Single-Acting Hydraulic Cylinder
Гидравлическая сила порождающего привода в одном направлении
Библиотека
Гидравлические цилиндры
Описание
Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder моделирует устройство, которое преобразует энергию жидкости в механическую энергию движения перемещения. Гидравлическая жидкость, подаваемая под давлением в полость цилиндра, воздействует на поршень, чтобы переместить с некоторой силой шток гидроцилиндра. Цилиндры одностороннего действия передают силу и движение в одном направлении только. Используйте внешнее устройство, такое как пружина, вес, или другой противоположный установленный цилиндр, чтобы переместить стержень в противоположное направление.
Порты R и C являются портами механической передачи, соответствующими штоку гидроцилиндра и цилиндру зажимная структура, соответственно. Порт A является гидравлическим портом, сопоставленным с цилиндрическим входом.
Энергия через порт A направлена к 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. Положение поршня передается порту p физического сигнала.
Смещение
Перемещение поршня измеряется как положение в порте R относительно порта C. Cylinder orientation идентифицирует направление перемещения поршня. Перемещение поршня нейтрально, или 0, когда объем емкости равен 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.
Когда смещение установлено цилиндром, оно вычисляется как:
| x PST = x 0 + x p | (1) |
где
| x PST | Смещение стержня выводится портом физического сигнала |
| x0 | Начальное расстояние между поршнем и дном |
| x p | Смещение стержня относительно его исходного положения |
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
- Piston area
Эффективная площадь базового поршня. Значением по умолчанию является
0.001м^2.- Piston stroke
Максимальное перемещение поршня между крайними положениями. Значением по умолчанию является
0.1m.- Piston displacement
Метод для определения положения поршня. Значением по умолчанию является
Calculate from velocity of port R relative to port C, который вычисляет положение внутренне и сообщает о положении в порте p. Блок может также получить положение в порте p от блока Multibody, когда установлено вProvide input signal from Multibody joint.- Initial distance between piston and cap
Расстояние между поршнем и крайнем положением в начале моделирования. Это значение не может превысить величину хода поршня.
Значение по умолчанию 0, который соответствует полностью сложенному положению. Чтобы включить этот параметр, установите Piston displacement наCalculate from velocity of port R relative to port C.- Dead volume
Объем жидкости в полости при достижении поршнем крайнего положения. Значением по умолчанию является
1e-4м^3.- Chamber initial pressure
Давление в полости цилиндра в начале моделирования.
Значение по умолчанию 0.- Specific heat ratio
Коэффициент удельной теплоемкости для блока Емкости Гидравлического Поршня. Значением по умолчанию является
1.4.- 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. Значение по умолчанию 1
mm..- 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.
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 входным отверстием гидроцилиндра.
RПорт Механического привода сопоставлен со штоком гидроцилиндра.
CПорт механического привода, связанный с корпусом цилиндра.
pВходной порт физического сигнала, который получает расширение стержня от блока Multibody. Чтобы осушить этот порт, установите Piston displacement на
Provide input signal from Multibody joint.pВыходной порт физического сигнала, который возвращает положение стержня относительно порта C. Чтобы осушить этот порт, установите Piston displacement на
Calculate from velocity of port R relative to port C.
Расширенные возможности
Смотрите также
Single-Acting Hydraulic Cylinder (Simple) | Double-Acting Hydraulic Cylinder | Ideal Translational Motion Sensor | Translational Hard Stop | Translational Hydro-Mechanical Converter