Rotational Spring

機械回転システムの理想的なバネ

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Simscape / Foundation Library / Mechanical / Rotational Elements

説明

Rotational Spring ブロックは、次の方程式で記述される理想的な機械回転線形バネを表します。

$T = K \cdot φ$

$φ = φ_{i n i t} + φ_{R} - φ_{C}$

$ω = \frac{d φ}{d t}$

ここで、

T はバネを通じて伝達されるトルクです。
K はバネ定数です。
φ は相対変位角度、つまりバネの変形です。
φ_init はバネの予備巻線です。
φ_R と φ_C はそれぞれ端子 R と端子 C の絶対角変位です。
ω は相対角速度です。
t は時間です。

このブロックの正方向は端子 R から端子 C です。つまり、端子 R の速度が端子 C の速度より大きい場合、ブロックは R から C にトルクを伝達します。

変数

シミュレーションの前にブロック変数の優先順位と初期ターゲット値を設定するには、ブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [初期ターゲット] セクションを使用します。詳細については、ブロック変数の優先順位と初期ターゲットの設定を参照してください。

ノミナル値は、モデル内で予想される変数の大きさを指定する方法を提供します。ノミナル値に基づくシステムのスケーリングを使用すると、シミュレーションのロバスト性が向上します。ノミナル値はさまざまなソースから得られます。その 1 つがブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [ノミナル値] セクションです。詳細については、ブロック変数のノミナル値の変更を参照してください。

例

単純な機械システム

この例では、回転運動と並進運動を接続するシステムのモデルを説明します。加算てこが駆動する負荷は、質量、粘性摩擦、およびジョイント C に接続するバネで構成されています。ジョイント B は、ホイールおよび軸とギアボックスを経由する基準点に接続する 2 つの回転バネに吊り下げられています。ジョイント A は、ギアボックスとホイールおよび軸機構を経由してトルク源に接続されています。

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スティックスリップ運動を伴う機械的回転システム

このモデルでは、スティックスリップ摩擦を伴う機械的回転システムについて説明します。慣性は、バネとダンパーによって、固定点に接続されます。慣性は速度源によって、スティックスリップ摩擦素子を介して駆動されます。摩擦素子では、起動摩擦とクーロン摩擦の間に差があるため、慣性のスティックスリップ運動が発生します。

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