Torsional Spring-Damper
Вращательная пружина и муфта демпфера с трением Кулона, блокировкой и жёсткими упорами
Библиотека
Simscape/Driveline/Муфты и приводы
Описание
Блок Torsional Spring-Damper представляет собой динамический элемент, который накладывает комбинацию внутренних крутящих моментов между двумя связанными осями привода, штоком и корпусом. Полный крутящий момент включает в себя следующие компоненты:
Линейная демпфированная пружина
Трение кулона (включая статическое трение блокировки)
Жёсткая податливость
Второй и третий компоненты являются необязательными.
Блок Torsional Spring-Damper использует модели этих блоков:
| Блок | Вклад | Библиотека |
|---|---|---|
| Loaded-Contact Rotational Friction | Трение Кулона | Simscape / Driveline / Brakes & Detents / Rotational |
| Rotational Damper, Rotational Spring | Демпфирование | Simscape / Foundation Library / Mechanical / Rotational Elements |
| Rotational Spring | Пружина | |
| Rotational Hard Stop | Жёсткий упор |
Допущения и ограничения
Включая жёсткий упор и трение Кулона повышает точность модели, но уменьшает скорость симуляции. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Эффективность симуляции привода»
Порты
Сохранение
- C
Механический порт вращения сопоставлен с ползуном, который перемещается между упорами, установленными на корпусе.
- R
Порт Механического вращения сопоставлен со штоком.
Параметры
Пружина-Демпфер
- Spring stiffness
Жесткость кручения пружины k действующая между соединенными приводными валами. Значение по умолчанию является
1000N*m/rad. Значение должно быть больше нуля.- Viscous friction coefficient
Крутящее μ демпфирования, действующее между соединенными приводными валами. Значение по умолчанию является
10N*m/(rad/s). Значение должно быть больше или равно нулю.- Coulomb friction torque
Постоянный кинетический крутящий момент трения τK действующий между соединенными приводными валами. Значение по умолчанию является
0N*m. Значение должно быть больше или равно нулю.- Ratio of static to kinetic friction
Постоянное отношение R крутящего момента трения Кулона к τS трения Кулона τK действующее между соединенными приводными валами. Значение по умолчанию является
1.1. Значение должно быть больше или равно единице.- Velocity tolerance
Минимальная относительная угловая скорость ωTol ниже которой два соединенных вала привода могут блокироваться и вращаться вместе. Значение по умолчанию является
0.001rad/s. Значение должно быть больше нуля
Жёсткие упоры
- Hard stop
Включите или исключить крутящий момент жёсткого упора, выбрав один из следующих опций:
No hard stops — Suitable for HIL simulation- Чтобы увеличить скорость симуляции, исключив вклад жесткого момента, выберите эту опцию по умолчанию.Compliant hard stops- Чтобы повысить точность модели путем включения жесткого крутящего момента, выберите эту опцию. Выбор этой опции включает другие параметры.
- Upper bound
Верхнее жесткое угловое перемещение δ + от исходного угла нулевого момента ϕ = 0. Значение по умолчанию является
10deg. Значение должно быть больше δ–.Выбор
Compliant hard stopsдля параметра Hard stop включает этот параметр.- Lower bound
Более низкое жесткое угловое перемещение δ - от нулевого опорного угла упругой силы ϕ = 0. Значение по умолчанию является
-10deg. Значение должно быть меньше δ+.Выбор
Compliant hard stopsдля параметра Hard stop включает этот параметр.- Contact stiffness
Жёсткий упор kHS, если относительный угол ϕ переходит в область жёсткого упора. Значение по умолчанию является
1e6.N*m/rad. Значение должно быть больше или равно нулю.Выбор
Compliant hard stopsдля параметра Hard stop включает этот параметр.- Contact damping
Жёсткий упор μHS применён, если относительный угол ϕ перемещается в область с жёстким упором. Значение по умолчанию является
10N*m/(rad/s). Значение должно быть больше нуля.Выбор
Compliant hard stopsдля параметра Hard stop включает этот параметр.- Hard stop model
Выберите жёсткий упор:
Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound- Задайте переходную область, в которой крутящий момент масштабируется от нуля. В конце переходной области прикладываются полная жесткость и демпфирование. Эта модель имеет демпфирование, приложенное к отскоку, но это ограничено значением крутящего момента жесткости. В этом смысле демпфирование может уменьшить или исключить крутящий момент, обеспечиваемый жесткостью, но никогда не превышает его. Все уравнения сглажены и не производят пересечений нуля.Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound- Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, приложенные с влиянием в верхней и нижней границах, без демпфирования на отскоке. Уравнения не приводят к пересечениям нуля, когда скорость изменяет знак, но существует основанное на положении пересечение нуля в границах. Отсутствие демпфирования при отскоке помогает быстро продвинуть ползун мимо этого положения. Эта модель имеет нелинейные уравнения.Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound- Эта модель имеет полную жесткость и демпфирование, приложенные с влиянием в верхней и нижней границах, с демпфированием, приложенным также на отскоке. Уравнения коммутируются линейно, но создают основанные на положении пересечения нуля. Используйте этот жёсткий упор, еслиsimscape.findNonlinearBlocksуказывает, что это блок, который препятствует линейному переключению всей сети.
Выбор
Compliant hard stopsдля параметра Hard stop включает этот параметр.
- Transition region
Область, в которой крутящий момент растёт с нуля до полного значения. В конце переходной области прикладываются полная жесткость и демпфирование. Значение по умолчанию
0.001rad.Выбор
Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped reboundдля Hard stop model включает этот параметр.
Начальные условия
- Initial deformation
Начальная деформация крутящей пружины относительно исходного угла нулевого крутящего момента ϕ = 0. Значение по умолчанию является
0deg.
Симуляция в реальном времени
Цикл
Для оптимальной эффективности симуляции используйте настройку по умолчанию Hard Stops > Hard stop параметра, No hard stops - Suitable for HIL simulation.