exponenta event banner

Гидроцилиндр одностороннего действия (простой)

Основные функциональные возможности гидроцилиндра одностороннего действия

Библиотека

Гидроцилиндры

  • Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) block

Описание

Блок однонаправленного гидроцилиндра (Simple) представляет собой упрощенную версию гидроцилиндра, разработанную для приложений, где должна воспроизводиться только базовая функциональность цилиндра, в обмен на лучшую числовую эффективность. По этим причинам предполагается, что такие факторы, как сжимаемость жидкости, трение и утечки, являются незначительными. Предполагается, что жесткие упоры являются полностью неэластичными, чтобы исключить любые возможные колебания в конце хода. Модель особенно подходит для моделирования в реальном времени и HIL (аппаратное обеспечение в цикле), если такие упрощения приемлемы.

Модель описывается со следующими уравнениями:

F=A⋅p−Fc

q=A⋅v

dxdt = v

v = vR − vC

Fc = {(x xE)  ⋅Kp⋅vif x > xE, v > 0 (x xR) ⋅Kp⋅vif x < xR, v < 00otherwise

xE = S − x0

xR = x0

где

FСила, создаваемая цилиндром
vСкорость штока цилиндра
vR, vCАбсолютные скорости штока цилиндра и корпуса цилиндра соответственно
AПлощадь поршня
pДавление на входе в цилиндр
qРасход на входе в цилиндр
xПоложение поршня
x0Начальное расстояние между поршнем и колпачком
ФКСила жесткой остановки
ксенонРасстояние хода поршня до полного выхода из исходного положения
xRРасстояние хода поршня до полного отвода из исходного положения
KpКоэффициент проникновения
SХод поршня

Основным отличием этого блока от блока однонаправленного гидроцилиндра является представление жесткого упора:

  • Блок однонаправленного гидравлического цилиндра использует упругую модель упора, которая представляет собой по существу комбинацию пружины и демпфера, соединенных параллельно. Жесткость пружины, представляющей собой контактную жесткость сталкивающихся тел, очень высока, что приводит к высокочастотным колебаниям малой величины в момент столкновения тел. Эти колебания вряд ли можно заметить экспериментально, но их трудно обработать численным моделированием и, как правило, снизить численную эффективность.

  • Жесткий упор в блоке однонаправленного гидроцилиндра (Simple) представлен неупругой моделью, которая по существу представляет собой вязкий демпфер с зависящим от проникновения коэффициентом демпфирования. Этот коэффициент называется коэффициентом проникновения. В неэластичной модели во время удара не возникает колебаний, что приводит к улучшению численной устойчивости и эффективности. Но неэластичная модель остановки имеет функцию, которую необходимо учитывать при выборе модели: столкнувшиеся тела продолжают медленно перемещаться друг в друга до тех пор, пока контакт нагружается сжимающей силой. В реальной жизни это явление похоже на столкновение двух тел, разделённых заметным слоем вязкой жидкости. Требуется некоторое время, чтобы сжать жидкость, прежде чем тела сами вступят в контакт.

Соединения R и C являются механическими поступательными консервационными отверстиями, соответствующими штоку цилиндра и зажимной конструкции цилиндра соответственно. Соединение А является гидравлическим консервационным отверстием, связанным с впускным отверстием цилиндра. Выходной порт физического сигнала P показывает текущее расширение стержня.

Давление в порту A создает силу в направлении, заданном параметром ориентации цилиндра.

Основные допущения и ограничения

  • Трение между подвижными частями не учитывается.

  • Эффекты инерции не учитываются.

  • Сжимаемость жидкости не учитывается.

  • Предполагается, что потоки утечки являются незначительными.

  • Предполагается, что жесткие упоры являются полностью неэластичными, как объяснено выше.

Параметры

Площадь поршня

Эффективная площадь поршня. Значение по умолчанию: 5e-4 м ^ 2.

Ход поршня

Максимальный ход поршня между колпачками. Значение по умолчанию: 0.1 м.

Начальное расстояние между поршнем и колпачком

Расстояние между поршнем и колпачком в начале моделирования. Это значение не может превышать ход поршня. Значение по умолчанию: 0, что соответствует полностью убранному положению.

Коэффициент проникновения

Задает свойство проникновения сталкивающихся тел. Чем выше значение коэффициента, тем меньше тела проникают друг в друга, но тем резче увеличение ударной силы. Чтобы узнать значение коэффициента для конкретного приложения, рекомендуется запускать одну и ту же модель с разными моделями жесткой остановки (или с разными моделями цилиндров) до тех пор, пока они не покажут близкие результаты. Значение коэффициента по умолчанию: 1e12 Н/м/( м/с).

Ориентация цилиндра

Указывает ориентацию цилиндра по отношению к глобально назначенному положительному направлению. Цилиндр может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, оказывает ли он силу в положительном или отрицательном направлении при приложении давления на его входе. Если давление, приложенное к порту A, оказывает силу в отрицательном направлении, установите для параметра значение Acts in negative direction. Значение по умолчанию: Acts in positive direction.

 Ограниченные параметры

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Порт гидравлической экономии, связанный с входом цилиндра.

R

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ СО ШТОКОМ ЦИЛИНДРА.

C

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАЖИМНОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ.

P

Порт вывода физического сигнала, который выводит выпуск стержня.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2010a