Anàlisi de simulació de la molla de la frontissa basada en el coneixement de Matlab i Adams_Hinge

Article reescrit:

"Resum: aquest article pretén abordar els problemes dels cicles de desenvolupament llargs i la precisió insuficient en l'anàlisi del moviment de les peces actuals d'obertura i tancament d'automòbils. Mitjançant l'ús de Matlab, s'estableix l'equació de la cinemàtica de la frontissa de la guantera en un model de cotxe i es resol la corba de moviment de la molla al mecanisme de la frontissa. A més, s'utilitza un programari de sistema mecànic anomenat Adams per establir un model de moviment del mecanisme i realitzar anàlisis de simulació sobre les característiques dinàmiques de la força operativa i el desplaçament de la guantera durant l'etapa de disseny. Els resultats mostren que els dos mètodes d'anàlisi tenen una bona consistència, millorant l'eficiència de la solució i proporcionant una base teòrica per al disseny òptim del mecanisme de frontissa.

1

El ràpid desenvolupament de la indústria de l'automòbil i la tecnologia informàtica ha donat lloc a uns requisits més elevats dels clients per a la personalització del producte. Més enllà de l'aspecte i les funcions bàsiques, el disseny d'automòbils ara abasta diverses tendències de recerca. Al Saló de l'Automòbil Europeu, el mecanisme de frontissa de sis enllaços s'utilitza àmpliament en peces d'obertura i tancament d'automòbils. Aquest mecanisme de frontissa no només proporciona un aspecte bonic i un segellat còmode, sinó que també permet el moviment canviant la longitud de cada enllaç, la posició del punt de la frontissa i el coeficient de molla. Això permet controlar les característiques físiques.

La cinemàtica dels mecanismes estudia principalment el moviment relatiu entre objectes, concretament la relació entre el desplaçament, la velocitat i l'acceleració amb el temps. L'anàlisi de la cinemàtica i la dinàmica dels mecanismes tradicionals poden proporcionar una anàlisi del moviment mecànic complex, especialment el moviment d'obertura i tancament de l'automòbil. Tanmateix, pot tenir dificultats per calcular ràpidament resultats precisos que compleixin els requisits de disseny d'enginyeria.

Per solucionar-ho, s'estudia el model de frontissa de la guantera en un model de cotxe. Simulant i calculant l'acció manual d'obertura i tancament de la guantera, la corba de moviment de la molla de la frontissa es resol mitjançant Matlab. A més, s'estableix un model geomètric a Adams mitjançant la tecnologia de prototips virtuals i s'estableixen diversos paràmetres cinemàtics per dur a terme l'anàlisi i la verificació de la simulació. Això millora l'eficiència de la solució i escurça el cicle de desenvolupament del producte.

2 Mecanisme de frontissa de la guantera

La guantera dins de la cabina d'un cotxe normalment utilitza un mecanisme d'obertura de frontissa, compost per dues molles i múltiples bielles. La posició de la coberta en qualsevol angle d'obertura és única. Els requisits de disseny del mecanisme d'enllaç de la frontissa inclouen garantir que la posició inicial de la coberta i el panell de la caixa coincideixin amb els requisits de disseny, permetent un angle d'obertura convenient perquè els ocupants puguin agafar i col·locar articles sense interferir amb altres estructures i garantir una fàcil obertura i tancament amb un pany fiable quan la coberta està en el seu angle d'obertura màxim.

L'obertura màxima de la guantera ve determinada principalment per la carrera de la molla. Calculant el desplaçament i els canvis de força dels dos ressorts de la frontissa durant el procés d'estirament i compressió, es pot obtenir la llei de moviment del mecanisme de frontissa.

3 Càlcul numèric de Matlab

3.1 Mecanisme d'enllaç de quatre barres articulat

El mecanisme d'enllaç de la frontissa és d'estructura senzilla, fàcil de fabricar, pot portar una gran càrrega i és convenient realitzar les lleis de moviment conegudes i reproduir trajectòries de moviment conegudes, cosa que el fa àmpliament utilitzat en el disseny d'enginyeria. Canviant la forma i la mida dels components, prenent diferents components com a marcs, invertint el parell cinemàtic i ampliant el parell giratori, el mecanisme d'enllaç de quatre barres de frontissa pot evolucionar cap a diversos mecanismes d'enllaç.

S'estableix l'equació de posició del polígon vectorial tancat ABFO en el sistema de coordenades cartesianes. En convertir l'equació de forma vectorial a forma complexa mitjançant la fórmula d'Euler, es separen les parts real i imaginària.

2.1 Anàlisi del moviment de la frontissa Spring L1

El mecanisme es descompon en dos enllaços de quatre barres per resoldre la llei de moviment de la molla de la frontissa L1 mitjançant un mètode analític. El canvi de longitud de la molla L1 es calcula com el canvi de desplaçament de HI al triangle FIH.

L'execució del programa Matlab proporciona la corba de moviment de la molla de la frontissa L1 durant el procés de tancament de la tapa.

2.2 Anàlisi del moviment de la frontissa Spring L2

De manera similar a l'anàlisi de la molla de la frontissa L1, el mecanisme es descompon en dos enllaços de quatre barres per resoldre la llei de moviment de la molla de la frontissa L2. El canvi de longitud de la molla L2 es calcula com el canvi de desplaçament d'EG al triangle EFG.

L'execució del programa Matlab proporciona la corba de moviment de la molla de la frontissa L2 quan la tapa es tanca.

4

Aquest estudi estableix les equacions cinemàtiques del mecanisme de molla de la frontissa i es realitza el modelatge i la simulació per analitzar les lleis de moviment de les molles de la frontissa. Es verifica la viabilitat i coherència del mètode analític Matlab i del mètode de simulació Adams.

El mètode analític de Matlab gestiona dades diverses, mentre que el modelatge i la simulació d'Adams són més convenients, millorant l'eficiència de la solució. La comparació entre els dos mètodes mostra poca diferència en els resultats, cosa que indica una bona consistència.

En conclusió, aquest estudi proporciona informació sobre la millora del cicle de desenvolupament i l'eficiència de la solució de les peces d'obertura i tancament d'automòbils, així com una base teòrica per al disseny òptim del mecanisme de frontissa".

Referències:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Anàlisi cinemàtica i simulació d'un robot de 150 kg basat en Adams. Informàtica de control industrial, 2017 (7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Anàlisi modal de vibració d'un suport de cabina de camió pesat basat en ADAMS. Tecnologia pràctica de l'automoció, 2017 (12): 233-236.

[3]Hamza K. Disseny multiobjectiu de sistemes de suspensió de vehicles mitjançant un algorisme genètic de difusió local per a fronteres de Pareto disjuntives. Optimització de l'enginyeria, 2015, 47

Benvingut a les nostres PMF sobre l'anàlisi de simulació de la molla de la frontissa basada en el coneixement de Matlab i Adams_Hinge. En aquest article, abordarem preguntes habituals sobre la realització d'anàlisis de simulació mitjançant aquestes eines de programari.