Simulační analýza závěsné pružiny založená na znalostech Matlab a Adams_Hinge

Článek přepsán:

„Abstrakt: Tento článek si klade za cíl řešit problémy dlouhých vývojových cyklů a nedostatečné přesnosti analýzy pohybu současných otevíracích a zavíracích částí automobilů. Pomocí Matlabu je stanovena kinematická rovnice pro závěs odkládací schránky v modelu automobilu a je vyřešena křivka pohybu pružiny v mechanismu závěsu. Kromě toho se software mechanického systému nazvaný Adams používá k vytvoření modelu pohybu mechanismu a provádění simulační analýzy dynamických charakteristik provozní síly a posunutí odkládací schránky ve fázi návrhu. Výsledky ukazují, že tyto dvě analytické metody mají dobrou konzistenci, zlepšují efektivitu řešení a poskytují teoretický základ pro optimální návrh kloubového mechanismu.

1

Rychlý rozvoj automobilového průmyslu a výpočetní techniky vedl k vyšším požadavkům zákazníků na přizpůsobení produktů. Kromě základního vzhledu a funkcí nyní automobilový design zahrnuje různé výzkumné trendy. Na evropském autosalonu je šestičlánkový závěsový mechanismus široce používán v automobilových otevíracích a zavíracích částech. Tento závěsný mechanismus poskytuje nejen krásný vzhled a pohodlné těsnění, ale také umožňuje pohyb změnou délky každého článku, polohy závěsného bodu a koeficientu pružiny. To umožňuje kontrolu fyzikálních vlastností.

Kinematika mechanismu primárně studuje relativní pohyb mezi objekty, konkrétně vztah mezi posunutím, rychlostí a zrychlením v čase. Tradiční kinematická a dynamická analýza mechanismů může poskytnout analýzu komplexního mechanického pohybu, zejména pohybu otevírání a zavírání automobilu. Může však mít potíže s rychlým výpočtem přesných výsledků, které splňují požadavky technického návrhu.

Za tímto účelem je studován model závěsu odkládací schránky v modelu automobilu. Simulací a výpočtem ručního otevírání a zavírání odkládací schránky je křivka pohybu závěsné pružiny řešena pomocí Matlabu. Kromě toho je v Adams vytvořen geometrický model pomocí technologie virtuálního prototypu a jsou nastaveny různé kinematické parametry pro provádění simulační analýzy a ověřování. To zlepšuje efektivitu řešení a zkracuje cyklus vývoje produktu.

2 Mechanismus pantu přihrádky na rukavice

Odkládací schránka uvnitř kabiny automobilu obvykle využívá otevírací mechanismus pantového typu, který se skládá ze dvou pružin a více spojovacích tyčí. Poloha krytu při jakémkoli úhlu otevření je jedinečná. Konstrukční požadavky mechanismu závěsu zahrnují zajištění toho, aby počáteční poloha krytu boxu a panelu odpovídala konstrukčním požadavkům, což umožňuje pohodlný úhel otevření pro cestující, aby mohli brát a umisťovat předměty, aniž by zasahovali do jiných konstrukcí, a zajišťovat snadné otevírání a zavírání pomocí spolehlivý zámek, když je kryt v maximálním úhlu otevření.

Maximální otevření odkládací schránky je dáno především zdvihem pružiny. Výpočtem posunu a silových změn dvou kloubových pružin během procesu roztahování a stlačování lze získat pohybový zákon kloubového mechanismu.

3 Numerický výpočet v Matlabu

3.1 Kloubový čtyřtyčový spojovací mechanismus

Kloubový spojovací mechanismus má jednoduchou strukturu, snadno se vyrábí, může nést velké zatížení a je vhodný pro realizaci známých pohybových zákonů a reprodukování známých trajektorií pohybu, díky čemuž je široce používán ve strojírenství. Změnou tvaru a velikosti komponentů, převzetím různých komponent jako rámů, obrácením kinematické dvojice a zvětšením rotující dvojice se kloubový čtyřtyčový spojovací mechanismus může vyvinout v různé spojovací mechanismy.

Stanoví se polohová rovnice pro uzavřený vektorový polygon ABFO v kartézském souřadnicovém systému. Převedením rovnice z vektorové formy do komplexní formy pomocí Eulerova vzorce se oddělí skutečná a imaginární část.

2.1 Analýza pohybu pružiny závěsu L1

Mechanismus je rozložen na dva čtyřtyčové spoje pro vyřešení pohybového zákona kloubové pružiny L1 pomocí analytické metody. Změna délky pružiny L1 se vypočítá jako změna posunutí HI v trojúhelníku FIH.

Spuštění programu Matlab poskytuje křivku pohybu pružiny závěsu L1 během procesu zavírání víka.

2.2 Analýza pohybu pružiny závěsu L2

Podobně jako u analýzy pro kloubovou pružinu L1 je mechanismus rozložen na dvě čtyřtyčové spoje, aby se vyřešil pohybový zákon kloubové pružiny L2. Změna délky pružiny L2 se vypočítá jako změna posunutí EG v trojúhelníku EFG.

Spuštění programu Matlab poskytuje křivku pohybu pružiny závěsu L2 při zavírání víka.

4

Tato studie stanovuje kinematické rovnice mechanismu kloubových pružin a provádí modelování a simulaci pro analýzu zákonitostí pohybu kloubových pružin. Je ověřena proveditelnost a konzistence analytické metody Matlab a Adamsovy simulační metody.

Analytická metoda Matlab zpracovává různá data, zatímco Adamsovo modelování a simulace jsou pohodlnější a zvyšují efektivitu řešení. Srovnání mezi těmito dvěma metodami ukazuje malý rozdíl ve výsledcích, což ukazuje na dobrou konzistenci.

Závěrem lze říci, že tato studie poskytuje pohled na zlepšení vývojového cyklu a účinnosti řešení otevíracích a zavíracích částí automobilů a také teoretický základ pro optimální návrh mechanismu závěsů."

Reference:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Kinematická analýza a simulace 150 kg robota založeného na Adamsovi. Průmyslový řídicí počítač, 2017 (7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Modální analýza vibrací kabiny těžkého nákladního vozidla založená na ADAMS. Automobilová praktická technika, 2017 (12): 233-236.

[3]Hamza K. Multi-cílový návrh systémů odpružení vozidel prostřednictvím lokálního difúzního genetického algoritmu pro disjunktní Paretovy hranice. Engineering Optimization, 2015, 47

Vítejte v našich FAQ o simulační analýze závěsné pružiny založené na znalostech Matlab a Adams_Hinge. V tomto článku se budeme zabývat běžnými otázkami o provádění simulační analýzy pomocí těchto softwarových nástrojů.