Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple)
Основная функциональность гидравлического цилиндра одностороннего действия
Библиотека
Гидравлические цилиндры
Описание
Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) представляет упрощенную версию гидравлического цилиндра, разработанного для приложений, где только основная цилиндрическая функциональность должна быть воспроизведена, в обмен на лучшую вычислительную эффективность. По этим причинам такие факторы как сжимаемость жидкости, трение и утечки приняты, чтобы быть незначительными. Жесткие упоры приняты, чтобы быть полностью неэластичными, устранить любые возможные колебания в конце диапазона. Модель особенно подходит для в реальном времени и HIL (оборудование в цикле) симуляция, если такие упрощения приемлемы.
Модель описывается следующими уравнениями:
где
| F | Сила разрабатывается цилиндром |
| v | Скорость штока гидроцилиндра |
| vR, vC | Абсолютные скорости штока гидроцилиндра и корпуса цилиндра, соответственно |
| A | Площадь базового поршня |
| p | Давление в цилиндре вставляется |
| q | Скорость потока жидкости в цилиндре вставляется |
| x | Положение поршня |
| x0 | Начальное расстояние между поршнем и дном |
| Fc | Сила жесткого упора |
| xE | Расстояние поршень может переместиться, чтобы полностью расширить от исходного положения |
| xR | Расстояние поршень может переместиться, чтобы полностью отречься от исходного положения |
| Kp | Коэффициент проникновения |
| S | Ход поршня |
Основным различием между этим блоком и блоком Single-Acting Hydraulic Cylinder является представление жесткого упора:
Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder использует упругую модель упора, которая является по существу комбинацией пружины и демпфера, соединенного параллельно. Жесткость пружины, которая представляет упругость контакта сталкивающихся тел, очень высока, приводя к высокочастотным низкоамплитудным колебаниям в момент столкновения тел. Эти колебания могут едва быть замечены экспериментально, но они затрудняют процесс числовой симуляцией и обычно уменьшают вычислительную эффективность.
Жесткий упор в блоке Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) представлен в неупругой модели, которая является по существу вязким демпфером с коэффициентом затухания, зависящим от проникновения. Этот коэффициент упоминается как коэффициент проникновения. В неупругой модели никакое колебание не сгенерировано во время удара, приводящего к повышению численной устойчивости и КПД. Но модель неупругого упора имеет функцию, которую необходимо рассмотреть при выборе модели: сталкивающиеся тела медленно продолжают двигаться друг к другу, пока контакт загружается силой сжатия. В реальной жизни это явление похоже на столкновение двух тел, разделенных значительным слоем вязкой жидкости. Требуется некоторое время, чтобы сжать жидкость, прежде чем сами тела вступают в контакт.
Связи R и C являются портами механического привода, соответствующими штоку гидроцилиндра и корпусу гидроцилиндра, соответственно. Связь A является гидравлическим портом, сопоставленным с входным отверстием в гидроцилиндр. Выходной порт физического сигнала P показывает текущее расширение стержня.
Давление в порте А генерирует силу в направлении, заданном параметром Cylinder orientation.
Основные допущения и ограничения
Трение между подвижными частями не учтено.
Эффекты инерции не учтены.
Сжимаемость жидкости не учитывается.
Утечки приняты незначительными.
Жесткие упоры приняты неупругими, как объяснено выше.
Параметры
- Piston area
Эффективная площадь базового поршня. Значением по умолчанию является
5e-4м^2.- Piston stroke
Максимальное перемещение поршня между крайними положениями. Значением по умолчанию является
0.1m.- Initial distance between piston and cap
Расстояние между поршнем и крайнем положением в начале моделирования. Это значение не может превысить величину хода поршня.
Значение по умолчанию 0, который соответствует полностью сложенному положению.- Penetration coefficient
Задает свойство проникновения сталкивающихся тел. Чем выше значение коэффициента, тем меньше тела проникают друг в друга, но более резкое увеличение силы удара. Чтобы узнать значение коэффициента для конкретного приложения, рекомендуется запустить ту же модель с различными моделями жесткого упора (или с различными моделями гидроцилиндра), пока они не показывают близкие результаты. Значением по умолчанию коэффициента является
1e12N/m / (m/s).- Cylinder orientation
Задает ориентацию гидроцилиндра относительно глобального положительного направления. Цилиндр может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, порождает ли он силу в положительном или в отрицательном направлении при подаче давления на вход. Если давление, приложенное к порту А, порождает силу в отрицательном направлении, установите параметр на
Acts in negative direction. Значением по умолчанию являетсяActs in positive direction.
Порты
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт, сопоставленный с входным отверстием гидроцилиндра.
RПорт Механического привода сопоставлен со штоком гидроцилиндра.
CПорт механического привода, связанный с корпусом цилиндра.
PПорт выходного физического сигнала на конце штока гидроцилиндра.
Расширенные возможности
Смотрите также
Double-Acting Hydraulic Cylinder | Double-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) | Single-Acting Hydraulic Cylinder | Translational Hard Stop | Translational Hydro-Mechanical Converter