Matlab과 Adams_Hinge 지식을 기반으로 한 힌지 스프링 시뮬레이션 분석

기사 재작성:

"요약: 이 기사의 목적은 현재 자동차 개폐 부품의 동작 분석에서 긴 개발 주기와 부족한 정확도 문제를 해결하는 것입니다. Matlab을 사용하여 자동차 모델의 글러브 박스 힌지에 대한 운동 방정식을 확립하고 힌지 메커니즘의 스프링 운동 곡선을 풀었습니다. 또한 설계 단계에서는 Adams라는 기계 시스템 소프트웨어를 사용하여 메커니즘 동작 모델을 구축하고 글로브 박스의 조작력 및 변위의 동적 특성에 대한 시뮬레이션 분석을 수행합니다. 결과는 두 가지 해석 방법이 일관성이 뛰어나 솔루션 효율성을 향상시키고 최적의 힌지 메커니즘 설계를 위한 이론적 기반을 제공한다는 것을 보여줍니다.

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자동차 산업과 컴퓨터 기술의 급속한 발전으로 인해 제품 맞춤화에 대한 고객 요구 사항이 더욱 높아졌습니다. 이제 자동차 디자인은 기본적인 외관과 기능을 넘어 다양한 연구 트렌드를 포괄하고 있습니다. 유럽 ​​자동차 전시회에서는 6링크 힌지 메커니즘이 자동차 개폐 부품에 널리 사용됩니다. 이 힌지 메커니즘은 미려한 외관과 편리한 밀봉 기능을 제공할 뿐만 아니라 각 링크의 길이, 힌지 지점 위치, 스프링 계수를 변경하여 이동을 가능하게 합니다. 이를 통해 물리적 특성을 제어할 수 있습니다.

메커니즘 운동학은 주로 물체 간의 상대 운동, 특히 시간에 따른 변위, 속도 및 가속도 간의 관계를 연구합니다. 전통적인 메커니즘 운동학 및 역학 분석은 복잡한 기계 동작, 특히 자동차 개폐 동작에 대한 분석을 제공할 수 있습니다. 그러나 엔지니어링 설계 요구 사항을 충족하는 정확한 결과를 신속하게 계산하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.

이를 해결하기 위해 자동차 모델의 글로브박스 힌지 모델을 연구하였다. 글러브 박스의 수동 개폐 동작을 시뮬레이션하고 계산함으로써 Matlab을 사용하여 힌지 스프링의 동작 곡선을 해결합니다. 또한, 가상 프로토타입 기술을 이용하여 Adams에서 기하학적 모델을 구축하고, 다양한 운동학적 매개변수를 설정하여 시뮬레이션 분석 및 검증을 수행합니다. 이를 통해 솔루션 효율성이 향상되고 제품 개발 주기가 단축됩니다.

2 글로브박스의 힌지 메커니즘

자동차 객실 내부의 글러브 박스는 일반적으로 두 개의 스프링과 여러 개의 연결 로드로 구성된 힌지형 개방 메커니즘을 활용합니다. 열린 각도에 따른 커버의 위치는 독특합니다. 힌지 연결 메커니즘의 설계 요구 사항에는 박스 커버와 패널의 초기 위치가 설계 요구 사항과 일치하는지 확인하고, 탑승자가 다른 구조를 방해하지 않고 물건을 가져오고 배치할 수 있는 편리한 개방 각도를 제공하며, 쉬운 개폐 작동을 보장하는 것이 포함됩니다. 커버가 최대 개방 각도에 있을 때 안정적인 잠금 기능을 제공합니다.

글러브 박스의 최대 개방은 주로 스프링의 스트로크에 의해 결정됩니다. 신장과 압축 과정에서 두 힌지 스프링의 변위와 힘 변화를 계산함으로써 힌지 메커니즘의 운동 법칙을 얻을 수 있습니다.

3 Matlab 수치 계산

3.1 힌지형 4바 연결 메커니즘

힌지 연결 메커니즘은 구조가 간단하고 제조가 쉽고 큰 하중을 견딜 수 있으며 알려진 운동 법칙을 구현하고 알려진 운동 궤적을 재현하는 것이 편리하여 엔지니어링 설계에 널리 사용됩니다. 부품의 모양과 크기를 변경하고, 다양한 부품을 프레임으로 사용하고, 운동학적 쌍을 반전시키고, 회전 쌍을 확대함으로써 힌지 4절 연결 메커니즘은 다양한 연결 메커니즘으로 진화할 수 있습니다.

데카르트 좌표계에서 닫힌 벡터 다각형 ABFO에 대한 위치 방정식이 설정됩니다. 방정식을 오일러 공식을 사용하여 벡터 형식에서 복소수 형식으로 변환하면 실수부와 허수부가 분리됩니다.

2.1 Hinge Spring L의 운동해석1

메커니즘은 해석적 방법을 사용하여 힌지 스프링 L1의 운동 법칙을 풀기 위해 두 개의 4개 막대 링크로 분해됩니다. 스프링 L1의 길이 변화는 삼각형 FIH에서 HI의 변위 변화로 계산됩니다.

Matlab 프로그램을 실행하면 뚜껑이 닫히는 과정에서 힌지 스프링 L1의 이동 곡선이 제공됩니다.

2.2 Hinge Spring L의 운동해석2

힌지 스프링 L1에 대한 해석과 유사하게 메커니즘은 힌지 스프링 L2의 운동 법칙을 풀기 위해 두 개의 4절 링크로 분해됩니다. 스프링 L2의 길이 변화는 삼각형 EFG에서 EG의 변위 변화로 계산됩니다.

Matlab 프로그램을 실행하면 뚜껑이 닫힐 때 힌지 스프링 L2의 동작 곡선이 제공됩니다.

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본 연구에서는 힌지 스프링 메커니즘의 운동방정식을 확립하고, 힌지 스프링의 운동 법칙을 분석하기 위해 모델링 및 시뮬레이션을 수행한다. Matlab 분석 방법과 Adams 시뮬레이션 방법의 타당성과 일관성이 검증되었습니다.

Matlab 분석 방법은 다양한 데이터를 처리하며, Adams 모델링 및 시뮬레이션은 더욱 편리해 솔루션 효율성이 향상됩니다. 두 방법을 비교해 보면 결과에 거의 차이가 없어 일관성이 양호함을 알 수 있습니다.

결론적으로, 본 연구는 자동차 개폐 부품의 개발 주기 및 솔루션 효율성 향상에 대한 통찰력을 제공하고, 최적의 힌지 메커니즘 설계를 위한 이론적 기반을 제공합니다."

참고자료:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Adams를 기반으로 한 150kg 로봇의 운동학 분석 및 시뮬레이션. 산업제어컴퓨터, 2017(7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. ADAMS를 기반으로 한 대형 트럭 운전실 마운트의 진동 모달 분석. 자동차실용기술, 2017(12): 233-236.

[3]함자 K. 분리된 파레토 프론티어에 대한 로컬 확산 유전 알고리즘을 통한 차량 서스펜션 시스템의 다목적 설계. 엔지니어링 최적화, 2015, 47

Matlab 및 Adams_Hinge 지식을 기반으로 한 힌지 스프링 시뮬레이션 분석에 대한 FAQ에 오신 것을 환영합니다. 이 기사에서는 이러한 소프트웨어 도구를 사용하여 시뮬레이션 분석을 수행하는 것에 대한 일반적인 질문을 다룰 것입니다.