Análisis y optimización del mecanismo de bisagra del tronco Lid_hinge Knowledge_tallsen 1

El sistema de transmisión de bisagra actual utilizado en los troncos de automóviles está diseñado para conmutación manual. Aplicar fuerza para abrir y cerrar el baúl requiere un esfuerzo considerable, lo que puede ser intensivo en el trabajo. Para abordar esto, es necesario desarrollar una tapa de troncal eléctrico mientras se mantiene el movimiento del tronco original y la relación de posición. El sistema de bisagra de cuatro enlaces del tronco debe optimizarse para aumentar la longitud del brazo de fuerza en el extremo de la unidad eléctrica y reducir el par requerido para la unidad eléctrica. Sin embargo, la complejidad del mecanismo de apertura del tronco hace que sea difícil obtener datos precisos e integrales para la optimización del sistema a través de cálculos de diseño tradicionales.

Importancia de la simulación dinámica:

La simulación dinámica del mecanismo permite una determinación más precisa del estado de movimiento y la fuerza del mecanismo en cualquier posición. Esto es crucial para determinar un esquema de diseño de mecanismo razonable. El mecanismo de apertura del tronco es un mecanismo de enlace múltiple, y la simulación dinámica se ha aplicado con éxito para analizar las características dinámicas de mecanismos de enlace similares. Estudios anteriores también han utilizado la simulación para optimizar los parámetros del mecanismo, proporcionando información valiosa para la investigación dinámica de los troncos de automóviles.

Aplicación de simulación dinámica en diseño automotriz:

El método de simulación dinámica se ha aplicado cada vez más en el diseño del mecanismo de automóviles. Varios estudios han utilizado este enfoque para analizar la comodidad de viaje de los camiones volquete articulados en carreteras aleatorias, el par y los requisitos de energía para diferentes velocidades de apertura de puertas de tijera eléctrica, diseño de bisagra de puertas, línea de costura lateral frontal de la puerta y el diseño de resortes de barra de torsión para tapas de troncal. Estos estudios han demostrado la viabilidad de usar simulación dinámica para ayudar en el diseño de mecanismos de enlace automotriz.

Modelado de simulación de Adams:

En este estudio, se desarrolló un modelo de simulación ADAMS para analizar el sistema troncal. El modelo consistió en 13 cuerpos geométricos, que incluyen la tapa del tronco, las bases de bisagra, las varillas de bisagra, los puntales de la bisagra, las bisagra de la bisagra, las varillas de pulso, la manivela y los componentes reductores. Luego, el modelo se importó al Sistema de Análisis Dinámico Automático (ADAMS) para un análisis posterior. Las condiciones de contorno se definieron para restringir el movimiento de las partes, y se definieron propiedades del modelo, como los coeficientes de fricción y las propiedades de masa. Además, la fuerza aplicada por el resorte de gas se modeló con precisión en función de los parámetros de rigidez experimental.

Simulación y verificación:

El modelo de simulación se utilizó para analizar la apertura manual y eléctrica de la tapa del maletero por separado. Los valores de fuerza en los puntos manuales y de fuerza eléctrica se incrementaron gradualmente, y el ángulo de apertura de la tapa del tronco se midió para determinar la fuerza requerida para la apertura completa. Los resultados de la simulación se verificaron luego midiendo las fuerzas de apertura utilizando medidores de fuerza de empuje. Se encontró que los valores medidos son consistentes con los resultados de la simulación, lo que confirma la precisión del análisis.

Optimización del mecanismo:

Según las mediciones de par obtenidas durante el proceso de simulación y verificación, se determinó que el par requerido para abrir la tapa del tronco excedió los requisitos de diseño en ciertos puntos. Por lo tanto, el sistema de bisagra necesitaba ser optimizado para reducir el par de apertura. Teniendo en cuenta las limitaciones del espacio de instalación y el diseño estructural, las posiciones de ciertos componentes de la bisagra se ajustaron para lograr una reducción en el par mientras se mantiene la relación de movimiento y la longitud de cada barra. El sistema de bisagra optimizado se analizó utilizando el modelo de simulación, y se descubrió que el par de apertura en el eje de salida del reductor y la junta entre la varilla de enlace y la base se había reducido significativamente, cumpliendo los requisitos de diseño.

En conclusión, este estudio utilizó con éxito el modelado de simulación ADAMS para analizar la dinámica de los métodos de apertura manuales y eléctricos para las tapas del tronco de automóviles. Los resultados del análisis se verificaron a través de mediciones del mundo real, confirmando su precisión. Además, el mecanismo de bisagra de la tapa del tronco se optimizó en función del modelo de sistema dinámico, lo que resultó en una reducción en la fuerza de apertura eléctrica y una mejor adherencia a los requisitos de diseño. La aplicación de la simulación dinámica en el diseño del mecanismo automotriz ha demostrado ser efectiva y proporciona información valiosa para futuras optimizaciones de diseño.