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Simulationsanalyse der Scharnierfeder basierend auf Matlab- und Adams_Hinge-Wissen
Artikel neu geschrieben:
„Zusammenfassung: Dieser Artikel befasst sich mit den Problemen langer Entwicklungszyklen und unzureichender Genauigkeit bei der Bewegungsanalyse aktueller Öffnungs- und Schließteile von Automobilen. Mithilfe von Matlab wird die kinematische Gleichung für das Scharnier des Handschuhfachs in einem Automodell erstellt und die Bewegungskurve der Feder im Scharniermechanismus gelöst. Darüber hinaus wird eine mechanische Systemsoftware namens Adams verwendet, um ein Mechanismusbewegungsmodell zu erstellen und eine Simulationsanalyse der dynamischen Eigenschaften der Betätigungskraft und der Verschiebung des Handschuhfachs während der Entwurfsphase durchzuführen. Die Ergebnisse zeigen, dass die beiden Analysemethoden eine gute Konsistenz aufweisen, die Lösungseffizienz verbessern und eine theoretische Grundlage für die optimale Gestaltung von Scharniermechanismen bieten.
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Die rasante Entwicklung der Automobilindustrie und der Computertechnologie hat zu höheren Kundenanforderungen an die individuelle Produktanpassung geführt. Über das grundlegende Erscheinungsbild und die Funktionen hinaus umfasst das Automobildesign mittlerweile verschiedene Forschungstrends. Auf der European Auto Show wird der Sechsgelenk-Scharniermechanismus häufig in Teilen zum Öffnen und Schließen von Automobilen eingesetzt. Dieser Scharniermechanismus sorgt nicht nur für ein schönes Aussehen und eine praktische Abdichtung, sondern ermöglicht auch Bewegung durch Änderung der Länge jedes Glieds, der Position des Scharnierpunkts und des Federkoeffizienten. Dies ermöglicht die Kontrolle physikalischer Eigenschaften.
Die Mechanismuskinematik untersucht hauptsächlich die relative Bewegung zwischen Objekten, insbesondere die Beziehung zwischen Verschiebung, Geschwindigkeit und Beschleunigung im Laufe der Zeit. Die Analyse der Kinematik und Dynamik herkömmlicher Mechanismen kann eine Analyse komplexer mechanischer Bewegungen ermöglichen, insbesondere der Bewegung beim Öffnen und Schließen von Automobilen. Es kann jedoch schwierig sein, schnell genaue Ergebnisse zu berechnen, die den technischen Designanforderungen entsprechen.
Um dieses Problem anzugehen, wird das Scharniermodell des Handschuhfachs in einem Automodell untersucht. Durch Simulation und Berechnung des manuellen Öffnungs- und Schließvorgangs des Handschuhfachs wird die Bewegungskurve der Scharnierfeder mit Matlab gelöst. Darüber hinaus wird in Adams mithilfe virtueller Prototypentechnologie ein geometrisches Modell erstellt und verschiedene kinematische Parameter festgelegt, um eine Simulationsanalyse und -verifizierung durchzuführen. Dies verbessert die Lösungseffizienz und verkürzt den Produktentwicklungszyklus.
2 Scharniermechanismus des Handschuhfachs
Das Handschuhfach im Innenraum eines Autos nutzt typischerweise einen scharnierartigen Öffnungsmechanismus, der aus zwei Federn und mehreren Verbindungsstangen besteht. Die Position der Abdeckung bei jedem Öffnungswinkel ist einzigartig. Zu den Designanforderungen des Scharnierverbindungsmechanismus gehört es, sicherzustellen, dass die Ausgangsposition des Kastendeckels und der Platte den Designanforderungen entspricht, einen bequemen Öffnungswinkel für die Insassen zum Mitnehmen und Platzieren von Gegenständen zu ermöglichen, ohne andere Strukturen zu beeinträchtigen, und ein einfaches Öffnen und Schließen zu gewährleisten eine zuverlässige Verriegelung bei maximalem Öffnungswinkel des Deckels.
Die maximale Öffnung des Handschuhfachs wird hauptsächlich durch den Federweg bestimmt. Durch die Berechnung der Weg- und Kraftänderungen der beiden Scharnierfedern während des Streck- und Kompressionsvorgangs kann das Bewegungsgesetz des Scharniermechanismus ermittelt werden.
3 Numerische Matlab-Berechnung
3.1 Gelenkmechanismus mit vier Gelenken
Der Scharnierverbindungsmechanismus ist einfach aufgebaut, leicht herzustellen, kann große Lasten tragen und eignet sich zur Umsetzung bekannter Bewegungsgesetze und zur Reproduktion bekannter Bewegungstrajektorien, wodurch er im technischen Design weit verbreitet ist. Durch die Änderung der Form und Größe der Komponenten, die Verwendung verschiedener Komponenten als Rahmen, die Umkehrung des kinematischen Paars und die Vergrößerung des rotierenden Paars kann sich der Scharnier-Viergelenk-Verbindungsmechanismus zu verschiedenen Verbindungsmechanismen entwickeln.
Die Positionsgleichung für das geschlossene Vektorpolygon ABFO im kartesischen Koordinatensystem wird aufgestellt. Durch die Umwandlung der Gleichung von der Vektorform in die komplexe Form mithilfe der Euler-Formel werden der Real- und der Imaginärteil getrennt.
2.1 Bewegungsanalyse der Scharnierfeder L1
Der Mechanismus wird in zwei Viergelenke zerlegt, um das Bewegungsgesetz der Scharnierfeder L1 mithilfe einer analytischen Methode zu lösen. Die Längenänderung der Feder L1 wird als Wegänderung von HI im Dreieck FIH berechnet.
Beim Ausführen des Matlab-Programms wird die Bewegungskurve der Scharnierfeder L1 beim Schließvorgang des Deckels ermittelt.
2.2 Bewegungsanalyse der Scharnierfeder L2
Ähnlich wie bei der Analyse für die Scharnierfeder L1 wird der Mechanismus in zwei Viergelenke zerlegt, um das Bewegungsgesetz der Scharnierfeder L2 zu lösen. Die Längenänderung der Feder L2 wird als Wegänderung von EG im Dreieck EFG berechnet.
Beim Ausführen des Matlab-Programms wird die Bewegungskurve der Scharnierfeder L2 beim Schließen des Deckels ermittelt.
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Diese Studie erstellt die kinematischen Gleichungen des Scharnierfedermechanismus und führt Modellierung und Simulation durch, um die Bewegungsgesetze der Scharnierfedern zu analysieren. Die Machbarkeit und Konsistenz der Matlab-Analysemethode und der Adams-Simulationsmethode werden überprüft.
Die Matlab-Analysemethode verarbeitet vielfältige Daten, während Adams-Modellierung und -Simulation komfortabler sind und die Lösungseffizienz verbessern. Der Vergleich zwischen den beiden Methoden zeigt kaum Unterschiede in den Ergebnissen, was auf eine gute Konsistenz hinweist.
Zusammenfassend liefert diese Studie Einblicke in die Verbesserung des Entwicklungszyklus und der Lösungseffizienz von Öffnungs- und Schließteilen für Kraftfahrzeuge sowie eine theoretische Grundlage für die optimale Gestaltung von Scharniermechanismen.“
Verweise:
[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Kinematikanalyse und Simulation eines 150 kg schweren Roboters basierend auf Adams. Industrial Control Computer, 2017 (7): 82-84.
[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Schwingungsmodalanalyse einer schweren Lkw-Kabinenhalterung basierend auf ADAMS. Automotive Practical Technology, 2017 (12): 233-236.
[3]Hamza K. Multiobjektiver Entwurf von Fahrzeugaufhängungssystemen mithilfe eines genetischen Algorithmus mit lokaler Diffusion für disjunkte Pareto-Grenzen. Technische Optimierung, 2015, 47
Willkommen bei unseren FAQ zur Simulationsanalyse von Scharnierfedern basierend auf Matlab- und Adams_Hinge-Wissen. In diesem Artikel gehen wir auf häufig gestellte Fragen zur Durchführung von Simulationsanalysen mit diesen Softwaretools ein.
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Clip-Scharniere und feste Scharniere sind zwei gängige Arten von Scharnieren, die in Möbeln und Schränken verwendet werden und jeweils ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Vorteile haben. Hier’Hier finden Sie eine Aufschlüsselung der wichtigsten Unterschiede zwischen ihnen:
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