Double-Acting Hydraulic Cylinder
Гидравлический привод, прикладывающий силу в обоих направлениях
Библиотека
Гидравлические Цилиндры
Описание
Блок Double-Acting Hydraulic Cylinder моделирует устройство, которое преобразует энергию жидкости в механическую энергию движения перемещения. Гидравлическая жидкость, перекачанная под давлением в одну из двух полостей цилиндра, заставляет поршень перемещаться и прикладывать силу к штоку гидроцилиндра. Гидроцилиндры двойного действия передают силу и движение в обоих направлениях.
Связи R и C портов механической передачи соответствуют штоку гидроцилиндра и корпусу зажима гидроцилиндра, соответственно. Связи A и B являются гидравлическими портами. Порт A соединяется с конвертером A а порт B соединяется с конвертером B.
Энергия через гидравлический порт A или B направляется к соответствующему блоку Translational Hydro-Mechanical Converter. Преобразователь преобразует энергию жидкости в механическую и учитывает сжимаемость жидкости в полости цилиндра. Движение штока ограничено блоком механического Translational Hard Stop таким образом, что шток может перемещаться только между упорами гидроцилиндра.
Смещение
Перемещение поршня измеряется как положение на порте R относительно порта C. Этот Cylinder orientation определяет направление перемещения поршня. Перемещение поршня нейтральный, или 0, когда объем ёмкости A равен мертвому объему ёмкости. Когда перемещение принято как вход, убедитесь, что производная положения равна скорости поршня. Это автоматически происходит, когда вход получен от соединения блока Translational Multibody Interface с соединением Simscape Multibody.
Составная структура
Модель цилиндра построена из библиотечных блоков Simscape™ Foundation. Принципиальная схема модели представлена ниже.
Основные допущения и ограничения
Утечки, внутренние или внешние, не учитываются.
Никакие загрузки на штоке поршня, такие как инерция, трение, пружина и так далее, не учитываются. При необходимости можно легко добавить их, подключив соответствующий базовый блок к порту гидроцилиндра R.
Параметры
Вкладка « Основные параметры»
- Piston area A
Эффективная площадь поршня А. Значение по умолчанию
1e-3м ^ 2.- Piston area B
Эффективная площадь поршня В Значение по умолчанию
0.5e-3м ^ 2.- Piston stroke
Максимальное перемещение поршня между прописными буквами. Значение по умолчанию
0.1м.- Dead volume A
Объем жидкости в полости А, который остается в ёмкости после полного отвода штока. Значение по умолчанию
1e-4м ^ 3.- Dead volume B
Объем жидкости в полости В, который остается в ёмкости после того, как шток будет полностью выпущен. Значение по умолчанию
1e-4м ^ 3.- Specific heat ratio
Коэффициент удельной теплоемкости для Блоков Емкости Гидравлического Поршня. Значение по умолчанию
1.4.- Cylinder orientation
Задает ориентацию гидроцилиндра относительно глобально присвоенного положительного направления. Цилиндр может быть установлен двумя различными способами, в зависимости от того, прикладывает ли он силу в положительном или отрицательном направлении, когда давление прикладывается к его входному отверстию. Если давление, приложенное к порту А, оказывает силу в отрицательном направлении, установите параметр равным
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C. Значение по умолчаниюPressure at A causes positive displacement of R relative to C.
Вкладка свойств жёсткого упора
- Contact stiffness
Задает свойство упругости сталкивающихся тел для блока Translational Hard Stop. Чем больше значение параметра, тем меньше тела проникают друг в друга, тем более жестким становится влияние. Меньшее значение параметра делает контакт более мягким, но в целом улучшает сходимость и вычислительную эффективность. Значение по умолчанию
1e6Н/м.- Contact damping
Задает свойство демпфирования сталкивающихся тел для блока Translational Hard Stop. При нулевом демпфировании влияние 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 жёстких упоров. Опции включают:
Stiffness and damping applied smoothly through transition region(по умолчанию) - Масштабируйте амплитуду контактной силы от нуля до ее полного значения на заданной длине перехода. Масштабирование носит полиномиальный характер. Функция масштабирования полинома численно сглажена и не производит нулевых пересечений любого вида.Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound- Приложите полное значение расчетной контактной силы при нарушении местоположения жёсткого упора. Сила контакта представляет собой смесь пружины и демпфирующих сил во время проникновения и упругой силы - без демпфирующей составляющей - во время отскока. Сглаживание не применяется.Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound- Приложите полное значение расчетной контактной силы при нарушении местоположения жёсткого упора. Сила контакта представляет собой смесь пружины и демпфирующих сил во время как проникновения, так и отскока. Сглаживание не применяется. Это жёсткий упор, используемая в предыдущих релизах.
- Transition region
Расстояние, ниже которого масштабирование прикладывается к жёсткому упору. Сила контакта равна нулю, когда расстояние до жёсткого упора равно значению, заданному здесь. Это при полном значении, когда расстояние до жёсткого упора равняется нулю. Значение по умолчанию является 0,1
mm.
Вкладка Начальные условия
- Piston displacement from cap A
Метод определения положения поршня. Блок может получить положение от блока Multibody, когда установлено на
Provide input signal from Multibody joint, который открывает порт p физического сигнала. Значение по умолчаниюCalculate from velocity of port R relative to port C.- Initial piston displacement from cap A
Значение расстояния до поршня в начале симуляции. Можно установить положение поршня в любую точку внутри его штриха. Значение по умолчанию
0, что соответствует полностью убранному положению. Чтобы включить этот параметр, установите Piston displacement from cap A равнымCalculate from velocity of port R relative to port C.- Chamber A initial pressure
Давление в полости А гидроцилиндра в начале симуляции. Значение по умолчанию
0.- Chamber B initial pressure
Давление в полости цилиндра в начале симуляции. Значение по умолчанию
0.
Глобальные параметры
Параметр, определяемый типом рабочей жидкости:
Fluid bulk modulus
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.
Порты
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с полостью цилиндра
BГидравлический порт сопоставлен с полостью цилиндра.
RПорт механической передачи, сопоставленная со штоком гидроцилиндра.
CПорт механической передачи, связанная с корпусом зажима цилиндра.
pПоложение поршня, принимаемое как физический сигнал от блока Simscape Multibody™. Чтобы открыть этот порт, установите Piston displacement from cap A равным
Provide input signal from Multibody joint.
Примеры
Пример Гидравлического Цилиндра с Гибким Креплением иллюстрирует симуляцию цилиндра, зажим которого слишком гибок, чтобы пренебрегать им. Конструкция податливости представлена пружиной и демпфером, установленными между корпусом цилиндра и ссылкой точками. Цилиндр выполняет переднюю и возврат штрихов и нагружается инерцией, вязким трением и постоянной противоположной нагрузкой 400 Н.
Пример Custom Hydraulic Cylinder демонстрирует использование 4-ходового клапана в комбинации с гидроцилиндром двойного действия в простом приводе с обратной связью. Пример показов, как соединить блоки и задать начальные открытия отверстия для 4-стороннего клапана, чтобы смоделировать передние и обратные штрихи цилиндра под нагрузкой.
Расширенные возможности
См. также
Ideal Translational Motion Sensor | Single-Acting Hydraulic Cylinder | Translational Hard Stop | Translational Hydro-Mechanical Converter