Analisi e ottimizzazione del meccanismo di cerniera del trunk lid_hinge knowleds_tallsen 1

L'attuale sistema di trasmissione della cerniera utilizzato nei tronchi per auto è progettato per la commutazione manuale. L'applicazione della forza per aprire e chiudere il bagagliaio richiede un notevole sforzo, che può essere ad alta intensità di lavoro. Per risolvere questo problema, è necessario sviluppare un coperchio del bagagliaio elettrico mantenendo il movimento del tronco originale e la relazione di posizione. Il sistema di cerniera a quattro link del tronco deve essere ottimizzato per aumentare la lunghezza del braccio di forza all'estremità dell'unità elettrica e ridurre la coppia richiesta per l'unità elettrica. Tuttavia, la complessità del meccanismo di apertura del tronco rende difficile ottenere dati accurati e completi per l'ottimizzazione del sistema attraverso calcoli di progettazione tradizionali.

Importanza della simulazione dinamica:

La simulazione dinamica del meccanismo consente una determinazione più accurata dello stato di movimento e della forza del meccanismo in qualsiasi posizione. Ciò è fondamentale per determinare uno schema di progettazione di meccanismo ragionevole. Il meccanismo di apertura del tronco è un meccanismo multi-link e la simulazione dinamica è stata applicata con successo per analizzare le caratteristiche dinamiche di meccanismi di collegamento simili. Precedenti studi hanno anche utilizzato la simulazione per ottimizzare i parametri del meccanismo, fornendo preziose informazioni per la ricerca dinamica dei tronchi automobilistici.

Applicazione della simulazione dinamica nella progettazione automobilistica:

Il metodo di simulazione dinamica è stato sempre più applicato nella progettazione del meccanismo delle automobili. Vari studi hanno utilizzato questo approccio per analizzare il comfort di guida di cassonetti articolati su strade casuali, requisiti di coppia e di potenza per diverse velocità di apertura delle porte a forbice elettrica, design della cerniera della porta, linea di cucitura anteriore della porta e layout delle molle a barre di torsione per i coperchi del tronco. Questi studi hanno dimostrato la fattibilità dell'utilizzo della simulazione dinamica per aiutare nella progettazione di meccanismi di collegamento automobilistico.

Modellazione di simulazione di Adams:

In questo studio, è stato sviluppato un modello di simulazione Adams per analizzare il sistema di trunk. Il modello consisteva in 13 corpi geometrici, tra cui il coperchio del tronco, basi di cerniera, bieli di cerniera, montanti di cerniera, aste di collegamento della cerniera, aste di tiro, manovella e componenti del riduttore. Il modello è stato quindi importato nel sistema di analisi dinamica automatica (ADAMS) per ulteriori analisi. Sono state definite condizioni al contorno per limitare il movimento delle parti e sono state definite le proprietà del modello come coefficienti di attrito e proprietà di massa. Inoltre, la forza applicata dalla molla a gas è stata accuratamente modellata in base a parametri di rigidità sperimentale.

Simulazione e verifica:

Il modello di simulazione è stato utilizzato per analizzare separatamente l'apertura manuale ed elettrica del coperchio del tronco. I valori di forza nei punti manuali ed elettrici della forza sono stati gradualmente aumentati e l'angolo di apertura del coperchio del tronco è stato misurato per determinare la forza richiesta per l'apertura completa. I risultati della simulazione sono stati quindi verificati misurando le forze di apertura usando i calibri di forza push-pull. I valori misurati sono risultati coerenti con i risultati della simulazione, confermando l'accuratezza dell'analisi.

Ottimizzazione del meccanismo:

Sulla base delle misurazioni della coppia ottenute durante il processo di simulazione e verifica, è stato determinato che la coppia richiesta per aprire il coperchio del tronco ha superato i requisiti di progettazione in determinati punti. Pertanto, il sistema di cerniera doveva essere ottimizzato per ridurre la coppia di apertura. Considerando i limiti dello spazio di installazione e del layout strutturale, le posizioni di alcuni componenti della cerniera sono state regolate per ottenere una riduzione della coppia mantenendo la relazione di movimento e la lunghezza di ciascuna asta. Il sistema di cerniera ottimizzato è stato analizzato utilizzando il modello di simulazione e si è scoperto che la coppia di apertura sull'albero di uscita del riduttore e l'articolazione tra il tiraggio e la base era stata significativamente ridotta, soddisfacendo i requisiti di progettazione.

In conclusione, questo studio ha utilizzato con successo la modellazione di simulazione ADAMS per analizzare la dinamica dei metodi di apertura manuale ed elettrica per i coperchi del bagagliaio per auto. I risultati dell'analisi sono stati verificati attraverso misurazioni del mondo reale, confermando la loro precisione. Inoltre, il meccanismo della cerniera del coperchio del tronco è stato ottimizzato in base al modello di sistema dinamico, con conseguente riduzione della forza di apertura elettrica e una migliore aderenza ai requisiti di progettazione. L'applicazione della simulazione dinamica nella progettazione di meccanismi automobilistici ha dimostrato di essere efficace e fornisce preziose approfondimenti per le ottimizzazioni di progettazione future.