ניתוח סימולציה של קפיץ ציר מבוסס על ידע של Matlab ו- Adams_Hinge

המאמר נכתב מחדש:

"תקציר: מאמר זה נועד להתייחס לנושאים של מחזורי פיתוח ארוכים ודיוק לא מספיק בניתוח התנועה של חלקי הפתיחה והסגירה הנוכחיים של מכוניות. על ידי שימוש ב-Matlab, נקבעת המשוואה הקינמטית של ציר תא הכפפות בדגם מכונית, ונפתרת עקומת התנועה של הקפיץ במנגנון הציר. בנוסף, תוכנת מערכת מכנית בשם Adams משמשת להקמת מודל תנועה של מנגנון ולערוך ניתוח סימולציה על המאפיינים הדינמיים של כוח ההפעלה ותזוזה של תא הכפפות בשלב התכנון. התוצאות מראות שלשתי שיטות הניתוח יש עקביות טובה, משפרות את יעילות הפתרון ומספקות בסיס תיאורטי לתכנון מנגנון ציר מיטבי.

1

ההתפתחות המהירה של תעשיית הרכב וטכנולוגיית המחשוב הובילה לדרישות גבוהות יותר של לקוחות להתאמה אישית של מוצרים. מעבר למראה ותפקודים בסיסיים, עיצוב רכב מקיף כיום מגמות מחקר שונות. בתערוכת הרכב האירופית, מנגנון הצירים בעל שש הקשרים נמצא בשימוש נרחב בחלקי פתיחה וסגירה של רכבים. מנגנון ציר זה לא רק מספק מראה יפה ואיטום נוח, אלא גם מאפשר תנועה על ידי שינוי אורך כל חוליה, מיקום נקודת הציר ומקדם הקפיץ. זה מאפשר שליטה על מאפיינים פיזיים.

קינמטיקה של מנגנון חוקרת בעיקר את התנועה היחסית בין עצמים, במיוחד את הקשר בין תזוזה, מהירות ותאוצה עם הזמן. קינמטיקה ודינאמיקה של מנגנונים מסורתיים יכולים לספק ניתוח של תנועה מכנית מורכבת, במיוחד תנועת הפתיחה והסגירה של רכב. עם זאת, הוא עשוי להתקשה לחשב במהירות תוצאות מדויקות העומדות בדרישות התכנון ההנדסי.

כדי לתת מענה לכך, נלמד דגם הצירים של תא הכפפות בדגם רכב. באמצעות הדמיה וחישוב פעולת הפתיחה והסגירה הידנית של תא הכפפות, עקומת התנועה של קפיץ הציר נפתרת באמצעות Matlab. יתר על כן, מודל גיאומטרי נבנה באדמס תוך שימוש בטכנולוגיית אב טיפוס וירטואלי, ופרמטרים קינמטיים שונים נקבעים לביצוע ניתוח סימולציה ואימות. זה משפר את יעילות הפתרון ומקצר את מחזור פיתוח המוצר.

2 מנגנון ציר של תא הכפפות

תא הכפפות בתוך תא רכב משתמש בדרך כלל במנגנון פתיחה מסוג ציר, המורכב משני קפיצים ומוטות חיבור מרובים. מיקום הכיסוי בכל זווית פתיחה הוא ייחודי. דרישות העיצוב של מנגנון הצמדת הציר כוללות הבטחת המיקום ההתחלתי של מכסה הקופסה והפאנל בהתאמה לדרישות העיצוב, המאפשרות זווית פתיחה נוחה לדיירים לקחת ולהניח פריטים מבלי להפריע למבנים אחרים, והבטחת פעולת פתיחה וסגירה קלה עם מנעול אמין כאשר הכיסוי נמצא בזווית הפתיחה המרבית שלו.

הפתיחה המקסימלית של תא הכפפות נקבעת בעיקר על ידי מהלך הקפיץ. על ידי חישוב תזוזה ושינויי הכוח של שני קפיצי הציר במהלך תהליך המתיחה והדחיסה, ניתן לקבל את חוק התנועה של מנגנון הציר.

3 חישוב נומרי של Matlab

3.1 מנגנון הצמדה בעל ארבעה מוטות צירים

מנגנון הצמדת הציר הוא פשוט במבנה, קל לייצור, יכול לשאת עומס גדול, ונוח לממש חוקי תנועה ידועים ולשחזר מסלולי תנועה ידועים, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בתכנון הנדסי. על ידי שינוי הצורה והגודל של הרכיבים, לקיחת רכיבים שונים כמסגרות, היפוך הזוג הקינמטי והגדלת הזוג המסתובב, מנגנון ההצמדה של ארבעת מוטות הציר יכול להתפתח למנגנוני הצמדה שונים.

משוואת המיקום עבור המצולע הווקטור הסגור ABFO במערכת הקואורדינטות הקרטזית נקבעת. על ידי המרת המשוואה מצורה וקטורית לצורה מורכבת באמצעות הנוסחה של אוילר, החלקים האמיתיים והדמיוניים מופרדים.

2.1 ניתוח תנועה של קפיץ ציר ל1

המנגנון מפורק לשני חיבורים בני ארבעה מוטים כדי לפתור את חוק התנועה של קפיץ הציר L1 בשיטה אנליטית. שינוי האורך של הקפיץ L1 מחושב כשינוי התזוזה של HI במשולש FIH.

הפעלת תוכנית Matlab מספקת את עקומת התנועה של קפיץ הציר L1 במהלך תהליך הסגירה של המכסה.

2.2 ניתוח תנועה של קפיץ ציר ל2

בדומה לניתוח עבור קפיץ ציר L1, המנגנון מפורק לשני חיבורים של ארבעה מוטים כדי לפתור את חוק התנועה של קפיץ ציר L2. שינוי האורך של הקפיץ L2 מחושב כשינוי התזוזה של EG במשולש EFG.

הפעלת תוכנית Matlab מספקת את עקומת התנועה של קפיץ הציר L2 כאשר המכסה נסגר.

4

מחקר זה קובע את המשוואות הקינמטיות של מנגנון קפיצי הציר ומבצע מודלים וסימולציה כדי לנתח את חוקי התנועה של קפיצי הציר. היתכנות והעקביות של השיטה האנליטית של Matlab ושיטת הדמיית Adams מאומתות.

השיטה האנליטית של Matlab מטפלת בנתונים מגוונים, בעוד שהמודלים והסימולציה של Adams נוחים יותר, ומשפרים את יעילות הפתרון. ההשוואה בין שתי השיטות מראה הבדל קטן בתוצאות, מה שמעיד על עקביות טובה.

לסיכום, מחקר זה מספק תובנות לגבי שיפור מחזור הפיתוח ויעילות הפתרון של חלקי פתיחה וסגירה של רכבים, כמו גם בסיס תיאורטי לתכנון מנגנון ציר מיטבי".

הפניות:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. ניתוח קינמטי וסימולציה של רובוט במשקל 150 ק"ג מבוסס על אדמס. מחשב בקרה תעשייתי, 2017 (7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. ניתוח מודאלי רטט של תושבת למונית כבדה על בסיס ADAMS. טכנולוגיה מעשית לרכב, 2017 (12): 233-236.

[3]חמזה ק. עיצוב רב-אובייקטיבי של מערכות מתלים לרכב באמצעות אלגוריתם גנטי דיפוזיה מקומית עבור גבולות פארטו לא משותפים. אופטימיזציה הנדסית, 2015, 47

ברוכים הבאים לשאלות הנפוצות שלנו בנושא ניתוח סימולציה של קפיץ ציר המבוסס על ידע של Matlab ו- Adams_Hinge. במאמר זה, נתייחס לשאלות נפוצות לגבי ביצוע ניתוח סימולציה באמצעות כלי תוכנה אלו.