Single-Acting Hydraulic Cylinder
Гидравлическая сила порождающего привода в одном направлении
Библиотека
Гидравлические цилиндры
Описание
Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder моделирует устройство, которое преобразует энергию жидкости в механическую энергию движения перемещения. Гидравлическая жидкость, подаваемая под давлением в полость цилиндра, воздействует на поршень, чтобы переместить с некоторой силой шток гидроцилиндра. Цилиндры одностороннего действия передают силу и движение в одном направлении только. Используйте внешнее устройство, такое как пружина, вес, или другой противоположный установленный цилиндр, чтобы переместить стержень в противоположное направление.
Модель гидроцилиндра составлена из блоков библиотеки Simscape™ Foundation. Принципиальная схема модели представлена ниже.
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 обеспечивает перемещение штока, рассчитанным следующим образом:
x PST = x 0 + x p
где
| x PST | Смещение стержня выводится портом физического сигнала |
| x0 | Начальное расстояние между поршнем и дном |
| x p | Смещение стержня относительно его исходного положения |
Энергия через порт А направлена к блоку Translational Hydro-Mechanical Converter. Конвертер преобразовывает энергию жидкости в механическую энергию и рассчитывает сжимаемость жидкости в полости цилиндра. Движение стержня ограничивается с механическим блоком Translational Hard Stop таким способом, которым стержень может переместиться только между упорами гидроцилиндра. Положение поршня передается порту P физического сигнала.
Направление блока является корректируемым и может управляться параметром Cylinder orientation.
Основные допущения и ограничения
Никакая утечка, внутренняя или внешняя, не учтена.
Никакая загрузка на поршневой стержень, такой как инерция, трение, пружина, и так далее, не учтена. При необходимости можно легко добавить их путем соединения соответствующего базового блока с цилиндрическим портом R.
Параметры
- Piston area
Эффективная площадь базового поршня. Значением по умолчанию является
0.001м^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.- Dead volume
Объем жидкости в полости при достижении поршнем крайнего положения. Значением по умолчанию является
1e-4м^3.- Chamber initial pressure
Давление в полости цилиндра в начале моделирования.
Значение по умолчанию 0.- Specific heat ratio
Коэффициент удельной теплоемкости для блока Емкости Гидравлического Поршня. Значением по умолчанию является
1.4.- Contact stiffness
Определяет свойства упругости сталкивающихся тел для блока Translational Hard Stop. Чем больше значение параметра, тем меньше тела проникают друг в друга, более твердое, которым становится удар. Меньшее значение параметра вступает в контакт мягче, но обычно улучшает сходимость и вычислительный КПД. Значением по умолчанию является
1e6N/m.- Contact damping
Задает свойство демпфирования сталкивающихся тел для блока Translational Hard Stop. При нулевом демпфировании столкновение близко к абсолютно упругому. Чем больше значение параметра, тем больше энергии рассеивается во время взаимодействия. Следует иметь в виду, что демпфирование влияет на движение поршня, пока он находится в контакте с ограничителем, включая период, когда ползун выходит из контакта. По причинам вычислительной эффективности и сходимости MathWorks рекомендует, присвоить ненулевое значение этому параметру. Значение по умолчанию является 150 Н*с/м.
- Hard stop model
Методы моделирования для жестких упоров. Опции включают:
Stiffness and damping applied smoothly through transition region(значение по умолчанию) — Масштаб силы контакта от нуля до ее полного значения на заданной длине. Масштабирование является полиномом по своей природе. Функция масштабирования полинома численно является гладкой, и она не производит нулевых пересечений любого вида.Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound— Примените полное значение вычисленной силы контакта при нарушении жесткого упора. Сила контакта является соединением упругих и демпфирующих сил во время проникновения и упругой силы — без демпфирующей составляющей — во время восстановления. Никакое сглаживание не применяется.Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound— Примените полное значение вычисленной силы контакта при нарушении жесткого упора. Сила контакта является соединением упругих и демпфирующих сил и во время проникновения и во время восстановления. Никакое сглаживание не применяется. Это - модель жесткого упора, используемая в предыдущих релизах.
- Transition region
Расстояние, ниже которого масштабирование применяется к силе жесткого упора. Сила контакта является нулем, когда расстояние до жесткого упора равно значению, заданному здесь. Это в его полном значении, когда расстояние до жесткого упора является нулем. Значение по умолчанию 1
mm..- 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.
Глобальные параметры
Параметр, определенный типом рабочей жидкости:
Fluid bulk modulus
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.
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 | Ideal Translational Motion Sensor | Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) | Translational Hard Stop | Translational Hydro-Mechanical Converter