تحلیل شبیه سازی فنر لولا بر اساس دانش Matlab و Adams_Hinge

مقاله بازنویسی شد:

چکیده: هدف این مقاله پرداختن به مسائل مربوط به چرخه های توسعه طولانی و دقت ناکافی در تحلیل حرکت قطعات باز و بسته شدن فعلی خودرو است. با استفاده از Matlab معادله سینماتیک برای لولا جعبه دستکش در یک مدل ماشین برقرار می شود و منحنی حرکت فنر در مکانیزم لولا حل می شود. علاوه بر این، یک نرم افزار سیستم مکانیکی به نام آدامز برای ایجاد یک مدل حرکت مکانیزم و انجام تجزیه و تحلیل شبیه سازی بر روی ویژگی های دینامیکی نیروی عامل و جابجایی جعبه دستکش در مرحله طراحی استفاده می شود. نتایج نشان می‌دهد که دو روش آنالیز سازگاری خوبی دارند، کارایی محلول را بهبود می‌بخشند و مبنایی نظری برای طراحی مکانیزم لولا بهینه ارائه می‌دهند.

1

توسعه سریع صنعت خودرو و فناوری کامپیوتر منجر به نیازهای مشتریان بیشتر برای سفارشی سازی محصول شده است. فراتر از ظاهر و کارکردهای اولیه، طراحی خودرو اکنون گرایش های تحقیقاتی مختلفی را در بر می گیرد. در نمایشگاه خودرو اروپا، مکانیزم لولای شش لینک به طور گسترده ای در باز و بسته شدن قطعات خودرو استفاده می شود. این مکانیسم لولا نه تنها ظاهری زیبا و آب بندی راحت ارائه می دهد، بلکه با تغییر طول هر پیوند، موقعیت نقطه لولا و ضریب فنر، حرکت را نیز امکان پذیر می کند. این امکان کنترل ویژگی های فیزیکی را فراهم می کند.

سینماتیک مکانیزم در درجه اول حرکت نسبی بین اجسام، به ویژه رابطه بین جابجایی، سرعت، و شتاب با زمان را مطالعه می کند. تحلیل دینامیک و سینماتیک مکانیزم سنتی می‌تواند تحلیلی از حرکت مکانیکی پیچیده، به ویژه حرکت باز و بسته شدن خودرو ارائه دهد. با این حال، ممکن است برای محاسبه سریع نتایج دقیق که الزامات طراحی مهندسی را برآورده می کند، مشکل داشته باشد.

برای رفع این موضوع، مدل لولای جعبه دستکش در یک مدل خودرو مورد مطالعه قرار گرفته است. با شبیه سازی و محاسبه باز و بسته شدن دستی جعبه دستکش، منحنی حرکت فنر لولا با استفاده از Matlab حل می شود. علاوه بر این، یک مدل هندسی در آدامز با استفاده از فناوری نمونه اولیه مجازی ایجاد می‌شود و پارامترهای سینماتیکی مختلف برای انجام تحلیل و تأیید شبیه‌سازی تنظیم شده‌اند. این کارایی راه حل را بهبود می بخشد و چرخه توسعه محصول را کوتاه می کند.

2 مکانیسم لولا جعبه دستکش

جعبه دستکش داخل کابین خودرو معمولاً از مکانیزم بازشوی لولای متشکل از دو فنر و میله‌های اتصال متعدد استفاده می‌کند. موقعیت پوشش در هر زاویه باز شدن منحصر به فرد است. الزامات طراحی مکانیزم اتصال لولا شامل حصول اطمینان از مطابقت موقعیت اولیه پوشش جعبه و پانل با الزامات طراحی، ایجاد یک زاویه باز مناسب برای سرنشینان برای برداشتن و قرار دادن وسایل بدون تداخل با سایر سازه‌ها و اطمینان از عملیات باز و بسته شدن آسان با یک قفل قابل اعتماد زمانی که پوشش در حداکثر زاویه بازش قرار دارد.

حداکثر باز شدن جعبه دستکش عمدتاً توسط ضربه فنر تعیین می شود. با محاسبه جابجایی و تغییرات نیروی دو فنر لولا در طول فرآیند کشش و فشار می توان قانون حرکت مکانیسم لولا را به دست آورد.

3 محاسبه عددی Matlab

3.1 مکانیسم اتصال چهار میله لولایی

مکانیسم اتصال لولا از نظر ساختار ساده است، ساخت آن آسان است، می تواند بار زیادی را حمل کند، و برای تحقق قوانین حرکت شناخته شده و بازتولید مسیر حرکت شناخته شده راحت است، و به طور گسترده در طراحی مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. با تغییر شکل و اندازه اجزا، در نظر گرفتن اجزای مختلف به عنوان قاب، معکوس کردن جفت سینماتیک و بزرگ کردن جفت چرخان، مکانیسم اتصال چهار میله لولا می تواند به مکانیزم های پیوندی مختلف تبدیل شود.

معادله موقعیت برای چند ضلعی برداری بسته ABFO در سیستم مختصات دکارتی برقرار است. با تبدیل معادله از فرم برداری به شکل مختلط با استفاده از فرمول اویلر، قسمت های واقعی و خیالی از هم جدا می شوند.

2.1 تجزیه و تحلیل حرکت فنر لولا L1

این مکانیسم به دو پیوند چهار میله ای برای حل قانون حرکت فنر لولا L1 با استفاده از یک روش تحلیلی تجزیه می شود. تغییر طول فنر L1 به عنوان تغییر جابجایی HI در مثلث FIH محاسبه می شود.

اجرای برنامه Matlab منحنی حرکت فنر لولا L1 را در طول فرآیند بسته شدن درب فراهم می کند.

2.2 تجزیه و تحلیل حرکت فنر لولا L2

مشابه تجزیه و تحلیل فنر لولا L1، مکانیسم به دو پیوند چهار میله ای برای حل قانون حرکت فنر لولا L2 تجزیه می شود. تغییر طول فنر L2 به عنوان تغییر جابجایی EG در مثلث EFG محاسبه می شود.

اجرای برنامه Matlab منحنی حرکت فنر لولا L2 را هنگام بسته شدن درب آن فراهم می کند.

4

این مطالعه معادلات سینماتیکی مکانیزم فنر لولا را ایجاد می‌کند و مدل‌سازی و شبیه‌سازی را برای تحلیل قوانین حرکتی فنرهای لولا انجام می‌دهد. امکان سنجی و سازگاری روش تحلیلی Matlab و روش شبیه سازی آدامز تایید شده است.

روش تحلیلی Matlab داده‌های متنوعی را مدیریت می‌کند، در حالی که مدل‌سازی و شبیه‌سازی آدامز راحت‌تر است و کارایی راه‌حل را بهبود می‌بخشد. مقایسه بین دو روش تفاوت کمی را در نتایج نشان می دهد که نشان دهنده سازگاری خوب است.

در نتیجه، این مطالعه بینش‌هایی را در مورد بهبود چرخه توسعه و کارایی راه‌حل قطعات باز و بسته‌کننده خودرو، و همچنین مبنایی نظری برای طراحی مکانیزم لولا بهینه ارائه می‌دهد.

منابع:

[1] ژو جیان ون، ژو بو، منگ ژنگدا. تحلیل و شبیه سازی سینماتیک ربات 150 کیلوگرمی بر اساس آدامز. کامپیوتر کنترل صنعتی، 1396 (7): 82-84.

[2] شان چانگژو، وانگ هووون، چن چائو. تحلیل مودال ارتعاش پایه کابین کامیون های سنگین بر اساس ADAMS. فناوری عملی خودرو، 2017 (12): 233-236.

[3]حمزه ک. طراحی چند هدفه سیستم‌های تعلیق خودرو از طریق یک الگوریتم ژنتیک انتشار محلی برای مرزهای پارتو. بهینه سازی مهندسی، 2015، 47

به سؤالات متداول ما در مورد تجزیه و تحلیل شبیه سازی فنر لولا بر اساس Matlab و دانش Adams_Hinge خوش آمدید. در این مقاله به سوالات رایج در مورد انجام تحلیل شبیه سازی با استفاده از این ابزارهای نرم افزاری می پردازیم.