Rope

Физическое соединение, которое включает передачу силы

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives

Описание

Блок Rope представляет элемент, который передает силу между двумя контактными точками. Можно обработать его как произвольное устройство переноса силы, чтобы симулировать множество ситуаций, включая сети шкива, диски кабеля и змеевидные пояса. Можно выбрать, показывает ли блок слабый на потерю силы. Блок имеет основной порт, B, и порт последователя, F. Веревка простирается в силе, когда основной порт приводит порт последователя.

Блок рассматривает только продольное поступательное движение и силу концов веревки. Для идеального случая блок эквивалентен пружинному демпферу или системам пружинного массового демпфера, проиллюстрированным на рисунках, в зависимости от того, принимаете ли вы решение смоделировать массу. Эти фигуры не обязательно применяются, когда вы симулируете слабый.

Parallel spring and damper with an in port and an out port.Parallel spring and damper with an in port, an out port, and mass at both ends.

Совет

Подтвердите, что ваша модель выполняет правильно с набором Rope model к Ideal - No tension. В то время как в этом режиме, проверьте, что порты B и F ориентированы правильно путем просмотра графиков силы каждого, вовлекают в Simscape Results Viewer и поиске неожиданных отрицательных величин.

Вы симулируете веревку с произвольными физическими свойствами путем корректировки параметров блоков. Блок Rope может действовать как пояс, кабель или любое другое устройство, которое имеет предел прочности и передает силу между двумя контактными точками. Контактная точка может быть шкивом, барабаном или идеальным источником.

Блок полезен для моделирования стационарного или сети шкива перемещения. Можно управлять блоком Rope с источниками как блок Ideal Translational Velocity Source или блок Rope Drum, присоединенный к блоку Ideal Force Source.

Для большей точности или числовой устойчивости, можно принять решение смоделировать воздействие массы в системе. Когда вы устанавливаете Model mass на On, блок распределяет половину общей массы любому концу веревки. Добавление даже небольшого количества массы может улучшить инициализацию вашей модели. Можно также задать начальные условия веревки. Если вы примете решение симулировать слабый, блок прекратит применять жесткость и ослаблять, когда веревка больше не будет в силе.

Уравнения

Блок Rope характеризует внешнюю загрузку в основном порте как

FB(xs(t),t)=m2x¨B(t)+D(xs(t))x˙s(t)+K(xs(t))xs(t),

и в порте последователя,

FF(xs(t),t)=m2x¨F(t)−D(xs(t))x˙s(t)−K(xs(t))xs(t),

где xs(t)=xB(t)−xF(t). Силы варьируются как функции времени и деформации фрагмента, xs. Здесь, K и B являются функциями xs, такого что K(xs)=K когда там не слабо, или вы не симулируете слабый. В противном случае, K(xs)=0 когда слабый происходит. Таким образом, когда xs<0. Та же логика запрашивает B. Проигнорируйте массовые термины, если вы не моделируете массу.

Переменные имеют следующие значения:

  • F является силой силы, где F=FB=−FF.

  • K является пружинным коэффициентом жесткости. K(xs)=0 когда вы устанавливаете Rope model на Model rope slack и xs<0.

  • D является коэффициентом демпфирования.

  • m является общей массой. Это эквивалентно параметру Mass. Блок распределяет половину общей массы каждому концу.

  • xB является положением основного узла.

  • xF является положением узла последователя.

  • xs является деформацией из-за протяжения. Это эквивалентно переменной Stretch.

  • ẋs является скоростью фрагмента.

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Порты

Сохранение

развернуть все

Порт механической передачи сопоставлен с ведущим концом веревки.

Порт механической передачи сопоставлен со следующим концом веревки.

Параметры

развернуть все

Опция к слабой модели. По умолчанию веревка передаст силу в то время как в силе или сжатии. Когда вы выбираете Model rope slack, блок прекращает передавать упругую силу, когда это не находится в силе. Блок Rope в слабом эквивалентен блоку Translational Hard Stop с набором Upper bound к 0 и набор Lower bound к -inf. Для получения дополнительной информации смотрите Поступательный Жесткий упор.

Опция, чтобы параметрировать массу. Установка этого к On заставит блок рассматривать массу сегмента веревки, который это представляет. Симуляция массы может помочь инициализировать некоторые модели, но может также быть более в вычислительном отношении дорогостоящей.

Масса сегмента веревки, который представляет блок. Блок распределяет половину общей массы каждому концу веревки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model mass на On или набор Rope model к Model slack.

Эффективная поступательная пружинная жесткость сегмента веревки.

Эффективное поступательное затухание сегмента веревки. Когда вы устанавливаете Rope model на Model slack и xs<0, блок игнорирует затухание.

Жесткость и опции восстановления для слабой модели. Слабая модель эквивалентна блоку Translational Hard Stop. Можно выбрать из следующих опций:

  • Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound

  • Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound

  • Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Rope model на Model rope slack.

Расстояние от полного сжатия или полного расширения, где эффекты жесткости и затухания частично применяются. Когда вы устанавливаете Slack model на Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound, блок гладко перейдет начало жесткости и ослабляющий, когда пружина приближается к полному дополнительному или полному сжатию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Rope model на Model rope slack.

Опция, чтобы ограничить максимальную растяжимую силу в веревке.

  • No maximum tension — Сила может быть произвольно большой в процессе моделирования.

  • Specify maximum tension — Сила должна остаться ниже, чем максимальное значение. Если сила превышает это значение, симуляция генерирует ошибку и остановки.

Натяните ошибочную цель значения. Когда сила в сегменте веревки превысит этот параметр, блок сгенерирует ошибку.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Maximum tension на Specify maximum tension.

Сгенерируйте предупреждение, когда сегмент веревки больше не будет в силе. Эта установка может помочь вам обнаружить, испытывает ли ваша система экземпляры слабых.

Примеры модели

Compound Pulley

Составной шкив

Блок и занимается системой, которая представлена блоками Шкива и Веревки Пояса из библиотеки Simscape™ Driveline™. Этот составной шкив подстроен как трехкратная покупка с двумя тройными блоками. Система имеет механическое преимущество 6.

Power Window System

Система окна со стеклоподъемником

Управляемая двигателем система окна со стеклоподъемником. Двигатель постоянного тока управляет механизмом окна со стеклоподъемником через червячную передачу с автоблокировкой с отношением 1: 50. Механизм окна со стеклоподъемником состоит из барабана кабеля и четырех шкивов все соединенные кабелем. Окно присоединено к кабелю в двух точках пластиной лифта. Это гарантирует обе стороны окна перемещаются на той же скорости и в том же направлении, сохраняя уровень окна. Модель также включает вязкое трение в направляющих рельсах.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | | |

Введенный в R2021a

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте