Single-Acting Actuator (IL)

Линейное преобразование давления на приведение в действие в изотермической жидкой системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Приводы

Описание

Блок Single-Acting Actuator (IL) моделирует привод, который преобразует жидкое давление в порте A в механическую силу в порте R через отрекающийся от расширения поршень. Перемещение поршня ограничивается моделью жесткого упора. Переменное положение поршня установлено физическим сигналом в порте P.

Piston initial displacement, Fluid dynamic compressibility и ссылочное экологическое давление могут быть изменены. Жидкая и механическая инерция не моделируется.

Модель жесткого упора

Три модели доступны, чтобы смоделировать дополнительный предел поршня привода. Этот блок использует подобную формулировку в качестве блока Translational Hard Stop и универсального затухания моделей и коэффициентов жесткости в обоих концах хода поршня. Для получения дополнительной информации об опциях модели жесткого упора смотрите блок Translational Hard Stop.

Сила жесткого упора моделируется, когда поршень в его верхней или нижней границе. Граничная область в Transition region Piston stroke или Piston initial displacement. За пределами этой области, $F_{H a r d S t o p} = 0.$

Демпфер

Можно опционально смоделировать демпфирование к экстремальным значениям хода поршня. Установка Cylinder end cushioning к On замедляет перемещение поршня, когда оно приближается к своему максимальному расширению, которое задано в Piston stroke. Для получения дополнительной информации о функциональности гидродемпфера смотрите блок Cylinder Cushion (IL).

Трение

Можно опционально смоделировать трение против перемещения поршня. Когда Cylinder friction установлен в On, получившееся трение является комбинацией Stribeck, Кулона и вязких эффектов. Перепад давлений измеряется между давлением емкости и давлением среды. Для получения дополнительной информации о модели трения и ее ограничениях, смотрите Блок Трение в Гидроцилиндре.

Утечка

Можно опционально смоделировать утечку между жидкой емкостью и поршневым резервуаром. Когда Leakage установлен в On, Поток Пуазейля моделируется между поршнем и цилиндром. Этот блок использует блок Simscape Foundation Library Laminar Leakage (IL). Скорость потока жидкости вычисляется как:

$\dot{m} = \frac{\frac{π}{128} (d_{0}^{4} - d_{i}^{4} - \frac{{(d_{0}^{2} - d_{i}^{2})}^{2}}{\log (d_{0} / d_{i})})}{υ L} (p_{A} - p_{e n v}),$

где:

ν является жидкой кинематической вязкостью.
L является поршневой длиной, P – P ₀.
p _A является давлением в порте A.
_ENV p является экологическим давлением, которое выбрано в параметре Environment pressure specification.

Цилиндрический диаметр, d ₀, $d_{0} = d_{i} + 2 c,$ где c является Piston-cylinder clearance, и поршневой диаметр, d _i, $d_{i} = \sqrt{\frac{4 A_{P}}{π}},$ где A _P является Piston cross-sectional area.

Блокируйте субкомпоненты

Блок Single-Acting Actuator (IL) включает четыре Основы Simscape и два Библиотечных блока Жидкостей:

Поступательный жесткий упор
Ламинарная утечка (IL)
Конвертер
Датчик
Гидродемпфер (IL)
Цилиндрическое трение (IL)

Привод структурная схема

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая точка входа к полости привода.

`C` — Механический порт
поступательное механическое устройство

Цилиндр, заключающий в корпус ссылочную скорость и силу.

`R` — Механический порт
поступательное механическое устройство

Поршневая скорость привода и сила.

Вывод

развернуть все

`P` — Положение поршня, m
физический сигнал

Положение поршня, в m.

Параметры

развернуть все

Привод

`Mechanical orientation` — Направление перемещения поршня
`Fluid pressure moves R away from C` (значение по умолчанию) | `Fluid pressure moves R towards C`

Устанавливает направление перемещения поршня. Fluid pressure moves R away from C соответствует прямому вытеснению или расширению стержня привода. Fluid pressure moves R towards C соответствует отрицательному смещению или сокращению стержня привода. Смещение всегда описывается как положительное значение.

`Piston cross-sectional area` — Площадь поперечного сечения поршневого стержня
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения поршневого стержня.

`Piston stroke` — Максимальный поршень путешествует на расстояние
`0.1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальный поршень путешествует на расстояние.

`Dead volume` — Объем жидкости при полном поршневом сокращении
`1e-5 m^3` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Открытый объем в камере с жидкостью, когда поршень в убранном положении.

`Environment pressure` — Пользовательское экологическое давление
`0.101325 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пользовательское экологическое давление.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Environment pressure specification на Specified pressure.

`Environment pressure specification` — Ссылочное давление среды
`Atmospheric pressure` (значение по умолчанию) | `Specified pressure`

Давление ссылки среды. Atmospheric pressure опция устанавливает экологическое давление на 0,101325 МПа.

Жесткий упор

`Hard-stop stiffness coefficient` — Коэффициент жесткости
`1e10 N/m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Поршневой коэффициент жесткости.

`Hard-stop damping coefficient` — Коэффициент демпфирования
`150 N/(m/s)` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Поршневой коэффициент жесткости. Это значение должно быть больше 0.

`Hard stop model` — Выбор модели для силы на поршне при полном расширении или сокращении
`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound` (значение по умолчанию) | `Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound` | `Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound`

Выбор модели для силы на поршне при полном дополнительном или полном сокращении. Смотрите блок Translational Hard Stop для получения дополнительной информации.

`Transition region` — Область применения жесткого упора обеспечивает модель
`0.1 mm` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Область применения жесткого упора обеспечивает модель. За пределами этой области значений поршневого расширения максимума и поршневого сокращения максимума, не применяется Hard stop model и на поршне нет никакой дополнительной силы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop model на Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

Демпфер

`Cylinder end cushioning` — Замедляются ли к поршню модели при максимальном расширении
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Замедляются ли к поршню модели при максимальном расширении. Смотрите блок Cylinder Cushion (IL) для получения дополнительной информации.