Объект: SHARZ

Библиотека: Mechanics2D

Имя на уровне решателя: Mechanics2D.SHARZ

Аннотация: Цилиндрический шарнир, перемещающийся в плоскости, упругий, с трением и зазором

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	MECH2D	2D механический порт 1, палец шарнира
2	Port2	MECH2D	2D механический порт 2, обойма шарнира

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	D	real	Диаметр шарнира, м	m	0.1
2	K	real	Нормальная контактная жесткость, Н/м	N/m	1e6
3	gap	real	Величина зазора, м	m	0.0
4	mu	real	Коэффициент трения, -		0.0

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_Tx_LinearSpeed1	Tx-составляющая линейной скорости на порте;	m/s
2	V_Ty_LinearSpeed1	Ty-составляющая линейной скорости на порте;	m/s
3	V_Rz_AngularSpeed1	Rz-составляющая угловой скорости на порте;	rad/s
4	ROUT_LinearSpeed1	Модуль вектора линейной скорости на порте;	m/s
5	S_Tx_Force1	Tx-составляющая силы на порте	N
6	S_Ty_Force1	Ty-составляющая силы на порте	N
7	S_Rz_Torque1	Rz-составляющая момента на порте	N*m
8	ROUT_Force1	Модуль вектора силы на порте	N
9	A_Tx_LinearAcceleration1	Tx-составляющая линейного ускорения на порте	m/s**2
10	A_Ty_LinearAcceleration1	Ty-составляющая линейного ускорения на порте	m/s**2
11	A_Rz_AngularAcceleration1	Rz-составляющая углового ускорения на порте;	rad/s**2
12	ROUT_LinearAcceleration1	Модуль вектора линейного ускорения на порте;	m/s**2
13	X_Tx_LinerMotion1	Tx-составляющая линейного перемещения на порте	m
14	X_Ty_LinerMotion1	Ty-составляющая линейного перемещения на порте	m
15	X_Rz_AngularMotion1	Rz-составляющая углового перемещения на порте;	rad
16	ROUT_LinerMotion1	Модуль вектора линейного перемещения на порте ;	m
17	V_Tx_LinearSpeed2	Tx-составляющая линейной скорости на порте;	m/s
18	V_Ty_LinearSpeed2	Ty-составляющая линейной скорости на порте;	m/s
19	V_Rz_AngularSpeed2	Rz-составляющая угловой скорости на порте;	rad/s
20	ROUT_LinearSpeed2	Модуль вектора линейной скорости на порте;	m/s
21	S_Tx_Force2	Tx-составляющая силы на порте	N
22	S_Ty_Force2	Ty-составляющая силы на порте	N
23	S_Rz_Torque2	Rz-составляющая момента на порте	N*m
24	ROUT_Force2	Модуль вектора силы на порте	N
25	A_Tx_LinearAcceleration2	Tx-составляющая линейного ускорения на порте	m/s**2
26	A_Ty_LinearAcceleration2	Ty-составляющая линейного ускорения на порте	m/s**2
27	A_Rz_AngularAcceleration2	Rz-составляющая углового ускорения на порте;	rad/s**2
28	ROUT_LinearAcceleration2	Модуль вектора линейного ускорения на порте;	m/s**2
29	X_Tx_LinerMotion2	Tx-составляющая линейного перемещения на порте	m
30	X_Ty_LinerMotion2	Ty-составляющая линейного перемещения на порте	m
31	X_Rz_AngularMotion2	Rz-составляющая углового перемещения на порте;	rad
32	ROUT_LinerMotion2	Модуль вектора линейного перемещения на порте ;	m

Пример использования компонента

Модель цилиндрического шарнира, перемещающегося в плоскости, упругого, с трением и зазором (SHARZ)

Модель описывает цилиндрический шарнир, обеспечивающий относительное плоское движение сопряженных тел с учетом упругих контактных деформаций, радиального зазора и кулоновского трения. Контактное взаимодействие между элементами шарнира возникает после полной выборки радиального зазора, после чего динамическое усилие определяется нормальной жесткостью контакта и силами сухого трения. Состояние элемента характеризуется геометрическими параметрами цапфы, жесткостью сопряжения и условиями трения.

Начальные данные:

Параметры шарнира (SHARZ)

D = 0.1 – Диаметр шарнира, м (определяет характерный геометрический размер и плечо сил трения)

mu = 0.01 – Коэффициент трения (определяет величину момента и сил сопротивления при относительном движении)

gap = 0.001 – Величина радиального зазора, м (начальное расстояние между сопряженными поверхностями)

K = 1e6 – Нормальная контактная жесткость, Н/м (определяет упругую реакцию при замыкании зазора)

Параметры инерционных звеньев

MD1: M = 1.0, J = 1.0 – Масса (кг) и момент инерции (кг·м²) базового звена

MD2: M = 1.0, J = 1.0 – Масса (кг) и момент инерции (кг·м²) ведомого вращающегося звена

Источник вращающего момента (SF1.D2)

FC = 1.0 – Постоянный действующий момент, Н·м

end = 10.0 – Время расчета динамического процесса, с

Описание работы элемента:

Базовый узел Point2d2DOFs1 жестко зафиксирован заделкой по всем трем степеням свободы (X, Y, R), фиксируя первое тело MD1. К подвижной части шарнира (порт 2) присоединено второе тело MD2 с моментом инерции J = 1.0 кг·м². К вращательной степени свободы R узла Point2d2DOFs2 приложен постоянный вращающий момент FC = 1.0 Н·м от источника SF1D2. Датчик X фиксирует перемещение подвижного звена.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста

Рисунок 2 - SHARZ.Check