如何分析旋转急停模块

时间:2024-10-19 21:07:57

1、库:Simscape / Foundation Library / Mechanical / Rotational Elements如下图所示。

如何分析旋转急停模块

2、说明:机械止动块的上止动块和下止动块之间的转动限制。缸体的两个端口均为机械旋转型。滑块和挡块之间的冲击相互作用假定为弹性的。止动块作为弹簧实现,当间隙被清除时,弹簧与滑块接触。弹簧与滑块进入止动块的方向相反,扭矩与此穿透成线性比例。为了考虑能量耗散和非弹性效应,引入阻尼作为块参数,从而使能量损失的计算成为可能。基本硬停车模型、边界处施加的全刚度和阻尼、阻尼回弹用以下方程式描述:

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3、其中:T是滑块和壳体之间的相互作用扭矩。gp是滑块和上限之间的初始间隙。gn是滑块和下限之间的初始间隙。φ是滑块的角度位置。Kp是上限处的接触刚度。Kn是下限处的接触刚度。Dp是上限处的阻尼系数。Dn为下限阻尼系数。ω是滑块角速度。t是时间。

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4、在有界全刚度和阻尼、无阻尼回弹硬停止模型中,方程包含附加项ge(ω,0)和le(ω,0)。这些术语确保了阻尼不适用于回弹。

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5、当角速度改变符号时,关系函数ge(大于或等于)和le(小于或等于)不会产生过零。有关详细信息,请参阅在Simscape语言中启用和禁用零交叉条件。然而,求解器将ge和le函数视为非线性函数。因此,如果simscape.FindOnlineArblocks公司表示网络的其余部分为线性或切换线性,请使用边界处应用的完全刚度和阻尼、阻尼回弹模型来提高性能。默认的硬停止模型,刚度和阻尼通过过渡区平滑应用,阻尼回弹,在方程中添加了两个过渡区,每个边界处一个。当滑块通过一个过渡区域时,块会平稳地将转矩从零提升到最大值。在过渡区的末端,应用全刚度和阻尼。在回弹过程中,刚度和阻尼力矩都平稳地减小到零。这些方程也使用ge和le关系函数,它们不会产生零交叉。块的方向是从R到C。这意味着当间隙在正方向闭合时,块将扭矩从端口R传输到端口C。

6、变量:要在仿真之前设置块变量的优先级和初始目标值,请使用“块”对话框中的“变量”选项卡(或“块特性检查器”中的“变量”部分)。有关详细信息,请参见设置块变量的优先级和初始目标。

7、端口:R— Rod (slider)与安装在外壳上的止动块之间移动的滑块相关的机械旋转保护端口。C— Case机械旋转保存端口与外壳相关。

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8、上限-滑块和上限之间的间隙0.1 rad(默认)滑块与上限之间的间隙。方向根据局部坐标系指定,滑块位于原点。参数的正值指定滑块和上限之间的间隙。负值将滑块设置为穿透上限。

9、下限-滑块和下限之间的间隙-0.1 rad(默认)滑块和下限之间的间隙。方向根据局部坐标系指定,滑块位于原点。参数的负值指定滑块和下限之间的间隙。正值将滑块设置为穿透下限。

10、碰撞弹性上限1e6 N*m/rad(默认)此参数指定滑块到达上限时碰撞体的弹性特性。参数值越大,物体相互穿透越少,碰撞变得越僵硬。参数值越小,接触越软,但通常会提高收敛性和计算效率。

11、下限接触刚度-下限碰撞弹性1e6 N*m/rad(默认)此参数指定滑块到达上限时碰撞体的弹性特性。参数值越大,物体相互穿透越少,碰撞变得越僵硬。参数值越小,接触越软,但通常会提高收敛性和计算效率。

12、上限接触阻尼-上限耗散特性0.01 N*m/(rad/s)(默认)此参数指定滑块到达上限时碰撞体的耗散特性。参数值越大,在相互作用过程中消耗的能量越多。

13、下界接触阻尼-下界耗散特性0.01 N*m/(rad/s)(默认)此参数指定滑块到达下限时碰撞体的耗散特性。参数值越大,在相互作用过程中消耗的能量越多。

14、硬停止模式-选择硬停止模式刚度和阻尼在过渡区平滑应用,阻尼回弹(默认)|在边界处应用全刚度和阻尼,无阻尼回弹|在边界处应用全刚度和阻尼,阻尼回弹选择硬停止模式:刚度和阻尼通过过渡区平滑应用,阻尼回弹-指定一个过渡区,在该过渡区中扭矩从零开始缩放。在过渡区的末端,应用全刚度和阻尼。该模型对回弹有阻尼作用,但仅限于刚度力矩值。从这个意义上说,阻尼可以减少或消除刚度提供的扭矩,但决不能超过它。所有方程都是光滑的,不会产生零交叉。在边界处应用全刚度和阻尼,无阻尼回弹-此模型具有全刚度和阻尼,在上限和下限施加冲击,对反弹没有阻尼。当速度改变符号时,方程不产生过零,但在边界处有一个基于位置的过零。没有缓冲反弹有助于推动滑块快速通过这个位置。该模型具有非线性方程组。在边界处应用全刚度和阻尼,阻尼回弹-此模型具有在上下界应用冲击的全刚度和阻尼,以及对反弹应用的阻尼。方程是线性切换的,但会产生基于位置的零交叉。如果指示这是阻止整个网络线性切换的块。

15、过渡区-扭矩增大的区域0.001 rad(默认)扭矩从零上升到最大值的区域。在过渡区的末端,应用全刚度和阻尼。依赖关系当硬停止模型参数设置为刚度和阻尼通过过渡区平滑应用时启用,阻尼反弹。

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