Aosite, sindsdien 1993
Artikel herschreven:
"Samenvatting: dit artikel heeft tot doel de problemen aan te pakken van lange ontwikkelingscycli en onvoldoende nauwkeurigheid bij de bewegingsanalyse van de huidige openings- en sluitingsonderdelen van auto's. Door Matlab te gebruiken, wordt de kinematische vergelijking voor het scharnier van het handschoenenkastje in een automodel vastgesteld en wordt de bewegingscurve van de veer in het scharniermechanisme opgelost. Bovendien wordt mechanische systeemsoftware, Adams genaamd, gebruikt om een bewegingsmodel van een mechanisme op te zetten en simulatieanalyses uit te voeren op de dynamische kenmerken van de bedieningskracht en verplaatsing van het handschoenenkastje tijdens de ontwerpfase. De resultaten laten zien dat de twee analysemethoden een goede consistentie hebben, waardoor de efficiëntie van de oplossing wordt verbeterd en een theoretische basis wordt geboden voor een optimaal ontwerp van het scharniermechanisme.
1
De snelle ontwikkeling van de auto-industrie en de computertechnologie heeft geleid tot hogere eisen van klanten aan productaanpassing. Naast het uiterlijk en de basisfuncties omvat auto-ontwerp nu ook verschillende onderzoekstrends. Op de Europese Autoshow wordt het scharniermechanisme met zes schakels veel gebruikt bij het openen en sluiten van auto's. Dit scharniermechanisme zorgt niet alleen voor een mooi uiterlijk en gemakkelijke afdichting, maar maakt ook beweging mogelijk door de lengte van elke schakel, de positie van het scharnierpunt en de veercoëfficiënt te veranderen. Dit maakt controle over fysieke kenmerken mogelijk.
Mechanismekinematica bestudeert voornamelijk de relatieve beweging tussen objecten, met name de relatie tussen verplaatsing, snelheid en versnelling in de tijd. Traditionele mechanismekinematica en dynamische analyse kunnen een analyse opleveren van complexe mechanische bewegingen, met name de beweging van het openen en sluiten van auto's. Het kan echter lastig zijn om snel nauwkeurige resultaten te berekenen die voldoen aan de technische ontwerpvereisten.
Om dit aan te pakken wordt het scharniermodel van het handschoenenkastje in een automodel bestudeerd. Door het handmatig openen en sluiten van het handschoenenkastje te simuleren en te berekenen, wordt met behulp van Matlab de bewegingscurve van de scharnierveer opgelost. Bovendien wordt in Adams een geometrisch model opgesteld met behulp van virtuele prototypetechnologie, en worden verschillende kinematische parameters ingesteld om simulatieanalyse en verificatie uit te voeren. Dit verbetert de efficiëntie van de oplossing en verkort de productontwikkelingscyclus.
2 Scharniermechanisme van het handschoenenkastje
Het handschoenenkastje in een autocabine maakt doorgaans gebruik van een openingsmechanisme van het scharniertype, bestaande uit twee veren en meerdere drijfstangen. De positie van het deksel onder elke openingshoek is uniek. De ontwerpvereisten van het scharnierverbindingsmechanisme omvatten onder meer het waarborgen dat de initiële positie van het deksel en het paneel van de doos overeenkomt met de ontwerpvereisten, waardoor een handige openingshoek mogelijk wordt voor inzittenden om items te pakken en te plaatsen zonder andere structuren te hinderen, en het zorgen voor een gemakkelijke opening en sluiting met een betrouwbaar slot wanneer het deksel zich in de maximale openingshoek bevindt.
De maximale opening van het handschoenenkastje wordt voornamelijk bepaald door de slag van de veer. Door de verplaatsings- en krachtveranderingen van de twee scharnierveren tijdens het rek- en compressieproces te berekenen, kan de bewegingswet van het scharniermechanisme worden verkregen.
3 Matlab numerieke berekening
3.1 Scharnierend koppelingsmechanisme met vier stangen
Het scharnierverbindingsmechanisme is eenvoudig van structuur, gemakkelijk te vervaardigen, kan een grote belasting dragen en is handig om bekende bewegingswetten te realiseren en bekende bewegingstrajecten te reproduceren, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in technisch ontwerp. Door de vorm en grootte van componenten te veranderen, verschillende componenten als frames te nemen, het kinematische paar om te keren en het roterende paar te vergroten, kan het scharniermechanisme met vier stangen evolueren naar verschillende koppelingsmechanismen.
De positievergelijking voor de gesloten vectorpolygoon ABFO in het Cartesiaanse coördinatensysteem wordt opgesteld. Door de vergelijking om te zetten van vectorvorm naar complexe vorm met behulp van de formule van Euler, worden de reële en denkbeeldige delen gescheiden.
2.1 Bewegingsanalyse van scharnierveer L1
Het mechanisme is opgesplitst in twee vierstangenverbindingen om de bewegingswet van de scharnierveer L1 op te lossen met behulp van een analytische methode. De lengteverandering van veer L1 wordt berekend als de verplaatsingsverandering van HI in de driehoek FIH.
Door het Matlab-programma uit te voeren, wordt de bewegingscurve van de scharnierveer L1 weergegeven tijdens het sluitproces van het deksel.
2.2 Bewegingsanalyse van scharnierveer L2
Vergelijkbaar met de analyse voor scharnierveer L1, wordt het mechanisme opgesplitst in twee vierstangenverbindingen om de bewegingswet van scharnierveer L2 op te lossen. De lengteverandering van veer L2 wordt berekend als de verplaatsingsverandering van EG in de driehoek EFG.
Door het Matlab-programma uit te voeren, wordt de bewegingscurve van scharnierveer L2 weergegeven wanneer het deksel sluit.
4
Deze studie stelt de kinematische vergelijkingen van het scharnierveermechanisme vast en voert modellering en simulatie uit om de bewegingswetten van de scharnierveren te analyseren. De haalbaarheid en consistentie van de Matlab-analysemethode en de Adams-simulatiemethode worden geverifieerd.
De analytische methode van Matlab verwerkt diverse gegevens, terwijl modellering en simulatie van Adams handiger zijn, waardoor de efficiëntie van de oplossing wordt verbeterd. De vergelijking tussen de twee methoden laat weinig verschil in resultaten zien, wat wijst op een goede consistentie.
Concluderend biedt deze studie inzicht in het verbeteren van de ontwikkelingscyclus en oplossingsefficiëntie van openings- en sluitingsonderdelen voor auto's, evenals een theoretische basis voor een optimaal ontwerp van scharniermechanismen."
Referenties:
[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Kinematica-analyse en simulatie van een robot van 150 kg, gebaseerd op Adams. Industriële besturingscomputer, 2017 (7): 82-84.
[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Trillingsmodale analyse van een cabinemontage van een zware vrachtwagen op basis van ADAMS. Praktische technologie voor de automobielsector, 2017 (12): 233-236.
[3]Hamza K. Multi-objectief ontwerp van voertuigophangingssystemen via een lokaal diffusie-genetisch algoritme voor onsamenhangende Pareto-grenzen. Technische optimalisatie, 2015, 47
Welkom bij onze veelgestelde vragen over simulatieanalyse van scharnierveren op basis van kennis van Matlab en Adams_Hinge. In dit artikel behandelen we veelgestelde vragen over het uitvoeren van simulatieanalyses met behulp van deze softwaretools.