Double-Acting Hydraulic Cylinder
Гидравлическая сила порождающего привода 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, подаваемая под давлением в одну из этих двух полостей цилиндра, воздействует на поршень, чтобы переместить с некоторой силой шток гидроцилиндра. Гидроцилиндры двойного действия передают силу и движение в обоих направлениях.
Связи R и C являются портами механического привода, соответствующими штоку гидроцилиндра и корпусу гидроцилиндра, соответственно. Связи A и B являются гидравлическими портами. Порт A соединяется с конвертером A, и порт B соединяется с конвертером B.
Энергия через гидравлический порт A или B направлена к соответствующему 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.
Смещение
Перемещение поршня измеряется как положение в порте R относительно порта C. Cylinder orientation идентифицирует направление перемещения поршня. Перемещение поршня нейтрально, или 0, когда емкость объем равна емкости мертвый объем. Когда смещение получено как вход, гарантируйте, что производная положения равна поршневой скорости. Это автоматически имеет место, когда вход получен от связи блока Translational Multibody Interface до соединения Simscape Multibody.
Составная структура
Модель гидроцилиндра составлена из блоков библиотеки Simscape™ Foundation. Принципиальная схема модели представлена ниже.
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
Вкладка основных параметров
- Piston area A
Эффективная площадь поршня А. Значением по умолчанию является
1e-3м^2.- Piston area B
Эффективная площадь поршня В. Значением по умолчанию является
0.5e-3м^2.- Piston stroke
Максимальное перемещение поршня между крайними положениями. Значением по умолчанию является
0.1m.- Dead volume A
Объем жидкости в полости А, который остается в емкости при достижении поршнем крайнего положения. Значением по умолчанию является
1e-4м^3.- Dead volume B
Объем жидкости в полости В, который остается в емкости при достижении поршнем крайнего положения. Значением по умолчанию является
1e-4м^3.- Specific heat ratio
Коэффициент удельной теплоемкости для блоков Емкости Гидравлического Поршня. Значением по умолчанию является
1.4.- 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
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C. Значением по умолчанию являетсяPressure at A causes positive displacement of R relative to C.
Вкладка свойств жесткого упора
- 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. Значением по умолчанию является 0,1
mm.
Вкладка начальных условий
- Piston displacement from cap A
Метод для определения положения поршня. Блок может получить положение от блока Multibody, когда установлено в
Provide input signal from Multibody joint, который отсоединяет порт p физического сигнала. Значением по умолчанию являетсяCalculate from velocity of port R relative to port C.- Initial piston displacement from cap A
Расстояние до поршня в начале моделирования. Можно установить положение поршня на любую точку в ее диапазоне.
Значение по умолчанию 0, который соответствует полностью сложенному положению. Чтобы включить этот параметр, установите Piston displacement from cap A наCalculate from velocity of port R relative to port C.- Chamber A initial pressure
Давление в полости А гидроцилиндра в начале моделирования.
Значение по умолчанию 0.- Chamber B initial pressure
Давление в полости цилиндра B в начале моделирования.
Значение по умолчанию 0.
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 полостью А гидроцилиндра.
BГидравлический порт, сопоставленный с полостью цилиндра B.
RПорт Механического привода сопоставлен со штоком гидроцилиндра.
CПорт механического привода, связанный с корпусом цилиндра.
pПоложение поршня, полученное как физический сигнал от блока Simscape Multibody™. Чтобы осушить этот порт, установите Piston displacement from cap A на
Provide input signal from Multibody joint.
Примеры
Гидравлический Цилиндр с Гибким примером Монтирования иллюстрирует симуляцию цилиндра, зажим которого слишком гибок, чтобы быть пропущенным. Податливость структуры представлена пружиной и демпфером, установленным между корпусом цилиндра и контрольной точкой. Цилиндр выполняет прямой и обратный ход и загружается с инерцией, вязким трением и постоянной противостоящей загрузкой 400 Н.
Пользовательский Гидравлический Цилиндрический пример демонстрирует использование клапана с 4 путями в сочетании с гидроцилиндром двойного действия в простом приводе с обратной связью. Пример показывает, как соединить блоки и установить начальные открытия отверстия для клапана с 4 путями моделировать прямой и обратный ход цилиндра при загрузке.
Расширенные возможности
Смотрите также
Single-Acting Hydraulic Cylinder | Ideal Translational Motion Sensor | Translational Hard Stop | Translational Hydro-Mechanical Converter