Шарнирное соединение - сила и момент

в палитре на схеме
В блоке реализована модель определения момента и силы в шарнирном соединении двух тел (M1 и M2). Оси вращения тел могут располагаться параллельно или перпендикулярно друг другу. Шарнир расположен на расстоянии R1 от оси вращения тела М1 и на расстоянии R2 от оси вращения тела М2. Расстояния R1 и R2 в общем случае - переменные величины. Тело М2 имеет две степени свободы - вращательную и поступательную. Условная схема соединения приведена на рисунке ниже.

Уравнения модели имеют следующий вид:





где:

T1 - момент в шарнире, действующий на тело М1;

R1 - расстояние шарнира от оси вращения тела М1 (плечо силы F);

ω1 - угловая скорость тела М1;

ϕ1 - угол поворота тела М1;

F2 - сила в шарнире, действующая на тело М2;

v2 - линейная скорость тела М2;

ϕ2 - угол поворота тела М2;

Kω - коэффициент связи между ω1 и v2;

G(F2) - нелинейная функция для определения силы F2.

Порты

Блок имеет один механический ненаправленный порт вращательного движения, а также один механический ненаправленный порт поступательного движения. Через эти порты на вход блока поступают угловая и линейная скорости, а на выход - момент и сила, действующие на тело M1 и M2, соответственно. Также блок имеет два математических входных порта. Через первый порт в модель блока поступает значение плеча силы, действующей в шарнире на тело М1 (R1), а через второй порт - разница углов поворота тел М1 и М2. Выходные порты блока отсутствуют.

Свойства

  • Orient -оси вращения расположены (перпендикулярно или параллельно);
  • Dir - знак угловой и линейной скорости (совпадают или противоположны).

Параметры

  • W - угловая скорость тела вращения М1, рад/с;
  • T - момент в шарнире, действующий на тело вращения М1, Н·м;
  • V - угловая скорость тела вращения М2, рад/с;
  • F - момент в шарнире, действующий на тело вращения М2, Н·м;
  • Q - мощность, Вт.