • Advanced Bending настройки

  • Эти выходные порты:

    • Fr

    • M

    • V

    • W

Таблица показывает, как опции, которые вы выбираете для настроек Shaft, влияют на видимость других параметров в настройках Shaft. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».

Зависимости параметров вала

Параметры и значения настройки вала
Model bending
OffOn
Minimum number of flexible elementsMinimum number of flexible elements
ParameterizationParameterization
By stiffness and inertiaBy material and geometryBy segment stiffness and inertiaBy material and segment geometryBy stiffness and inertiaBy material and geometryBy segment stiffness and inertiaBy material and segment geometry
Shaft LengthSegment lengths [B,...,F]Shaft LengthShaft LengthSegment lengths [B,...,F]Segment lengths [B,...,F]
Torsional stiffnessSegment torsional stiffness [B,...,F]Torsional stiffnessSegment torsional stiffness [B,...,F]
Torsional inertiaSegment torsional inertia [B,...,F]Torsional inertiaSegment torsional inertia [B,...,F]
Bending rigidity<reservedrangesplaceholder1> <reservedrangesplaceholder0>
Material densityMaterial densityLinear densityMaterial density<reservedrangesplaceholder1> <reservedrangesplaceholder0>Material density
Shear modulusShear modulusShear modulusShear modulus
Young's modulusYoung's modulus
Shaft geometryShaft geometryShaft geometryShaft geometry
SolidAnnularSolidAnnularSolidAnnularSolidAnnular
Shaft outer diameterShaft outer diameterSegment outer diameter [B,...,F] Segment outer diameter [B,...,F]Shaft outer diameterShaft outer diameterSegment outer diameter [B,...,F]Segment outer diameter [B,...,F]
Shaft inner diameterSegment inner diameter [B,...,F]Shaft inner diameterSegment inner diameter [B,...,F]

Опция для моделирования изгиба вала.

Зависимости

На эти параметры, настройки и порты влияет параметр Model bending.

  • Для параметров Shaft видимость зависимых параметров приведена в таблице «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Torsion:

    • Параметр Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) видим, если в настройках Shaft Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By stiffness and inertia или By segment stiffness and inertia.

    • Параметр Viscous friction coefficients at each support [B1,...,F1] видим, если в настройках Shaft достигается одно из следующих условий:

      • Model bending установлено на On.

      • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

  • Эти настройки доступны, только если Model bending задано значение On:

    • Supports

    • Bending

    • Advanced bending

  • Эти порты доступны, только если Model bending задано значение On:

    • Fr

    • M

    • V

    • W

Минимальное количество гибких элементов, Nmin, для приближения.

Возможно, что гибкие элементы имеют разную длину или что моделируемое количество гибких элементов, N, больше Nmin. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритм размещения узлов».

Большее количество гибких элементов, N, увеличивает точность модели, но снижает эффективность симуляции. Модель с одним гибким элементом (N = 1) показывает собственную частоту кручения, которая близка к первой собственной частоте непрерывной модели распределенного параметра.

Если точность модели важнее эффективности, выберите 2, 4, 8 или более гибких элементов. Для примера четыре самые низкие собственные частоты кручения представлены с точностью 0,1, 1,9, 1,6 и 5,3 процента, соответственно, моделью с 16 гибкими элементами. Как правило, для точного моделирования динамики изгиба требуется больше гибких элементов, чем для точного моделирования динамики кручения.

Для получения дополнительной информации смотрите Улучшить скорость симуляции или Точность.

Метод параметризации. Можно смоделировать однородный вал или тот, который является аксиально неоднородным для любого из следующих атрибутов:

  • Кручение жесткости

  • Инерция кручения

  • Жесткость при изгибе

  • Плотность

  • Модуль сдвига

  • Модуль Янга

  • Внешний диаметр

  • Внутренний диаметр

Опции параметризации для однородной модели вала:

  • By stiffness and inertia - Задайте крутящую жесткость и инерцию, а также плотность на единицу длины вала. Для модели изгиба также задайте жесткость изгиба и длину вала.

  • By material and geometry - Задайте длину и осевую геометрию поперечного сечения, с точки зрения внутреннего и внешнего диаметров вала. Для материала вала задайте модуль плотности и сдвига. Для модели изгиба также задайте модуль Юнга для материала вала.

Опции параметризации для аксиально неоднородной модели вала:

  • By segment stiffness and inertia - Для каждого сегмента вала задайте крутящую жесткость, инерцию кручения и плотность на единицу длины. Для модели изгиба также укажите жесткость и длину изгиба для каждого сегмента.

  • By material and segment geometry - Для каждого сегмента вала задайте длину и осевую геометрию поперечного сечения с точки зрения внутреннего и внешнего диаметров. Для материала вала задайте модуль плотности и сдвига. Для модели изгиба также задайте модуль Юнга для материала вала.

Зависимости

Каждая опция Parameterization влияет на видимость:

  • Зависимые параметры в настройках Shaft. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • Зависимые параметры в настройках Torsion:

    • Параметр Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) видим, если в настройках Shaft Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By stiffness and inertia или By segment stiffness and inertia.

    • Параметр Viscous friction coefficients at each support [B1,...,F1] видим, если в настройках Shaft достигается одно из следующих условий:

      • Model bending установлено на On.

      • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

  • Настройки Supports. Когда параметр Model bending установлен в Offнастройки Supports видны, когда параметру Parameterization задано значение By material and geometry или By material and segment geometry.

Длина вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда достигается одно из следующих условий:

  • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry.

  • Model bending установлено на On и Parameterization установлено на By material and geometry или By stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Длина каждого сегмента вала, который вал разделен на продольные для моделирования аксиально неоднородного вала. Количество элементов в векторе равно количеству сегментов, которые вы используете для моделирования неоднородного вала. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда достигается одно из следующих условий:

  • Parameterization установлено на By material and segment geometry.

  • Model bending установлено на On и Parameterization установлено на By segment stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Крутящий момент на радиальный поворот вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Крутящий момент на радиан для каждого сегмента вала. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By segment stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Способность вала противостоять крутящему ускорению.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Способность каждого сегмента вала противостоять ускорению кручения. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно, B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By segment stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Жесткость изгиба материала вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Model bending установлено на On и Parameterization установлено на By stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Жесткость изгиба для материала каждого последовательного сегмента вала. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Model bending установлено на On и Parameterization установлено на By segment stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Плотность материала вала на единицу длины вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Плотность материала вала на единицу длины каждого сегмента вала. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By segment stiffness and inertia.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Плотность материала вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Модуль сдвига для материала вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Модуль Янга для материала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Model bending установлено на On и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Геометрия поперечного сечения по длине вала. Если вал или сегменты вала являются полыми, выберите Annular. В противном случае выберите Solid.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Внешний диаметр вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Наружный диаметр каждого сегмента вала. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and segment geometry.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Внутренний диаметр кольцевого вала. Значение должно быть меньше значения, заданного для параметра Shaft outer diameter.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and geometry и Shaft geometry установлено на Annular.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Внутренние диаметры сегментов вала. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством элементов, заданным для параметра Segment lengths [B,...,F]. Порядок элементов в векторе соответствует порядку сегментов относительно B, базового конца вала. Каждое значение должно быть меньше, чем соответствующее значение, заданное для параметра Segment outer diameter [B,...,F]. Если сегмент вала является твердым, задайте 0 для соответствующего векторного элемента. По крайней мере, один элемент в векторе должен быть положительным.

Зависимости

Этот параметр видим, когда Parameterization установлено на By material and segment geometry и Shaft geometry установлено на Annular.

Для получения дополнительной информации о том, как другие параметры влияют на видимость этого параметра, см. «Зависимости параметра вала».

Скрученность

Коэффициент затухания материала.

Коэффициенты вязкого трения в основе, B и последующем, F, концах вала. Вектор должен содержать два элемента.

Зависимости

Этот параметр видим, если в настройках Shaft Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By stiffness and inertia или By segment stiffness and inertia.

Коэффициенты вязкого трения на каждой поддержке. Количество элементов в векторе должно совпадать с количеством, заданным в настройках Supports для параметра Number of supports. Порядок элементов должен соответствовать последовательному положению каждого опорного B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, если в настройках Shaft достигается одно из следующих условий:

  • Model bending установлено на On.

  • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

Угловое отклонение вала в начале симуляции.

Положительное начальное отклонение приводит к положительному вращению B, базового конца вала, относительно F, последующего конца вала.

Скорость вращения вала в начале симуляции.

Поддержки

Настройки Supports видны, если в настройках Shaft выполнено одно из следующих условий:

  • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry.

    Для этого условия видны только эти параметры в настройках Supports:

    • Number of supports

    • Support locations relative to base (B)

  • Model bending установлено на On.

    Видимость настроек Supports зависит от значений нескольких параметров в настройках Supports.

В настройках Supports, если параметр Number of supports установлен на 2видны только типы монтажа и зависимые параметры для B1 и F1 поддержек. B1 поддержки является поддержкой, которая находится ближе всего к B, основанию вала. F1 поддержки является поддержкой, которая наиболее близка к F, последующему концу вала. Если Number of supports задано значение, больше 2тип монтажа и зависимые параметры открыты для промежуточных поддержек, IN, где N количество промежуточных поддержек. Для примера, для 3 поддержки, тип монтажа и зависимые параметры для B1, I1 и F1 поддержки являются открытыми.

В этих таблицах показаны зависимости параметров для Lumped Mass и Eigenmodes методы анализа гибочных вибраций для каждого типа монтажа. Параметры видны для B1 и F1 поддержек и для любых промежуточных поддержек, I1 и I2, которые вы задаете. Имена зависимых параметров префиксируются именем соответствующей поддержки. Для примера, для поддержки B1, зависимый Rotational damping [xx,yy] параметра называется Base (B1) rotational damping [xx,yy]. Префиксы параметров:

  • Base (B1)

  • Intermediate (I1)

  • Intermediate (I2)

  • Follower (F1)

  • Зависимости параметров типа монтажа

    Supports типов монтажа и зависимых параметров
    ClampedPinnedFreeBearing matrixSpeed-dependent bearing matrix
    -Rotational damping [xx,yy]Rotational damping [xx,yy]Rotational damping [xx,yy]Rotational damping [xx,yy]
    Translational damping [xx,xy,yx,yy]Speed-dependent translational damping [xx1,xy1, yx1,yy1;...xxS,xyS,yxS,yyS]
    Rotational stiffness [xx,yy]Rotational stiffness [xx,yy]
    Translational stiffness [xx,xy,yx,yy]Speed-dependent translational stiffness [xx1,xy1,yx1, yy1;...xxS,xyS,yxS,yyS]
    Bearing speed [s1,…,sS]

Количество поддержек вала.

Зависимости

Этот параметр видим, если в настройках Shaft достигается одно из следующих условий:

  • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry

  • Model bending установлено на On.

Если для этого параметра задано значение:

  • 2 - Параметры для B1 и F1 поддержек открыты. B1 поддержки является поддержкой, которая ближе всего B к основанию вала. F1 поддержки является поддержкой, которая наиболее близка к F, последующему концу вала.

  • 3 - Параметры для B1, I1 и F1 поддержек открыты.

  • 4 - Параметры для B1, I1, I2 и F1 поддержек открыты.

Опорные положения относительно B, базового конца вала. Количество элементов должно совпадать с количеством, заданным для параметра Number of supports. Порядок элементов соответствует последовательному положению каждой поддержки относительно базового конца вала. Наибольшее значение должно быть не больше длины вала. Для модели сегментированного вала длина вала равна сумме отдельных длин сегментов.

Зависимости

Этот параметр видим, если в настройках Shaft достигается одно из следующих условий:

  • Model bending установлено на Off и Parameterization установлено на By material and geometry или By material and segment geometry

  • Model bending установлено на On.

Тип крепления к основанию вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

Установка этого параметра на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix отображает связанные параметры. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Вращательное демпфирование для поддержки B1. B1 - поддержка, которая ближе всего к B, основание вала. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Демпфирование вокруг оси x -отверстие

  • yy - Демпфирование вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательное демпфирование для поддержки B1. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Демпфирование в направлении x -оси

  • xy - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси

  • yx - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси

  • yy - Демпфирование в направлении y -оси

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Зависящее от скорости поступательное демпфирование для поддержки B1. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Демпфирование в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Демпфирование в направлении y -оси в sth скорость

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Вращательная жесткость для поддержки B1. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Жесткость вокруг оси x -отверстие

  • yy - Жесткость вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Bearing matrix или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательная жесткость для поддержки B1. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Жесткость в x -осевом направлении

  • xy - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси

  • yx - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси

  • yy - Жесткость в y -осевом направлении

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Зависимая от скорости поступательная жесткость для поддержки B1. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Жесткость в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Жесткость в направлении y -оси в sth скорость

Все xx и yy значения жесткости должны быть положительными. Все xy и yx значения должны быть нулем или ненулевыми на всех скоростях.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Base (B1) mounting type установлено на Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Тип монтажа на I1 поддержки. Поддержка I1 является ближайшей промежуточной поддержкой поддержки B1.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Supports Number of supports установлено на 3 или 4.

Установка этого параметра на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix отображает связанные параметры. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Вращательное демпфирование для поддержки I1. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Демпфирование вокруг оси x -отверстие

  • yy - Демпфирование вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

    • Number of supports установлено на 3 или 4.

    • Intermediate (I1) mounting type установлено на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательное демпфирование для поддержки I1. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Демпфирование в направлении x -оси

  • xy - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси

  • yx - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси

  • yy - Демпфирование в направлении y -оси

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Зависящее от скорости поступательное демпфирование для поддержки I1. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Демпфирование в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Демпфирование в направлении y -оси в sth скорость

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Вращательная жесткость для поддержки I1. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Жесткость вокруг оси x -отверстие

  • yy - Жесткость вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

    • Number of supports установлено на 3 или 4.

    • Intermediate (I1) mounting type установлено на Bearing matrix или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательная жесткость для поддержки I1. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Жесткость в x -осевом направлении

  • xy - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси

  • yx - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси

  • yy - Жесткость в y -осевом направлении

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Зависимая от скорости поступательная жесткость для поддержки I1. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Жесткость в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Жесткость в направлении y -оси в sth скорость

Все xx и yy значения жесткости должны быть положительными. Все xy и yx значения должны быть нулем или ненулевыми на всех скоростях.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Тип монтажа на I2 поддержки. I2 поддержки расположен между I1 и F1 поддержек.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Supports Number of supports установлено на 4.

Установка этого параметра на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix отображает связанные параметры. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Вращательное демпфирование для поддержки I2. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Демпфирование вокруг оси x -отверстие

  • yy - Демпфирование вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

    • Number of supports установлено на 4.

    • Intermediate (I2) mounting type установлено на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательное демпфирование для поддержки I2. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Демпфирование в направлении x -оси

  • xy - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси

  • yx - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси

  • yy - Демпфирование в направлении y -оси

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Зависящее от скорости поступательное демпфирование для поддержки I2. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Демпфирование в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Демпфирование в направлении y -оси в sth скорость

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Вращательная жесткость для поддержки I2. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Жесткость вокруг оси x -отверстие

  • yy - Жесткость вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Поступательная жесткость для поддержки I2. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Жесткость в x -осевом направлении

  • xy - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси

  • yx - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси

  • yy - Жесткость в y -осевом направлении

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Зависимая от скорости поступательная жесткость для поддержки I2. Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Жесткость в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Жесткость в направлении y -оси в sth скорость

Все xx и yy значения жесткости должны быть положительными. Все xy и yx значения должны быть нулем или ненулевыми на всех скоростях.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support:

Тип монтажа на последующем конце вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

Установка этого параметра на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix отображает связанные параметры. Для получения дополнительной информации смотрите Зависимости параметров типа монтажа и Зависимости параметров типа монтажа.

Вращательное демпфирование для F1 поддержки, которое является поддержкой, расположенной ближе всего к F, последующему концу вала. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Демпфирование вокруг оси x -отверстие

  • yy - Демпфирование вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Follower (F1) mounting type установлено на Pinned, Free, Bearing matrix, или Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Поступательное демпфирование для F1 поддержки, которое является поддержкой, ближайшим к F, последующим концом вала. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Демпфирование в направлении x -оси

  • xy - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси

  • yx - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси

  • yy - Демпфирование в направлении y -оси

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Follower (F1) mounting type установлено на Bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Зависящее от скорости поступательное демпфирование для F1 поддержки, которое является поддержкой, ближайшим к F, последующим концом вала.

Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Демпфирование в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Демпфирование в направлении x -оси, связанное с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Демпфирование в направлении y -оси, связанное с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Демпфирование в направлении y -оси в sth скорость

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support Follower (F1) mounting type установлено на Speed-dependent bearing matrix. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Вращательная жесткость для F1 поддержки, которая является поддержкой, которая наиболее близка к F, последующему концу вала. Элементами двухэлементного вектора являются:

  • xx - Жесткость вокруг оси x -отверстие

  • yy - Жесткость вокруг оси y -отверстие

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

Поступательная жесткость для F1 поддержки, которая является поддержкой, которая наиболее близка к F, последующему концу вала. Элементами вектора с четырьмя элементами являются:

  • xx - Жесткость в x -осевом направлении

  • xy - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси

  • yx - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси

  • yy - Жесткость в y -осевом направлении

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

Зависимая от скорости поступательная жесткость для F1 поддержки, которая является поддержкой, которая наиболее близка к F, последующему концу вала.

Количество строк в матрице должно равняться количеству элементов в векторе, заданном для параметра Bearing speed [s1, … sS]. Каждая строка содержит четыре элемента:

  • xxs - Жесткость в направлении x -оси в sth скорость

  • xys - Жесткость в направлении x -оси, связанная с движением в направлении y -оси в sth скорость

  • yxs - Жесткость в направлении y -оси, связанная с движением в направлении x -оси в sth скорость

  • yys - Жесткость в направлении y -оси в sth скорость

Все xx и yy значения жесткости должны быть положительными. Все xy и yx значения должны быть нулем или ненулевыми на всех скоростях.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

Поддерживайте скорость вращения подшипника.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости параметра вала».

  • В настройках Support, по крайней мере, один из этих параметров установлен в Speed-dependent bearing matrix:

    • Base (B1) mounting type

    • Intermediate (I1) mounting type

    • Intermediate (I2) mounting type

    • Follower (F1) mounting type

Для получения дополнительной информации смотрите Зависимости параметров типа монтажа и Зависимости параметров типа монтажа.

Изгиб

Настройки Bending видны, когда в настройках Shaft параметр Model bending установлен на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Таблица показывает, как в настройках Bending заданное значение для параметра Rigid masses concentrically attached to shaft влияет на видимость связанных параметров. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».

Зависимости параметров твердых масс, концентрически присоединенных к валу

Rigid Masses Concentrically Attached to Shaft
NonePoint massDisk
-Rigid mass distances from base (B)Rigid mass distances from base (B)
Rigid masses Rigid masses
Rigid mass diametric moments of inertia about axis perpendicular to shaft
Rigid mass polar moments of inertia about shaft axis

Демпфирующая константа, α, пропорциональная массе.

Когда модель изгиба собственных моделей включена, демпфер перемещения в каждой модальной системе масса-пружина-демпфер имеет коэффициент демпфирования aMMode, где MMode является модальной массой.

Когда включена модель сгибания кусковой массы, в систему добавляется демпфирующая матрица, αM. M - уравнение большой матрицы движения.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Демпфирующая константа, β, пропорциональная жесткости.

Когда включена модель сгибания кусковой массы, в систему добавляется демпфирующая матрица, βK. K - уравнение матрицы жесткости движения. Когда модель изгиба собственных моделей включена, в систему добавляется βKModal демпфирования.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Введите, если таковые имеются, твердые массы, прикрепленные к валу.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Заданное значение для этого параметра влияет на видимость связанных параметров. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Жесткие массы, концентрически присоединенные к параметрам вала».

Расположение жесткой массы вдоль вала на расстоянии от B, базового конца вала. Для нескольких масс задайте увеличение вектора-строки. Количество элементов в векторе должно быть равно количеству масс, присоединенных к валу. Значение скаляра или, для нескольких масс, наибольшее значение в векторе не должно превышать длину вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

Масса жестких масс, концентрически присоединенных к валу. Для нескольких масс задайте вектор-строку. Количество и порядок элементов в векторе должны соответствовать элементам в векторе, заданным для параметра Rigid mass distances from base (B).

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

Моменты инерции твердой массы вокруг оси, перпендикулярной валу. Для нескольких масс задайте вектор-строку. Количество и порядок элементов в векторе должны соответствовать элементам в векторе, заданным для параметра Rigid mass distances from base (B).

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

Жесткие моменты инерции полярной массы вокруг оси вала. Для нескольких масс задайте вектор-строку. Количество и порядок элементов в векторе должны соответствовать элементам в векторе, заданным для параметра Rigid mass distances from base (B).

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

Статические дисбалансы, которые возбуждают изгиб.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Расстояние возбуждающих статических дисбалансов от B, базового конца вала.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Начальный угол, вокруг осевой линии вала относительно оси x, возбуждающих статических дисбалансов.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Усовершенствованный изгиб

Настройки Advanced Bending доступны, когда в настройках Shaft параметр Model bending установлен на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

В настройках Advanced Bending значение параметра Bending vibration analysis method влияет на видимость параметров в настройках Supports. Для получения дополнительной информации смотрите Метод анализа изгибных вибраций.

Таблица Advanced Bending Parameter Dependencies показывает, как видимость определенных параметров в настройках Advanced Bending зависит от значений для комбинации параметров в одной или нескольких из следующих настроек:

  • Shaft

  • Supports

  • Advanced Bending

Например, параметр Simulated eigenmode dependency on rotation speed видим, если все эти условия удовлетворены:

  • В настройках Shaft Model bending установлено на On.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один параметр Mounting type установлен в Speed-dependent bearing matrix.

  • В настройках Advanced Bending Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

Advanced Bending параметров

Установка > ПараметрЗаданные значения параметров и зависимые параметры Advanced Bending
Shaft> Model bendingOffOn
Supports> Mounting type-

Любая комбинация Clamped, Pinned, Free, или Bearing matrix

По крайней мере, один Speed-dependent bearing matrix и любая комбинация Clamped, Pinned, Free, или Bearing matrix

В столбцах справа показаны параметры Advanced Bending, которые видны для конфигурации модели параметра, показанного в соответствующем столбце в строках заголовка этой таблицы.-Bending vibration analysis methodBending vibration analysis method
Lumped massEigenmodesLumped massEigenmodes
Bending mode determinationBending mode determination
Simscape determinedUser DefinedSimscape determinedUser Defined
Limit number of modesLimit number of modes
Simulated eigenmode dependency on rotation speedSimulated eigenmode dependency on rotation speed
StaticDynamicStaticDynamic
Nominal shaft speed for bending modesNominal shaft speed for bending modes
Eigenfrequency upper limitEigenfrequency upper limitEigenfrequency upper limit
Shaft length increments for mode shape computationsShaft length increments for mode shape computationsShaft length increments for mode shape computations
Modal frequencies [m]Modal frequencies [s, m]Modal frequencies [s, m]
Shaft position [z]Shaft position [z]Shaft position [z]
X-direction mode shapes [z,m]X-direction mode shapes [z,m,s]X-direction mode shapes [z,m,s]
Y-direction mode shapes [z,m]

Y-direction mode shapes [z,m,s]

Y-direction mode shapes [z,m,s]

СПОСОБ АНАЛИЗА ВИБРАЦИИ ИЗГИБА. Для получения дополнительной информации смотрите Метод изгиба Модели кусковой массы и Метод изгиба Модели собственных модах.

Зависимости

Этот параметр видим, когда в настройках Shaft параметр Model bending равен On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

Значение этого параметра влияет на видимость других параметров в настройках Advanced Bending. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Метод определения собственных частот и форм модели:

  • Simscape determined - Simscape определяет режим на основе заданных граничных условий.

  • User defined - Задайте частоты и формы собственной модели непосредственно.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

Значение этого параметра влияет на видимость других параметров в настройках Advanced Bending. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Зависимости параметров типа монтажа».

Максимальное количество режимов, которые Simscape определяет.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Advanced Bending параметр Bending vibration analysis method устанавливается на Eigenmodes и параметру Bending mode determination задано значение Simscape determined. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Моделируемая зависимость свойств собственной модели от скорости вращения вала:

  • Статический - анализ изгиба удерживает свойства собственной модели постоянными во время изменения скорости вращения вала.

  • Динамический - анализ изгиба регулирует свойства собственной модели, когда изменяется скорость вращения вала. Блок использует элементы вектора, заданные для параметра Bearing speed [s1,…, sS], в качестве ссылочных точек интерполяционной таблицы. Для этой модели относительные величины зависящих от скорости элементов поступательной жесткости могут не изменяться при каждой скорости подшипника.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один параметр типа монтажа установлен в Speed-dependent bearing matrix.

  • В настройках Advanced Bending параметр Bending vibration analysis method устанавливается на Eigenmodes. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Номинальная скорость вала для анализа режима изгиба.

Зависимости

Этот параметр видим, если все эти условия выполнены:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один параметр типа монтажа установлен в Speed-dependent bearing matrix.

  • В настройках Advanced Bending:

    • Параметр Bending vibration analysis method установлен в Eigenmodes.

    • Параметр Simulated eigenmode dependency on rotation speed установлен в Static.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Верхний предел собственной частоты.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Advanced Bending параметр Bending vibration analysis method устанавливается на Eigenmodes и параметру Bending mode determination задано значение Simscape determined. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Шаги длины вала, используемый для расчетов массы и формы режима. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Advanced Bending параметр Bending vibration analysis method устанавливается на Eigenmodes и параметру Bending mode determination задано значение Simscape determined. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Модальные частоты для модели, не зависящей от скорости подшипника. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports никакие типы монтажа не устанавливаются в Speed-dependent bearing matrix.

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Модальные частоты для модели, зависящей от скорости подшипника. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один тип монтажа установлен в Speed-dependent bearing matrix .

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Положение вала для форм режима. Количество элементов в векторе соответствует количеству строк в X формах режима -pirection и Y-pirection. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

X - способ направления формирует матрицу для скорости подшипника независимая модель. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Матрица должна иметь размерности z -by- m, где:

  • z - количество элементов в заданном векторе для параметра Shaft position [z].

  • m - количество столбцов в указанном векторе для параметра Modal frequencies.

Матрица формы режима имеет вид [U1x, U2x,..., Umx], где каждый столбец является отклонением формы режима в X направлении для mth режим. Алгоритм вычисляет модальные свойства на основе параметров в настройках Shaft и Bending.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports тип монтажа не устанавливается на Speed-dependent bearing matrix .

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

X - способ направления формирует матрицу для зависимой от скорости от подшипника модели. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Матрица должна иметь размерности z -by- m -by- s, где:

  • z - количество элементов в заданном векторе для параметра Shaft position [z].

  • m - количество коплумнов в заданном векторе для параметра Modal frequencies [z,m].

  • s - количество элементов в заданном векторе для параметра Bearing speed [s1,…, sS].

Матрица формы режима имеет вид cat (3, [U1x1, U2x1,..., Umx1],..., [U1xs, U2xs,..., Umxs]), где каждый столбец является отклонением формы режима в x направлении для mth режим. Каждая страница соответствует элементу в векторе, заданному для параметра Bearing speed [s1,…, sS]. Алгоритм вычисляет модальные свойства на основе параметров в настройках Shaft и Bending.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один тип монтажа установлен в Speed-dependent bearing matrix .

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Y - способ направления формирует матрицу для скорости подшипника независимая модель. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Матрица должна иметь размерности z -by- m, где:

  • z - количество элементов в заданном векторе для параметра Shaft position [z].

  • m - количество столбцов в указанном векторе для параметра Modal frequencies.

Матрица формы режима имеет вид [U1y, U2y,..., Umy], где каждый столбец является отклонением формы режима в Y направлении, для mth режим. Алгоритм вычисляет модальные свойства на основе параметров в настройках Shaft и Bending.

Зависимости

Этот параметр видим, когда оба из этих условий выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports тип монтажа не устанавливается на Speed-dependent bearing matrix .

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Y - способ направления формирует матрицу для зависимой от скорости от подшипника модели. Для получения дополнительной информации см. «Метод изгиба модели собственных моделей».

Матрица должна иметь размерности z -by- m -by- s, где:

  • z - количество элементов в заданном векторе для параметра Shaft position [z].

  • m - количество столбцов в указанном векторе для параметра Modal frequencies [z,m].

  • s - количество элементов в заданном векторе для параметра Bearing speed [s1,…, sS].

Матрица формы режима имеет вид cat (3, [U1y1, U2y1,..., Umy1],..., [U1ys, U2ys,..., Umys]), где каждый столбец является отклонением формы режима в y направлении для mth режим. Каждая страница соответствует элементу в векторе, заданному для параметра Bearing speed [s1,…, sS]. Алгоритм вычисляет модальные свойства на основе параметров в настройках Shaft и Bending.

Зависимости

Этот параметр видим, когда все эти условия выполняются:

  • В настройках Shaft параметр Model bending устанавливается на On. Для получения дополнительной информации смотрите Модель изгиба.

  • В настройках Supports, по крайней мере, один тип монтажа установлен в Speed-dependent bearing matrix .

  • В настройках Advanced Bending:

    • Bending vibration analysis method установлено на Eigenmodes.

    • Bending mode determination установлено на User defined.

Для получения дополнительной информации смотрите Дополнительные зависимости параметра изгиба.

Примеры моделей

Ссылки

[1] Adams, M.L. Вращающаяся Вибрация Машины. CRC Press, NY: 2010.

[2] Bathe, K. J. Finite Element Procedures. Prentice Hall, 1996.

[3] Чудновский, В., Д. Кеннеди, А. Мукерджи и Дж. Вендландт. Моделирование гибких тел в SimMechanics и Simulink. MATLAB Digest, Том 14, Номер 3. Май 2006.

[4] Miller, S., T. Soares, Y. Van Weddingen, J. Wendlandt. Моделирование гибких тел с Simscape Multibody. The MathWorks, 2017.

[5] Мушинска, А. Ротординамика. Тейлор и Фрэнсис, 2005

[6] Рао, С.С. Вибрация непрерывных систем. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2007.

Введенный в R2018b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте