Ανάλυση και βελτιστοποίηση του μηχανισμού άρθρωσης του κορμού LID_HINGE GRITERS_TALLSEN 1

Το τρέχον σύστημα μετάδοσης άρθρωσης που χρησιμοποιείται στους κορμούς αυτοκινήτων έχει σχεδιαστεί για χειροκίνητη αλλαγή. Η εφαρμογή δύναμης για το άνοιγμα και το κλείσιμο του κορμού απαιτεί σημαντική προσπάθεια, η οποία μπορεί να είναι έντονη. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, υπάρχει ανάγκη να αναπτυχθεί ένα ηλεκτρικό καπάκι κορμού διατηρώντας παράλληλα την αρχική κίνηση του κορμού και τη σχέση θέσης. Το σύστημα άρθρωσης τεσσάρων συνδέσμων του κορμού πρέπει να βελτιστοποιηθεί για να αυξήσει το μήκος του βραχίονα δύναμης στο ηλεκτρικό άκρο και να μειώσει τη ροπή που απαιτείται για την ηλεκτρική μονάδα. Ωστόσο, η πολυπλοκότητα του μηχανισμού ανοίγματος του κορμού καθιστά δύσκολη την απόκτηση ακριβών και περιεκτικών δεδομένων για τη βελτιστοποίηση του συστήματος μέσω παραδοσιακών υπολογισμών σχεδιασμού.

Σημασία της δυναμικής προσομοίωσης:

Η δυναμική προσομοίωση του μηχανισμού επιτρέπει τον ακριβέστερο προσδιορισμό της κατάστασης κίνησης και της δύναμης του μηχανισμού σε οποιαδήποτε θέση. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό ενός λογικού σχεδίου σχεδιασμού μηχανισμού. Ο μηχανισμός ανοίγματος του κορμού είναι ένας μηχανισμός πολλαπλών συνδέσμων και η δυναμική προσομοίωση έχει εφαρμοστεί με επιτυχία για την ανάλυση των δυναμικών χαρακτηριστικών παρόμοιων μηχανισμών σύνδεσης. Προηγούμενες μελέτες έχουν επίσης χρησιμοποιήσει προσομοίωση για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων του μηχανισμού, παρέχοντας πολύτιμες γνώσεις για τη δυναμική έρευνα των αυτοκινήτων.

Εφαρμογή δυναμικής προσομοίωσης στον σχεδιασμό αυτοκινήτων:

Η μέθοδος δυναμικής προσομοίωσης εφαρμόζεται όλο και περισσότερο στον σχεδιασμό του μηχανισμού των αυτοκινήτων. Διάφορες μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει αυτήν την προσέγγιση για να αναλύσουν την άνεση των αρθρωτών φορτηγών χωματερών σε τυχαίους δρόμους, απαιτήσεις ροπής και ισχύος για διαφορετικές ταχύτητες ανοίγματος ηλεκτρικών πόρτας ψαλιδιού, σχεδιασμό μεντεσέδες πόρτας, γραμμή μπροστινής πλευρικής ραφής της πόρτας και τη διάταξη των στρέβλωσης Bar Springs για καπάκια κορμών. Αυτές οι μελέτες έχουν καταδείξει τη σκοπιμότητα χρήσης δυναμικής προσομοίωσης για να βοηθήσουν στο σχεδιασμό μηχανισμών σύνδεσης αυτοκινήτων.

Μοντελοποίηση προσομοίωσης Adams:

Σε αυτή τη μελέτη, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης ADAMS για να αναλύσει το σύστημα κορμού. Το μοντέλο αποτελείται από 13 γεωμετρικά σώματα, όπως το καπάκι του κορμού, τις βάσεις μεντεσέδες, τις ράβδους μεντεσέδες, τις αντηρίδες μεντεσέδες, τις ράβδους σύνδεσης μεντεσέδες, τις ράβδους έλξης, τα συστατικά στροφάλου και μειωτήρα. Το μοντέλο εισήχθη στη συνέχεια στο σύστημα αυτόματης δυναμικής ανάλυσης (ADAMS) για περαιτέρω ανάλυση. Οι οριακές συνθήκες καθορίστηκαν για να περιορίσουν την κίνηση των τμημάτων και καθορίστηκαν ιδιότητες μοντέλου όπως συντελεστές τριβής και ιδιότητες μάζας. Επιπλέον, η δύναμη που εφαρμόζεται από το ελατήριο αερίου διαμορφώθηκε με ακρίβεια με βάση τις πειραματικές παραμέτρους δυσκαμψίας.

Προσομοίωση και επαλήθευση:

Το μοντέλο προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση του χειροκίνητου και του ηλεκτρικού ανοίγματος του καπέλου του κορμού ξεχωριστά. Οι τιμές δύναμης στα σημεία χειροκίνητης και ηλεκτρικής δύναμης αυξήθηκαν σταδιακά και μετρήθηκε η γωνία ανοίγματος του καπέλου του κορμού για να προσδιοριστεί η δύναμη που απαιτείται για το πλήρες άνοιγμα. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης στη συνέχεια επαληθεύτηκαν με μέτρηση των δυνάμεων ανοίγματος χρησιμοποιώντας μετρητές δύναμης ώθησης. Οι μετρούμενες τιμές βρέθηκαν να είναι συνεπείς με τα αποτελέσματα προσομοίωσης, επιβεβαιώνοντας την ακρίβεια της ανάλυσης.

Βελτιστοποίηση μηχανισμού:

Με βάση τις μετρήσεις ροπής που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προσομοίωσης και επαλήθευσης, διαπιστώθηκε ότι η ροπή που απαιτείται για το άνοιγμα του καλύμματος του κορμού υπερέβη τις απαιτήσεις σχεδιασμού σε ορισμένα σημεία. Επομένως, το σύστημα μεντεσέδες έπρεπε να βελτιστοποιηθεί για να μειωθεί η ροπή ανοίγματος. Λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς του χώρου εγκατάστασης και της δομικής διάταξης, οι θέσεις ορισμένων συστατικών μεντεσέδες ρυθμίστηκαν για να επιτευχθεί μείωση της ροπής διατηρώντας παράλληλα τη σχέση κίνησης και το μήκος κάθε ράβδου. Το βελτιστοποιημένο σύστημα άρθρωσης αναλύθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο προσομοίωσης και διαπιστώθηκε ότι η ροπή ανοίγματος στον άξονα εξόδου του μειωτήρα και η άρθρωση μεταξύ της ράβδου σύνδεσης και της βάσης είχαν μειωθεί σημαντικά, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις σχεδιασμού.

Συμπερασματικά, η μελέτη αυτή χρησιμοποίησε επιτυχώς τη μοντελοποίηση προσομοίωσης ADAMS για να αναλύσει τη δυναμική των μεθόδων χειροκίνητης και ηλεκτρικής έναρξης για καπάκια κορμού αυτοκινήτων. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης επαληθεύτηκαν μέσω μετρήσεων πραγματικού κόσμου, επιβεβαιώνοντας την ακρίβειά τους. Επιπλέον, ο μηχανισμός άρθρωσης του καπακιού του κορμού βελτιστοποιήθηκε με βάση το μοντέλο δυναμικού συστήματος, με αποτέλεσμα τη μείωση της ηλεκτρικής δύναμης ανοίγματος και την καλύτερη τήρηση των απαιτήσεων σχεδιασμού. Η εφαρμογή της δυναμικής προσομοίωσης στον σχεδιασμό μηχανισμού αυτοκινήτων έχει αποδειχθεί αποτελεσματική και παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τις μελλοντικές βελτιστοποιήσεις σχεδιασμού.