Analýza a optimalizácia mechanizmu závesu kmeňa Lid_inge Knowledge_tallsen 1

Aktuálny prenosový systém závesu používaný v kmeňoch automobilov je navrhnutý na manuálne prepínanie. Použitie sily na otvorenie a zatvorenie kmeňa si vyžaduje značné úsilie, ktoré môže byť náročné na prácu. Aby sa to vyriešilo, je potrebné vyvinúť elektrické veko kmeňa pri zachovaní pôvodného pohybu a polohy kmeňa. Systém závesu so štyrmi linkami v kufri je potrebné optimalizovať, aby sa zvýšila dĺžka ramena sily na konci elektrického pohonu a znížila krútiaci moment potrebný na elektrický pohon. Zložitosť mechanizmu otvárania kmeňa však sťažuje získanie presných a komplexných údajov pre optimalizáciu systému prostredníctvom tradičných výpočtov návrhu.

Dôležitosť dynamickej simulácie:

Dynamická simulácia mechanizmu umožňuje presnejšie stanovenie stavu pohybu a sily mechanizmu v akejkoľvek polohe. To je rozhodujúce pri určovaní primeranej schémy navrhovania mechanizmu. Mechanizmus otvárania kmeňa je mechanizmom viacerých väzieb a na analýzu dynamických charakteristík podobných spojeniach mechanizmov sa úspešne použila dynamická simulácia. Predchádzajúce štúdie tiež využili simuláciu na optimalizáciu parametrov mechanizmu a poskytovali cenné poznatky o dynamickom výskume automobilových kmeňov.

Aplikácia dynamickej simulácie v automobilovom dizajne:

Metóda dynamickej simulácie sa čoraz viac používa pri návrhu mechanizmu automobilov. Rôzne štúdie využili tento prístup na analýzu jazdného komfortu kĺbových skládok na náhodných cestách, krútiacich krútiacich momente a výkone pre rôzne otváracie rýchlosti elektrických nožnicových dverí, dizajn závesu dverí, línie predných bočných švov dverí a usporiadanie torzných stĺpcových pružín pre kmeňové viečka. Tieto štúdie preukázali uskutočniteľnosť použitia dynamickej simulácie na pomoc pri navrhovaní mechanizmov automobilového prepojenia.

Modelovanie simulácie Adams:

V tejto štúdii bol vyvinutý simulačný model ADAMS na analýzu systému kmeňa. Model pozostával z 13 geometrických tiel, vrátane veka trupu, závesu, závesných tyčí, závesných vzpery, závesných spojovacích tyčí, prúžkových tyčí, kľukových a redukčných komponentov. Model bol potom importovaný do systému automatickej dynamickej analýzy (ADAMS) na ďalšiu analýzu. Hraničné podmienky boli definované na obmedzenie pohybu častí, a boli definované modelové vlastnosti, ako sú koeficienty trenia a hmotnostné vlastnosti. Okrem toho bola sila aplikovaná plynovou pružinou presne modelovaná na základe experimentálnych parametrov tuhosti.

Simulácia a overovanie:

Simulačný model sa použil na osobitne analýzu manuálneho a elektrického otvoru veka kufra. Hodnoty sily v manuálnych a elektrických silách sa postupne zvyšovali a uhol otvoru veka kufra sa meral, aby sa určila sila potrebná na úplné otvorenie. Výsledky simulácie sa potom overili meraním otváracích síl pomocou meraní sily push-pull. Zistilo sa, že namerané hodnoty sú v súlade s výsledkami simulácie, čo potvrdzuje presnosť analýzy.

Optimalizácia mechanizmu:

Na základe meraní krútiaceho momentu získaného počas procesu simulácie a overovania sa zistilo, že krútiaci moment potrebný na otvorenie veka kmeňa v určitých bodoch prekročil konštrukčné požiadavky. Preto je potrebné optimalizovať systém závesu, aby sa znížil otvárací krútiaci moment. Vzhľadom na obmedzenia inštalačného priestoru a štrukturálneho usporiadania boli polohy určitých závesných komponentov upravené tak, aby sa dosiahol zníženie krútiaceho momentu pri zachovaní pohybu a dĺžky každej tyče. Optimalizovaný systém závesu bol analyzovaný pomocou simulačného modelu a zistilo sa, že otvárací krútiaci moment na výstupnom hriadeli reduktora a spoj medzi kravatou a základňou sa výrazne znížil, čím sa splnil konštrukčné požiadavky.

Na záver táto štúdia úspešne využívala simulačné modelovanie ADAMS na analýzu dynamiky manuálnych a elektrických metód otvárania pre veko kmeňa automobilu. Výsledky analýzy boli overené meraniami v reálnom svete, čo potvrdzuje ich presnosť. Okrem toho bol mechanizmus závesu veka kmeňa optimalizovaný na základe modelu dynamického systému, čo viedlo k zníženiu elektrickej otváracej sily a lepšiemu dodržiavaniu požiadaviek na návrh. Aplikácia dynamickej simulácie v návrhu automobilového mechanizmu sa ukázala ako účinná a poskytuje cenné informácie o budúcich optimalizáciách dizajnu.