Exponenta Banner

Air Spring

Герметичная поступательная пневматическая пружина

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Driveline/Муфты и приводы

Описание

Блок Air Spring представляет типовую герметичную поступательную пневматическую пружину, изолирующую оборудование от ударов и вибраций. Сжимаемость газа дает воздушным пружинам желательную эффективность изоляции. Воздушные пружины распространены в автомобильных и промышленных приложениях, где низкая скорость пружины и низкая естественная частота полезны. Пневматические пружины могут помочь вам в:

  • Уменьшите износ пружинной массы.

  • Уменьшите износ, который непросеченная масса делает с инфраструктурой.

  • Осветлите системы подвески, чтобы обеспечить большую общую массу.

  • Отфильтровывайте определенные нежелательные частоты.

Воздушные пружины состоят из сильфона, который ограничивает столбец сжатого воздуха или другого газа. Воздух несет силу нагрузки, а сильфон удерживает воздух. Герметичные воздушные пружины поддерживают постоянную массу воздуха, поэтому увеличивающаяся нагрузка снижает объем воздуха и полученную скорость пружины. Противоположное также верно. От этой зависимости зависит и естественная частота герметичной пневматической пружины. Из-за большого количества изменчивости требований к пружине воздуха и эффективности, производители обычно предоставляют таблицы характеристик давления для каждой модели.

На основе данных, которыми вы обладаете, можно задать Parameterization Load as a function of height или Stiffness as a function of height. Блок Air Spring использует информацию, которую вы вводите, чтобы создать интерполяционную таблицу. Интерполяционная таблица позволяет блоку моделировать нелинейную силовую характеристику произвольной воздушной пружины. Это эффективная сила для достижения заданной высоты, которая эквивалентна параметру Load vector или поэлементному произведению параметра Stiffness vector и параметра Height vector. Дополнительные сведения об использовании интерполяционных таблиц в Simscape™ см. в разделе tablelookup.

Блок принимает относительное поступательное движение между портом R и портом C, чтобы вычислить высоту и скорость воздушной пружины, и использует эту информацию, чтобы найти соответствующую запись интерполяционной таблицы. Блок вычисляет нелинейную ΣF(x(t),t) эффективной силы, так что:

∑F(x(t),t)=−c(x(t))x˙(t)−k(x(t))x(t)+Fexternal,

где

  • x(t) - высота пружины относительно ненарушенного положения.

  • ẋ(t) - скорость пружины.

  • -c(x(t))ẋ(t) - вязкая демпфирующая сила. Коэффициент демпфирования c изменяется с высотой пружины.

  • -k(x(t))x(t) - сила жесткости. Коэффициент k пружины изменяется в зависимости от высоты пружины.

  • Fexternal - сила, переданная через порты.

Можно выбрать, реализовывать ли жёсткие упоры в модели на вкладке Hard Stops. Когда вы задаете Hard stop at full extension или Hard stop at full compression Onможно задать высоту контура, жесткость и демпфирование на этой высоте и длину переходной области. Жёсткие упоры эквивалентны блоку Translational Hard Stop.

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.

Знак переменной Force отрицателен, когда нагрузка положительная.

Порты

Сохранение

расширить все

Порт механической передачи, связанная с последующим элементом пневматической пружины. Положительные физические сигналы перемещаются от R к C.

Порт механической передачи, сопоставленное с базовым концом воздушной пружины. Положительные физические сигналы перемещаются от R к C.

Параметры

расширить все

Пружина

Опция для параметризации по высоте или нагрузке. Получите данные для вашей воздушной пружины из спецификаций, предоставленных производителем, или экспериментальных результатов.

Вектор высот пружин. Эти значения соответствуют значениям нагрузки или жесткости, в зависимости от способа параметризации пружины. Необходимо задать вектор, который имеет по крайней мере три элемента.

Вектор пружинных нагрузок. Этот вектор должен быть такой же длины, как и параметр Height vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Parameterization равным Load as a function of height.

Вектор значений жесткости пружины. Этот вектор должен быть такой же длины, как и параметр Height vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Parameterization равным Stiffness as a function of height.

Вектор значений демпфирования пружины. Этот вектор должен быть такой же длины, как и параметр Height vector.

Интерполяция точек останова интерполяции интерполяционной таблицы. Блок использует tablelookup функция для моделирования нелинейности при помощи данных массива для сопоставления входных значений с выходными значениями:

  • Linear - Выберите эту опцию для наименьших вычислительных затрат.

  • Smooth - Выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации смотрите tablelookup.

Экстраполяция точек останова интерполяционной таблицы. Этот метод определяет выходное значение, когда входное значение находится вне области значений, заданной в списке аргументов. Блок использует tablelookup функция для моделирования нелинейности при помощи данных массива для сопоставления входных значений с выходными значениями:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы создать кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.

  • Nearest - Выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных.

  • Error - Выберите эту опцию, чтобы избежать экстраполяции, когда вы хотите, чтобы ваши данные находились в диапазоне таблиц. Если входной сигнал находится вне области значений таблицы, симуляция останавливается и генерирует ошибку.

Для получения дополнительной информации смотрите tablelookup.

Жёсткие упоры

Опция включения жёсткого упора, когда воздушная пружина полностью удлинена. Жёсткий упор происходит, когда пружина достигает значения параметра Maximum height. Для получения дополнительной информации смотрите Translational Hard Stop.

Максимальная высота пружины. Этот параметр определяет местоположение жёсткого упора с полным расширением.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full extension равным On.

Жесткость, применяемая при достижении пружиной полного расширения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full extension равным On.

Демпфирование применяется, когда пружина достигает полного расширения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full extension равным On.

Опция включения жёсткого упора, когда воздушная пружина полностью удлинена. Жёсткий упор происходит, когда пружина достигает значения параметра Minimum height. Для получения дополнительной информации смотрите Translational Hard Stop.

Минимальная высота пружины. Этот параметр определяет местоположение жёсткого упора полного сжатия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full compression равным On.

Жесткость, применяемая при достижении полного сжатия пружины.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full compression равным On.

Демпфирование, применяемое при достижении полного сжатия пружины.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Hard stop at full compression равным On.

Опции жесткости и отскока для модели жёсткого упора. Вы можете выбрать один из следующих опций:

  • Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound

  • Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound

  • Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте Hard stop at full extension или Hard stop at full compression On.

Расстояние от полного сжатия или полного расширения, где эффекты жесткости и демпфирования частично применяются. Когда вы задаете Hard stop model Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped reboundблок плавно переходит начало жесткости и демпфирования, когда пружина приближается к полному удлинению или полному сжатию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте Hard stop at full extension или Hard stop at full compression On, и установите Hard stop model равным Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

См. также

| | |

Темы

Введенный в R2021a

Документация по Simscape Driveline

Поддержка