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Aosita, ya que 1993

Análisis de simulación de resorte de bisagra basado en Matlab y Adams_Hinge Knowledge

Artículo reescrito:

"Resumen: Este artículo tiene como objetivo abordar los problemas de los largos ciclos de desarrollo y la precisión insuficiente en el análisis del movimiento de las piezas de apertura y cierre de los automóviles actuales. Utilizando Matlab, se establece la ecuación cinemática de la bisagra de la guantera en un modelo de automóvil y se resuelve la curva de movimiento del resorte en el mecanismo de bisagra. Además, se utiliza un software de sistema mecánico llamado Adams para establecer un modelo de movimiento del mecanismo y realizar análisis de simulación sobre las características dinámicas de la fuerza operativa y el desplazamiento de la guantera durante la etapa de diseño. Los resultados muestran que los dos métodos de análisis tienen buena consistencia, mejoran la eficiencia de la solución y proporcionan una base teórica para el diseño óptimo del mecanismo de bisagra.

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Análisis de simulación de resorte de bisagra basado en Matlab y Adams_Hinge Knowledge 1

El rápido desarrollo de la industria del automóvil y la tecnología informática ha llevado a mayores requisitos de personalización de productos por parte de los clientes. Más allá de la apariencia y las funciones básicas, el diseño de automóviles abarca actualmente diversas tendencias de investigación. En el Salón del Automóvil de Europa, el mecanismo de bisagra de seis eslabones se utiliza ampliamente en las piezas de apertura y cierre de automóviles. Este mecanismo de bisagra no solo proporciona una apariencia hermosa y un sellado conveniente, sino que también permite el movimiento cambiando la longitud de cada eslabón, la posición del punto de bisagra y el coeficiente de resorte. Esto permite el control de las características físicas.

La cinemática de mecanismos estudia principalmente el movimiento relativo entre objetos, específicamente la relación entre el desplazamiento, la velocidad y la aceleración con el tiempo. El análisis cinemático y dinámico de mecanismos tradicionales puede proporcionar un análisis de movimientos mecánicos complejos, particularmente el movimiento de apertura y cierre de automóviles. Sin embargo, puede resultar complicado calcular rápidamente resultados precisos que cumplan con los requisitos de diseño de ingeniería.

Para abordar esto se estudia el modelo de bisagra de la guantera en un modelo de coche. Al simular y calcular la acción de apertura y cierre manual de la guantera, la curva de movimiento del resorte de la bisagra se resuelve utilizando Matlab. Además, se establece un modelo geométrico en Adams utilizando tecnología de prototipo virtual y se establecen varios parámetros cinemáticos para realizar análisis y verificación de simulación. Esto mejora la eficiencia de la solución y acorta el ciclo de desarrollo del producto.

Mecanismo de 2 bisagras de la guantera.

La guantera dentro de la cabina de un automóvil normalmente utiliza un mecanismo de apertura tipo bisagra, compuesto por dos resortes y múltiples bielas. La posición de la tapa en cualquier ángulo de apertura es única. Los requisitos de diseño del mecanismo de articulación de bisagra incluyen garantizar que la posición inicial de la cubierta de la caja y el panel coincidan con los requisitos de diseño, permitiendo un ángulo de apertura conveniente para que los ocupantes tomen y coloquen artículos sin interferir con otras estructuras, y asegurando una fácil operación de apertura y cierre con un bloqueo confiable cuando la cubierta está en su ángulo máximo de apertura.

Análisis de simulación de resorte de bisagra basado en Matlab y Adams_Hinge Knowledge 2

La apertura máxima de la guantera está determinada principalmente por la carrera del resorte. Al calcular el desplazamiento y los cambios de fuerza de los dos resortes de la bisagra durante el proceso de estiramiento y compresión, se puede obtener la ley de movimiento del mecanismo de la bisagra.

3 Cálculo numérico de Matlab

3.1 Mecanismo de articulación de cuatro barras con bisagras

El mecanismo de articulación de bisagra tiene una estructura simple, es fácil de fabricar, puede transportar una carga grande y es conveniente para realizar leyes de movimiento conocidas y reproducir trayectorias de movimiento conocidas, lo que lo hace ampliamente utilizado en el diseño de ingeniería. Al cambiar la forma y el tamaño de los componentes, tomar diferentes componentes como marcos, invertir el par cinemático y ampliar el par giratorio, el mecanismo de articulación de cuatro barras con bisagra puede evolucionar hacia varios mecanismos de articulación.

Se establece la ecuación de posición para el polígono vectorial cerrado ABFO en el sistema de coordenadas cartesiano. Al convertir la ecuación de forma vectorial a forma compleja usando la fórmula de Euler, se separan las partes real e imaginaria.

2.1 Análisis de movimiento del resorte de bisagra L1

El mecanismo se descompone en dos enlaces de cuatro barras para resolver la ley de movimiento del resorte de bisagra L1 usando un método analítico. El cambio de longitud del resorte L1 se calcula como el cambio de desplazamiento de HI en el triángulo FIH.

La ejecución del programa Matlab proporciona la curva de movimiento del resorte de bisagra L1 durante el proceso de cierre de la tapa.

2.2 Análisis de movimiento del resorte de bisagra L2

De manera similar al análisis del resorte de bisagra L1, el mecanismo se descompone en dos eslabones de cuatro barras para resolver la ley de movimiento del resorte de bisagra L2. El cambio de longitud del resorte L2 se calcula como el cambio de desplazamiento de EG en el triángulo EFG.

La ejecución del programa Matlab proporciona la curva de movimiento del resorte de bisagra L2 cuando la tapa se cierra.

4

Este estudio establece las ecuaciones cinemáticas del mecanismo de resorte de bisagra y realiza modelado y simulación para analizar las leyes de movimiento de los resortes de bisagra. Se verifica la viabilidad y coherencia del método analítico de Matlab y del método de simulación de Adams.

El método analítico de Matlab maneja datos diversos, mientras que el modelado y la simulación de Adams son más convenientes y mejoran la eficiencia de la solución. La comparación entre los dos métodos muestra poca diferencia en los resultados, lo que indica una buena coherencia.

En conclusión, este estudio proporciona información sobre cómo mejorar el ciclo de desarrollo y la eficiencia de la solución de piezas de apertura y cierre de automóviles, así como una base teórica para el diseño óptimo del mecanismo de bisagra".

Referencias:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Análisis Cinemático y Simulación de Robot de 150 kg Basado en Adams. Computadora de control industrial, 2017 (7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Análisis modal de vibración de un soporte de cabina de camión pesado basado en ADAMS. Tecnología práctica automotriz, 2017 (12): 233-236.

[3]Hamza K. Diseño multiobjetivo de sistemas de suspensión de vehículos mediante un algoritmo genético de difusión local para fronteras de Pareto disjuntas. Optimización de ingeniería, 2015, 47

Bienvenido a nuestras preguntas frecuentes sobre análisis de simulación de resortes de bisagra basados ​​en Matlab y Adams_Hinge Knowledge. En este artículo, abordaremos preguntas comunes sobre la realización de análisis de simulación utilizando estas herramientas de software.

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