Аналіз моделювання шарнірної пружини на основі знань Matlab і Adams_Hinge

Стаття переписана:

«Анотація: Ця стаття спрямована на вирішення проблем тривалих циклів розробки та недостатньої точності аналізу руху сучасних відкриваючих і закриваючих частин автомобіля. За допомогою Matlab встановлено рівняння кінематики для шарніра бардачка в моделі автомобіля та розв’язано криву руху пружини в шарнірному механізмі. Крім того, програмне забезпечення механічної системи під назвою Adams використовується для створення моделі руху механізму та проведення моделювання аналізу динамічних характеристик робочої сили та переміщення бардачка на етапі проектування. Результати показують, що два методи аналізу мають добру послідовність, підвищуючи ефективність рішення та забезпечуючи теоретичну основу для оптимальної конструкції шарнірного механізму.

1

Стрімкий розвиток автомобільної індустрії та комп’ютерних технологій призвів до зростання вимог споживачів до персоналізації продукції. Окрім основного зовнішнього вигляду та функцій, автомобільний дизайн тепер охоплює різні напрямки досліджень. На Європейському автосалоні шестиланковий шарнірний механізм широко використовується в автомобільних частинах відкривання та закривання. Цей шарнірний механізм не тільки забезпечує гарний зовнішній вигляд і зручну герметизацію, але також забезпечує рух, змінюючи довжину кожної ланки, положення точки петлі та коефіцієнт пружини. Це дозволяє контролювати фізичні характеристики.

Кінематика механізму в основному вивчає відносний рух між об’єктами, зокрема зв’язок між переміщенням, швидкістю та прискоренням із часом. Традиційний аналіз кінематики та динаміки механізму може забезпечити аналіз складного механічного руху, зокрема руху автомобіля під час відкриття та закриття. Однак йому може бути важко швидко обчислити точні результати, які відповідають вимогам інженерного проектування.

Щоб вирішити цю проблему, вивчається модель шарніра бардачка в моделі автомобіля. Шляхом моделювання та розрахунку ручного відкривання та закривання бардачка криву руху пружини петлі розв’язують за допомогою Matlab. Крім того, геометрична модель створюється в Adams за допомогою технології віртуального прототипу, а також встановлюються різні кінематичні параметри для проведення аналізу моделювання та перевірки. Це підвищує ефективність рішення та скорочує цикл розробки продукту.

2 Шарнірний механізм бардачка

Ящик для рукавичок у салоні автомобіля зазвичай має механізм відкривання петлі, що складається з двох пружин і кількох шатунів. Положення кришки під будь-яким кутом відкриття унікальне. Вимоги до конструкції шарнірного з’єднувального механізму включають забезпечення відповідності початкового положення кришки ящика та панелі вимогам конструкції, забезпечення зручного кута відкривання для пасажирів, щоб брати та розміщувати предмети, не заважаючи іншим структурам, і забезпечення легкої операції відкривання та закривання за допомогою надійний замок при максимальному куті відкриття кришки.

Максимальне відкриття бардачка в основному визначається ходом пружини. Розрахувавши переміщення та зміни сили двох шарнірних пружин під час процесу розтягування та стиснення, можна отримати закон руху шарнірного механізму.

3 Числові розрахунки Matlab

3.1 Шарнірний механізм з чотирма балками

Механізм шарнірного з’єднання простий за конструкцією, простий у виготовленні, здатний витримувати велике навантаження, зручний для реалізації відомих законів руху та відтворення відомих траєкторій руху, завдяки чому широко використовується в інженерному проектуванні. Змінюючи форму та розмір компонентів, беручи різні компоненти як рами, змінюючи кінематичну пару та збільшуючи обертову пару, шарнірний механізм з чотирма балками може розвиватися в різні механізми з’єднання.

Встановлено рівняння положення замкнутого векторного многокутника ABFO в декартовій системі координат. Перетворюючи рівняння з векторної форми в комплексну за допомогою формули Ейлера, дійсна та уявна частини розділяються.

2.1 Аналіз руху шарнірної пружини L1

Механізм розкладається на два зв’язки з чотирма стержнями, щоб вирішити закон руху шарнірної пружини L1 за допомогою аналітичного методу. Зміна довжини пружини L1 обчислюється як зміна переміщення HI у трикутнику FIH.

Запуск програми Matlab забезпечує криву руху шарнірної пружини L1 під час процесу закривання кришки.

2.2 Аналіз руху шарнірної пружини L2

Подібно до аналізу для шарнірної пружини L1, механізм розкладається на два чотиристержневі зв’язки для вирішення закону руху шарнірної пружини L2. Зміна довжини пружини L2 розраховується як зміна переміщення EG у трикутнику EFG.

Запуск програми Matlab забезпечує криву руху шарнірної пружини L2, коли кришка закривається.

4

Це дослідження встановлює кінематичні рівняння шарнірного пружинного механізму та виконує моделювання та імітацію для аналізу законів руху шарнірних пружин. Перевірено доцільність і узгодженість аналітичного методу Matlab і методу моделювання Адамса.

Аналітичний метод Matlab обробляє різноманітні дані, тоді як моделювання та симуляція за Адамсом зручніші, покращуючи ефективність рішення. Порівняння між двома методами показує незначну різницю в результатах, що вказує на добру послідовність.

Підсумовуючи, це дослідження дає розуміння вдосконалення циклу розробки та ефективності рішень для відкривання та закривання деталей автомобіля, а також теоретичну основу для оптимальної конструкції шарнірного механізму».

Список літератури:

[1] Чжу Цзяньвень, Чжоу Бо, Мен Чженда. Аналіз кінематики та моделювання 150 кг робота на базі Адамса. Комп’ютер промислового управління, 2017 (7): 82-84.

[2] Шан Чанчжоу, Ван Хуовень, Чень Чао. Модальний аналіз вібрації кріплення кабіни важкої вантажівки на базі ADAMS. Автомобільні практичні технології, 2017 (12): 233-236.

[3] Хамза К. Багатоцільове проектування систем підвіски транспортних засобів за допомогою генетичного алгоритму локальної дифузії для непересічних кордонів Парето. Інженерна оптимізація, 2015, 47

Ласкаво просимо до нашого розділу поширених запитань щодо симуляційного аналізу шарнірної пружини на основі знань Matlab і Adams_Hinge. У цій статті ми розглянемо типові запитання щодо проведення аналізу моделювання за допомогою цих програмних засобів.