Amesim旋转摩擦建模技术详解：提升工程模拟水平的利器
Amesim的旋转摩擦扭矩子模型，通过集成四种经典摩擦模型，为工程仿真提供五种摩擦建模计算方法。本元件专用于旋转部件间的变摩擦扭矩场景，如盘式制动器、鼓式制动器和自动变速器中的制动带系统，其核心特点在于支持动态摩擦系数的实时输入与多物理效应耦合建模。库仑摩擦是用于计算干摩擦扭矩的近似模型。摩擦扭矩与运动相反。由于双曲正切函数，负摩擦扭矩和正摩擦扭矩之间的连续转换得到保证。摩擦扭矩与零速度区域外的旋转速度无关，下图显示了使用双曲正切库仑模型建模的摩擦扭矩的典型曲线，下图中可见转速上升扭矩不变。这种摩擦模型考虑了静摩擦力、库仑（动）摩擦力，还可选择考虑Stribeck效应。因此，当静摩擦力是主要影响因素时，复位积分器模型是最合适的方法。它也能够处理库仑摩擦力水平高于静摩擦力的情况，这种情况虽然罕见但也是有可能出现的。从不存在摩擦转矩的位置开始，如果角位移发生变化，就会出现一个摩擦转矩。
达尔（Dahl）摩擦模型，是普通库仑摩擦力的一种推广形式，也就是说，达尔模型的稳态形式就是库仑摩擦力。与库仑模型一样，达尔（Dahl）模型方法无法对静摩擦力（或粘滞摩擦力）进行建模，因此，它没有考虑Stribeck效应。达尔模型与库仑模型的主要区别在于，当外部施加的转矩小于库仑摩擦转矩时，对于小位移情况，达尔模型中的摩擦转矩与位移相关（表现为弹簧特性）。因此，达尔模型能够准确预测在粘滞状态下的小角度位移情况。吕格雷模型将达尔模型与诸如静摩擦转矩和斯特里贝克效应等任意稳态特性相结合。不过，其内部状态可通过鬃毛模型来解释，即摩擦可直观地看作是由像弹簧一样弯曲的鬃毛所产生的力。核心参数主要包括最大库伦摩擦扭矩、静摩擦扭矩、摩擦作用直径等信息。端口2有多种信号类型的输入方式，不同的方式下信号用途有差异，要格外注意。比例模式下信号输入的是最大摩擦扭矩的比例，范围0-1之间，超过范围按照饱和值计算。法向力模式下，信号输入法向力大小，然后根据摩擦系数和摩擦半径，计算摩擦扭矩。顾名思义，信号大小就是代表摩擦扭矩，此时一切无需多言，等效扭矩输入元件。粘滞-滑动过渡优化中，位移阈值与刚度的反比关系需要慎重验证，如果不匹配，建议启用"minimal discontinuity handling"选项。使用Dahl模型的时候，使用临界阻尼的50%~70%设置参数；Stribeck效应启用：复位积分器模型中可选，LuGre模型中强制启用，指数参数推荐设置为1.5-2.5之间。
