Simulačná analýza závesnej pružiny založená na znalostiach Matlabu a Adams_Hinge

Článok prepísaný:

„Anotácia: Cieľom tohto článku je venovať sa problémom dlhých vývojových cyklov a nedostatočnej presnosti analýzy pohybu súčasných otváracích a zatváracích častí automobilov. Použitím Matlabu je stanovená kinematická rovnica pre záves príručnej skrinky v modeli auta a vyriešená krivka pohybu pružiny v závesovom mechanizme. Okrem toho sa softvér mechanického systému nazývaný Adams používa na vytvorenie modelu pohybu mechanizmu a vykonanie simulačnej analýzy dynamických charakteristík prevádzkovej sily a posunu odkladacej skrinky počas fázy návrhu. Výsledky ukazujú, že tieto dve analytické metódy majú dobrú konzistenciu, zlepšujú efektívnosť riešenia a poskytujú teoretický základ pre optimálny návrh kĺbového mechanizmu.

1

Rýchly rozvoj automobilového priemyslu a výpočtovej techniky viedol k vyšším požiadavkám zákazníkov na prispôsobenie produktov. Okrem základného vzhľadu a funkcií zahŕňa automobilový dizajn teraz rôzne výskumné trendy. Na európskom autosalóne je šesťčlánkový závesový mechanizmus široko používaný pri otváraní a zatváraní automobilov. Tento závesný mechanizmus poskytuje nielen krásny vzhľad a pohodlné tesnenie, ale umožňuje aj pohyb zmenou dĺžky každého článku, polohy závesného bodu a koeficientu pružiny. To umožňuje kontrolu fyzických charakteristík.

Kinematika mechanizmu primárne študuje relatívny pohyb medzi objektmi, konkrétne vzťah medzi posunom, rýchlosťou a zrýchlením v čase. Tradičná kinematická a dynamická analýza mechanizmu môže poskytnúť analýzu komplexného mechanického pohybu, najmä pohybu otvárania a zatvárania automobilu. Môže však mať problémy s rýchlym vypočítaním presných výsledkov, ktoré spĺňajú požiadavky inžinierskeho dizajnu.

Na vyriešenie tohto problému sa študuje model závesu príručnej skrinky v modeli auta. Simuláciou a výpočtom ručného otvárania a zatvárania príručnej skrinky sa krivka pohybu závesovej pružiny rieši pomocou Matlabu. Okrem toho sa v Adams vytvorí geometrický model pomocou technológie virtuálneho prototypu a nastavia sa rôzne kinematické parametre na vykonanie simulačnej analýzy a overenia. To zlepšuje efektivitu riešenia a skracuje cyklus vývoja produktu.

2 Závesný mechanizmus odkladacej skrinky

Odkladacia schránka vo vnútri kabíny auta zvyčajne využíva otvárací mechanizmus závesného typu, ktorý sa skladá z dvoch pružín a viacerých spojovacích tyčí. Poloha krytu pri akomkoľvek uhle otvorenia je jedinečná. Konštrukčné požiadavky na mechanizmus závesu zahŕňajú zabezpečenie toho, aby počiatočná poloha krytu boxu a panelu zodpovedala konštrukčným požiadavkám, čo umožňuje pohodlný uhol otvorenia pre cestujúcich na vyberanie a ukladanie predmetov bez toho, aby zasahovali do iných štruktúr, a zabezpečenie jednoduchého otvárania a zatvárania pomocou spoľahlivý zámok, keď je kryt v maximálnom uhle otvorenia.

Maximálne otvorenie príručnej schránky je určené hlavne zdvihom pružiny. Výpočtom posunu a zmien sily dvoch kĺbových pružín počas procesu rozťahovania a stláčania možno získať pohybový zákon kĺbového mechanizmu.

3 Numerický výpočet v Matlabe

3.1 Závesný mechanizmus so štyrmi tyčami

Závesný spojovací mechanizmus má jednoduchú štruktúru, ľahko sa vyrába, môže niesť veľké zaťaženie a je vhodný na realizáciu známych pohybových zákonov a reprodukovanie známych trajektórií pohybu, vďaka čomu je široko používaný v inžinierskom dizajne. Zmenou tvaru a veľkosti komponentov, prijatím rôznych komponentov ako rámov, obrátením kinematického páru a zväčšením rotujúceho páru sa kĺbový štvortyčový spojovací mechanizmus môže vyvinúť do rôznych spojovacích mechanizmov.

Stanoví sa polohová rovnica pre uzavretý vektorový polygón ABFO v karteziánskom súradnicovom systéme. Prevedením rovnice z vektorovej formy do komplexnej formy pomocou Eulerovho vzorca sa oddelí skutočná a imaginárna časť.

2.1 Analýza pohybu závesnej pružiny L1

Mechanizmus je rozložený na dve štvortyčové väzby, aby sa pomocou analytickej metódy vyriešil pohybový zákon závesnej pružiny L1. Zmena dĺžky pružiny L1 sa vypočíta ako zmena posunutia HI v trojuholníku FIH.

Spustenie programu Matlab poskytuje krivku pohybu závesovej pružiny L1 počas procesu zatvárania veka.

2.2 Analýza pohybu závesnej pružiny L2

Podobne ako pri analýze kĺbovej pružiny L1 je mechanizmus rozložený na dve štvortyčové spojenia, aby sa vyriešil pohybový zákon kĺbovej pružiny L2. Zmena dĺžky pružiny L2 sa vypočíta ako zmena posunutia EG v trojuholníku EFG.

Spustenie programu Matlab poskytuje krivku pohybu závesovej pružiny L2 pri zatváraní veka.

4

Táto štúdia stanovuje kinematické rovnice mechanizmu pružín závesu a vykonáva modelovanie a simuláciu na analýzu zákonitostí pohybu pružín závesu. Overuje sa realizovateľnosť a konzistentnosť analytickej metódy Matlab a Adamsovej simulačnej metódy.

Analytická metóda Matlab pracuje s rôznymi údajmi, zatiaľ čo Adamsovo modelovanie a simulácia sú pohodlnejšie a zlepšujú efektivitu riešenia. Porovnanie medzi týmito dvoma metódami ukazuje malý rozdiel vo výsledkoch, čo naznačuje dobrú konzistenciu.

Na záver, táto štúdia poskytuje pohľad na zlepšenie vývojového cyklu a efektívnosti riešenia častí otvárania a zatvárania automobilov, ako aj teoretický základ pre optimálny návrh mechanizmu pántov."

Referencie:

[1] Zhu Jianwen, Zhou Bo, Meng Zhengda. Kinematická analýza a simulácia 150 kg robota na základe Adamsa. Priemyselný riadiaci počítač, 2017 (7): 82-84.

[2] Shan Changzhou, Wang Huowen, Chen Chao. Modálna analýza vibrácií kabíny ťažkého nákladného vozidla založená na ADAMS. Automobilová praktická technika, 2017 (12): 233-236.

[3]Hamza K. Viacúčelový dizajn systémov zavesenia vozidiel prostredníctvom lokálneho difúzneho genetického algoritmu pre disjunktné Paretove hranice. Engineering Optimization, 2015, 47

Vitajte v našich častých otázkach o simulačnej analýze závesnej pružiny založenej na znalostiach Matlab a Adams_Hinge. V tomto článku sa budeme zaoberať bežnými otázkami o vykonávaní simulačnej analýzy pomocou týchto softvérových nástrojov.