MSC.Adams_Th_El-да

Приложение: Задание сил трения в шарнирах

Оператор FRICTION

Оператор FRICTION задает параметры для сил трения в поступательном, вращательном, поступательно-вращательном, гуковом, универсальном и сферическом шарнирах.

Замечание: JOINT оператор дает опции для задания трения в поступательном и вращательном шарнирах. ADAMS/Solver поддерживает динамическое и статическое трение.

{ } Выбрать один из параметров [ ] Выбрать дополнительный параметр

[[ ]] Дополнительно выбрать комбинацию параметров

Описание аргументов

BALL_RADIUS=Rb

Задает радиус сферы в сферическом шарнире для использования при вычислении силы и момента трения.

По умолчанию (Default): 1.0

Диапазон изменения (Range): BALL_RADIUS > 0

STICTION_TRANSITION_VELOCITY=r

Определяет абсолютную величину пороговой скорости чувствительности при переходе от динамического к статическому трению. Если абсолютное значение относительной скорости маркера шарнира меньше STICTION_TRANSITION_VELOCITY, , то трение покоя или статическое трение действуют, так чтобы препятствовать движению.

По умолчанию (Default): 0.1 (единица длины)/(единица времени) на поверхности контакта в шарнире.

Диапазон (Range): STICTION_TRANSITION_VELOCITY > 0

EFFECT={ALL[[STICTION, SLIDING]]}

Задает включение эффектов трения в модель.

Stiction – статическое трение учитывается, sliding – динамическое трение. Исключение статического трения в симуляциях, которые не требуют его учета, значительно улучшает скорость симуляции.

По умолчанию (Default): All

FRICTION_FORCE_PRELOAD=r

Задает преднапряженную силу трения в шарнире, которая обычно вызвана механическим люфтом в сборке шарнира.

Default: 0.0

Range: FRICTION_FORCE_PRELOAD .0

MAX_STICTION_DEFORMATION=r

Задает максимальное смещение допустимое в шарнире при действии сил статического трения. Слабая деформация позволяет ADAMS/Solver легко удовлетворить условию Кулона для статического трения, например так как

Friction force magnitude < µ static * normal force.

Следовательно, даже при нулевой скорости возможно приложение конечной силы статического трения, если динамика системы требует этого.

Default: 0.01 length units

Range: MAX_STICTION_DEFORMATION > 0

MU_DYNAMIC=r

Задает коэффициент динамического трения. Величина силы трения:

Friction_force_magnitude = F = µN, где µ = MU_DYNAMIC, а N = normal force

Сила динамического трения действует в противоположном направлению скорости в шарнире направлении.

Default: none

Range: MU_DYNAMIC > 0

MU_STATIC=r

Задает коэффициент статического трения в шарнире. Величина верхней границы величины силы трения покоя:

Friction_Force_Magnitude = F = µN, где µ = MU_STATIC, а N = normal force

Сила статического трения действует в противоположном силам или моментам направлениям вдоль степеней свободы шарнира.

Default: none

Range: MU_STATIX 0

OVERLAP_DELTA={INCREASE, DECREASE, CONSTANT}

Для задания трения в шарнире скольжения (поступательный (Translational) или посту- пательно-вращательный (Cylindrical) шарнир, ADAMS/Solver вычисляет перекрытие шарнира. В процессе скольжения в таком шарнире, перекрытие может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянным. OVERLAP_DELTA используется для задания этих изменений в перекрытии.

INCREASE указывает на то, что перекрытие возрастает с перемещением I-маркера (I Marker) в положительном для J-маркера (J Marker) направлении; ползун перемещается внутрь шарнира.

DECREASE указывает на то, что перекрытие возрастает с перемещением I-маркера (I Marker) в положительном для J-маркера (J Marker) направлении; ползун перемещается из шарнира.

CONSTANT указывает на неизменность перекрытия, ползун весь остается в шарнире. Default: CONSTANT

PIN_RADIUS=Rp

Задает радиус оси для Revolute, Cylindrical, Hooke, or Universal шарнира. Default: 1.0

Range: PIN_RADIUS > 0

REACTION_ARM=Rn

Задает эффективное плечо момента шарнирной реакции относительно трансляционной оси the оси поступательного (translational) шарнира (z-направление J marker'а шарнира). Это значение используется для вычисления вклада торсионного момента в множество сил трения.

Default: 1.0

Range: REACTION_ARM > 0

FRICTION_TORQUE_PRELOAD=r

Задает момент преднагруженного трения обычно вызываемый механическим люфтом в шарнире.

Default: 0.0

Range: FRICTION_TORQUE_PRELOAD .0

I_YOKE

J_YOKE

I_YOKE и J_YOKE задают направления осей вращения на которых действует оператор FRICTION. I_YOKE указывает учет трения на оси I маркера (I marker’s rotational constraint) так же как J_YOKE указывает учет трения на оси J маркера (J marker’s rotational constraint). Ключевые слова имеют смысл только для шарнира Гука и универсального шарнира (Hooke и UNIVERSAL).

Приложение сил трения в шарнирах

Здесь приводятся графические описания и блок-диаграммы режимов трения, доступных для моделирования в шарнирах с помощью оператора FRICTION.

Для изучения блок-диаграмм и режимов трения смотрите:

Соглашения в блок-диаграммах стр. 94.

Режимы трения см. стр. 95.

Для нахождения информации о конкретном шарнире смотрите:

Поступательный шарнир (Translational Joint) на стр. 95

Вращательный шарнир (Revolute Joint) на стр. 95 Поступательно-вращательный (Cylindrical Joint) на стр. 96 Универсальный/Гука шарнир (Universal/Hooke Joint) на стр. 96

Сферический шарнир (Spherical Joint) на стр. 97

Соглашения в блок диаграммах

Таблица 1 – описывает связь между INPUTS аргументами в FRICTION операторе и ключами, используемыми в блокдиаграммах. 2 – обозначения в диаграммах.

Таблица 1. Связь между аргументами INPUTS и ключами в блок-диаграммах

ALL /NONE устанавливает все допустимые ключи в состояние

ON/OFF, соответственно

Таблица 2. Обозначения блок-диаграммы и диаграмма

Обозначение Описание обозначения

Скалярная

величина

Векторная

величина

Узел

перемножения a×b=c

Режимы трения

При моделировании сухого трения в ADAMS допускается существования трех режимов трения. Полагается, что в шарнире реализуется динамическое трение, если величина скорости в шарнире превышает в полтора раза скорость перехода к трению покоя. Для вычисления силы трения используется коэффициент динамического трения ( d ). Если

скорость в шарнире от одной до полутора скорости перехода к трению покоя, шарнир рассматривается как находящийся в переходном режиме между ста-

тическим и динамическим трением. Для вычисления промежуточного между динамическим ( d ) и статическим ( s ) значения коэффициента трения используется функция

STEP. Шарнир считается, находящимся в режиме статического трения если скорость перемещения в шарнире меньше скорости перехода к статическому трению. Эффективный коэффициент трения вычисляется с использованием шарнирного сползания и шарнирной скорости и статического коэффициента трения ( s ). Скорость в шарнире

определяет мгновенный режим трения. Таблица 2 на стр. 94 показывает блокдиаграмму режимов трения допустимых в ADAMS/Solver.

Поступательный шарнир (Translational Joint)

Реакция в шарнире (F), изгибающий момент (Tm), скручивающий (torsional) момент (Tn), и сила преднагружения (Fprfrc) используются для вычисления силы трения в трансляционном (TRANSLATIONAL) шарнире. М отдельно включать эффекты, переключая ключи SW1 – SW4. Изгибающий момент (Tm) конвертируется в эквивалентную силу использованием Xs блока. , скручивающий момент конвертируется в эквивалентную шарнирную силу с использованием плеча трения (Rn). (Ffrict) прикладывается вдоль оси перемещения в направлении, вычисляемом блоком FRD.

Вращательный шарнир (Revolute Joint)

Реакции шарнира (Fa и Fr), изгибающий момент (Tr) и момент преднагружения (Tprfrc) определяют момент трения во вращательном (revolute) шарнире. Вы можете отключать одну или несколько этих силовых эффектов, используя ключи SW1 – SW3. Шарнирные реакции (Fa и Fr) конвертируются в эквивалентные моменты с использованием плеча трения (Rn) и радиуса оси (Rp). Момент трения (Tfrict) прикладывается вдоль оси вращения в направлении, вычисляемом блоком FRD.

Поступательно-вращательный шарнир (Cylindrical Joint)

Силовая реакция шарнира (F) и моментная реакция (Tm) комбинируются с преднагружающей силой (Fprfrc) и моментом (Tprfrc). Согласно блок-диаграмме можно отключать различные эффекты, используя ключи SW1 – SW3. Силы трения в шарнире действуют на поверхностях. FRD блок определяет направление силы трения. Основываясь на понятии направления коэффициента трения, сила поверхностного трения разбивается на эквивалентные момент и силу трения, действующие вдоль оси шарнира.

Универсальный/Гука шарнир (Universal/Hooke Joint)

Универсальный/Гука (UNIVERSAL/HOOKE) шарнир содержит две оси (два поводка или руля) (I_YOKE и J_YOKE), которые моделируются независимо. Эквивалентный вращательный (revolute) шарнир представляет каждый руль. Момент трения прикладывается вдоль каждой из осей двух рулей.

Сферический (Spherical Joint)

Сила реакции (F) и преднагруженный момент трения (Tprfrc) – два силовых эффекта используемых при вычислении момента в сферическом (SPHERICAL) шарнире. Радиус сферы используется для вычисления эквивалентного момента трения. FRD блок определяет направление момента сил трения.