对于具有粘滑摩擦的动力系统，哪种策略是最好的实现策略

Question

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我正在尝试建立一个丝杠传动的理论模型，将其作为力元素参与mbs模拟。这意味着

F=blackbox(u)

在上图中，我将系统简化为一个有代表性的模型。phi_1(t)和u_1(t)是螺母的给定运动。应计算引线的运动和返回的反作用力。它们是phi_2(t)和u_2(t)。

我写下了静态情况下的所有方程。但是我不确定我应该如何选择方程的运动来数值求解它们。

在运动学中，您可以看到有一个内部自由度。你可以选择它作为u_2，所以根据给定的phi_1和u_1，phi_2有一种可能的位置。

现在你可以根据u_2写出轴向力F和扭矩M，这样你就可以计算出影响螺纹的切向力和法向力。

在这一点上我遇到了困难。由于粘滑效应，摩擦力F_R可能会有两个不同的值，这取决于螺纹力。

你将如何编写运动方程，以便实现它的数值求解？

我也很高兴提到任何其他社区/文献，可以帮助解决我的问题。

Answer 1

摩擦是一种非线性效应，所以你必须以一种非线性的方式求解运动方程:从初始条件开始，递增系统，迭代收敛，更新状态，重复下一步。

摩擦是非线性力学中的一个难题。当我在90年代做有限元分析时，像MARC，MSC，Ansys和Abacus这样的非线性有限元供应商正在以一种普遍的方式解决这些问题。我会调查类似的事情。

在谷歌上搜索“开源非线性有限元分析”，结果是this。