Rod

Аксиально гибкий брус или кабель

Библиотека:
Simscape/Driveline/Муфты и приводы

Описание

Блок Rod представляет собой аксиально гибкий брус или кабель с натяжением или сжатием.

Модель

Чтобы представлять шину или кабель, блок использует модель комкнутого параметра. Модель состоит из N + 1 кусковых масс, которые соединяются последовательно N наборами параллельно соединенных пружин и демпфера схем. Пружина представляет собой упругость. Демпфер выполнен в виде демпфирования материала.

Одна модель гибкого элемента показывает собственную частоту, которая близка к первой собственной частоте модели распределенного параметра. Для более точного анализа выберите 2, 4, 8 или более гибких элементов.

Эквивалентная физическая сеть содержит N пружины и демпфера и блоки масс N + 1. Общая масса стержня распределена равномерно по блокам масс. Жесткость пружины в каждой пружине и контуре демпфера равна в N раз жесткости материала штока.

Уравнения

Определяющие уравнения для модели:

$η = 2 ζ \sqrt{\frac{K \cdot m}{2}}$

$A = \frac{π (D^{2} - d^{2})}{4}$

$K = \frac{E \cdot A}{L}$

$m = A \cdot L \cdot ρ$

Где:

η - демпфирование штока.
ς - коэффициент затухания материала стержня.
K - жесткость штока.
A - площадь поперечного сечения штока.
D - внешний диаметр штока.
d - внутренний диаметр штока, где
- d = 0 для твердого стержня.
- d > 0 для кольцевого, то есть полого, штока.
E - модуль Янга, то есть модуль упругости, материала стержня.
L - длина стержня.
m - масса стержня.
ρ - плотность материала стержня.

Допущения и ограничения

Шток не пряжится, в случае штанги, и не ослабевает, в случае кабеля, при натяжении.
Стержень имеет постоянное поперечное сечение по своей длине.
Модель распределенного параметра аппроксимируется как конечное число гибких элементов, N.

Порты

Сохранение

расширить все

`B` - Основа
поступательный механический

Поступательный порт сопоставлен с основой или входом штока.

`F` - Последующий
поступательный механический

Поступательный порт сопоставлен со штоком или выходом.

Параметры

расширить все

Прут

Таблица показывает, как видимость некоторых параметров Rod зависит от вариантов, которые вы делаете для других параметров Rod. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».

Таблица зависимостей параметров штока

Rod
Parameterization
`By stiffness and inertia`	`By material and geometry`
Stiffness	Geometry
Mass	`Solid`	`Annular`
	Length
	Outer diameter
	-	Inner diameter
	Density
	Young's modulus
Damping ratio
Number of flexible elements

`Parameterization` - Метод параметризации
`By stiffness and inertia` (по умолчанию) | `By material and geometry`

Метод параметризации.

Каждая опция Parameterization отображает другие параметры. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметра штока.

`Stiffness` - Жесткость материала
`5e8` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Жесткость материала.

Установка параметра Parameterization равной By stiffness and inertia предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметра штока.

`Mass` - Масса штока
`20` `kg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Масса стержня.

Зависимости

`Geometry` - Поперечное сечение штока
`Solid` (по умолчанию) | `Annular`

Геометрия поперечного сечения штока.

Зависимости

Установка параметра Parameterization равной By material and geometry предоставляет этот параметр. Каждая опция Geometry отображает другие параметры. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметра штока.

`Length` - Длина штока
`1` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина стержня.

Зависимости

Установка параметра Parameterization равной By material and geometry предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметра штока.

`Outer diameter` - Наружный диаметр штока
`0.075` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Наружный диаметр штока.

Зависимости

`Inner diameter` - Внутренний диаметр штока
`0.050` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренний диаметр штока. Если стержень является твердым, задайте 0.

Зависимости

Установка параметра Parameterization равной By material and geometry и параметр Geometry для Annular предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметра штока.

`Density` - Плотность материала
`7.8e3` `kg/m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Плотность материала.

Зависимости

`Young's modulus` - Модуль Юнга
`200e9` `Pa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Модуль Юнга для материала стержня.

Зависимости

`Damping ratio` - коэффициент затухания материала
`0.01` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент затухания материала.

`Number of flexible elements` — N
`1` (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Количество гибких элементов, N, для приближения.

Большее количество гибких элементов, N, увеличивает точность модели, но снижает эффективность симуляции, то есть скорость симуляции. Одноэлементная модель (N = 1) показывает собственную частоту, которая близка к первой собственной частоте непрерывной модели распределенного параметра.

Если точность важнее эффективности, выберите 2, 4, 8 или более гибких элементов. Для примера четыре самые низкие собственные частоты представлены с точностью 0,1, 1,9, 1,6 и 5,3 процента, соответственно, моделью с 16 элементами.

Вязкие потери

`Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F)` - Коэффициенты вязкого трения
`[0, 0]` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный вектор

Коэффициенты вязкого трения в базовом порту, B и последующем порту, F.

Начальные условия

`Initial deflection` - Начальное отклонение
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Отклонение штока в начале симуляции.

Положительное начальное отклонение приводит к положительному перемещению основы, B, конца штока относительно последующего, F, конца штока.

`Initial velocity` - Начальная скорость
`0` `m/s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Продольная скорость основы, B, конца штока относительно последующего, F, конца штока в начале симуляции.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Flexible Shaft | Mass | Translational Damper | Translational Spring

Введенный в R2018b

Документация

Rod

Описание

Модель

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

`B` - Основа
поступательный механический

`F` - Последующий
поступательный механический

Параметры

Прут

`Parameterization` - Метод параметризации
`By stiffness and inertia` (по умолчанию) | `By material and geometry`

`Stiffness` - Жесткость материала
`5e8` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Mass` - Масса штока
`20` `kg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Geometry` - Поперечное сечение штока
`Solid` (по умолчанию) | `Annular`

Зависимости

`Length` - Длина штока
`1` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Outer diameter` - Наружный диаметр штока
`0.075` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Inner diameter` - Внутренний диаметр штока
`0.050` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Density` - Плотность материала
`7.8e3` `kg/m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Young's modulus` - Модуль Юнга
`200e9` `Pa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Damping ratio` - коэффициент затухания материала
`0.01` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Number of flexible elements` — N
`1` (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Вязкие потери

`Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F)` - Коэффициенты вязкого трения
`[0, 0]` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный вектор

Начальные условия

`Initial deflection` - Начальное отклонение
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Initial velocity` - Начальная скорость
`0` `m/s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Rod

Описание

Модель

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

B - Основа поступательный механический

F - Последующий поступательный механический

Параметры

Прут

Parameterization - Метод параметризации By stiffness and inertia (по умолчанию) | By material and geometry

Stiffness - Жесткость материала 5e8 N/m (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Mass - Масса штока 20 kg (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Geometry - Поперечное сечение штока Solid (по умолчанию) | Annular

Зависимости

Length - Длина штока 1 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Outer diameter - Наружный диаметр штока 0.075 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Inner diameter - Внутренний диаметр штока 0.050 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Density - Плотность материала 7.8e3 kg/m^3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Young's modulus - Модуль Юнга 200e9 Pa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Damping ratio - коэффициент затухания материала 0.01 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Number of flexible elements — N 1 (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Вязкие потери

Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) - Коэффициенты вязкого трения [0, 0] N/(m/s) (по умолчанию) | неотрицательный вектор

Начальные условия

Initial deflection - Начальное отклонение 0 m (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Initial velocity - Начальная скорость 0 m/s (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

`B` - Основа
поступательный механический

`F` - Последующий
поступательный механический

`Parameterization` - Метод параметризации
`By stiffness and inertia` (по умолчанию) | `By material and geometry`

`Stiffness` - Жесткость материала
`5e8` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Mass` - Масса штока
`20` `kg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Geometry` - Поперечное сечение штока
`Solid` (по умолчанию) | `Annular`

`Length` - Длина штока
`1` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Outer diameter` - Наружный диаметр штока
`0.075` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Inner diameter` - Внутренний диаметр штока
`0.050` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Density` - Плотность материала
`7.8e3` `kg/m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Young's modulus` - Модуль Юнга
`200e9` `Pa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Damping ratio` - коэффициент затухания материала
`0.01` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Number of flexible elements` — N
`1` (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

`Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F)` - Коэффициенты вязкого трения
`[0, 0]` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный вектор

`Initial deflection` - Начальное отклонение
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Initial velocity` - Начальная скорость
`0` `m/s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®