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Translational Friction

Fricción por contacto entre cuerpos en movimiento

  • Translational Friction block

Bibliotecas:
Simscape / Foundation Library / Mechanical / Translational Elements

Descripción

El bloque Translational Friction representa la fricción por contacto entre cuerpos en movimiento. La fuerza de fricción se simula como función de la velocidad relativa y se asume que es la suma de Stribeck, Coulomb y los componentes viscosos, como se muestra en la siguiente figura.

La fricción de Stribeck, FS, es la característica de inclinación negativa que se produce a velocidades bajas [1]. La fricción de Coulomb, FC, tiene como resultado una fuerza constante a cualquier velocidad. La fricción viscosa, FV, se opone al movimiento con una fuerza directamente proporcional a la velocidad relativa. Solemos referirnos a la suma de las fricciones de Coulomb y Stribeck cerca de la velocidad cero como fricción de arranque Fbrk. La fricción se aproxima mediante las siguientes ecuaciones:

F=2e(FbrkFC)exp((vvSt)2)vvSt+FCtanh(vvCoul)+fv

vSt=vbrk2

vCoul=vbrk/10

v=vRvC

donde

  • F es la fuerza de fricción.

  • FC es la fricción de Coulomb.

  • Fbrk es la fricción de arranque.

  • vbrk es la velocidad de fricción de arranque.

  • vSt es el umbral de velocidad de Stribeck.

  • vCoul es el umbral de velocidad de Coulomb.

  • vR y vC son las velocidades absolutas de los puertos R y C, respectivamente.

  • v es la velocidad relativa.

  • f es el coeficiente de fricción viscosa.

La función exponencial utilizada en la parte de Stribeck de la ecuación de fuerza es continua y cae a magnitudes de velocidad superiores a la velocidad de fricción de arranque.

La función tangente hiperbólica utilizada en la parte de Coulomb de la ecuación de fuerza garantiza que la ecuación sea fluida y continua en v = 0, pero alcanza rápidamente su valor total a velocidades distintas de cero.

La dirección positiva del bloque va del puerto R al puerto C. Esto significa que, si la velocidad del puerto R es mayor que la del puerto C, el bloque transmite la fuerza de R a C.

Variables

Para establecer la prioridad y los valores objetivo iniciales para las variables del bloque antes de la simulación, utilice la sección Initial Targets en el cuadro de diálogo del bloque o de Property Inspector. Para obtener más información, consulte Establecer la prioridad y los valores objetivo iniciales para variables de bloque.

Los valores nominales ofrecen una forma de especificar la magnitud prevista de una variable en un modelo. Usar el escalado del sistema basado en valores nominales aumenta la solidez de la simulación. Los valores nominales pueden provenir de distintas fuentes, una de las cuales es la sección Nominal Values en el cuadro de diálogo del bloque o de Property Inspector. Para obtener más información, consulte Modify Nominal Values for a Block Variable.

Puertos

Transferencia

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Puerto de transferencia mecánica de traslación asociado con la varilla de hierro, es decir, el cuerpo en movimiento.

Puerto de transferencia mecánica de traslación asociado con la carcasa, es decir, el cuerpo estacionario.

Parámetros

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Fuerza de fricción de arranque, que es la suma de Coulomb y las fricciones estáticas. Debe ser mayor que o igual al valor Coulomb friction force.

Velocidad a la que la fricción de Stribeck alcanza su pico. Llegados a este punto, la suma de la fricción de Stribeck y Coulomb es el valor Breakaway friction force. Este parámetro especifica el umbral de velocidad, que afecta al tradeoff entre la precisión y la velocidad de la simulación.

Fuerza de fricción de Coulomb, que es la fricción que se opone al movimiento con una fuerza constante a cualquier velocidad.

Coeficiente de proporcionalidad entre la fuerza de fricción y la velocidad relativa. El valor del parámetro debe ser mayor que o igual a cero.

Referencias

[1] Armstrong, B. and C.C. de Wit, Friction Modeling and Compensation, The Control Handbook, CRC Press, 1995.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante Simulink® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2007a