Phân tích và tối ưu hóa cơ chế bản lề của Trunk Lid_ Breathe Kiến thức_Tallsen 1

Hệ thống truyền bản lề hiện tại được sử dụng trong thân xe được thiết kế để chuyển đổi thủ công. Áp dụng vũ lực để mở và đóng thân cây đòi hỏi nỗ lực đáng kể, có thể tốn nhiều công sức. Để giải quyết vấn đề này, cần phải phát triển một nắp thân điện trong khi vẫn duy trì chuyển động thân cây ban đầu và mối quan hệ vị trí. Hệ thống bản lề bốn liên kết của thân cây cần được tối ưu hóa để tăng chiều dài của cánh tay lực ở đầu truyền động điện và giảm mô-men xoắn cần thiết cho ổ điện. Tuy nhiên, sự phức tạp của cơ chế mở thân cây gây khó khăn cho việc có được dữ liệu chính xác và toàn diện để tối ưu hóa hệ thống thông qua các tính toán thiết kế truyền thống.

Tầm quan trọng của mô phỏng động:

Mô phỏng động của cơ chế cho phép xác định chính xác hơn trạng thái chuyển động và lực của cơ chế ở bất kỳ vị trí nào. Điều này là rất quan trọng trong việc xác định một sơ đồ thiết kế cơ chế hợp lý. Cơ chế mở thân cây là một cơ chế đa liên kết và mô phỏng động đã được áp dụng thành công để phân tích các đặc tính động của các cơ chế liên kết tương tự. Các nghiên cứu trước đây cũng đã sử dụng mô phỏng để tối ưu hóa các tham số cơ chế, cung cấp những hiểu biết có giá trị cho nghiên cứu động lực học của thân xe ô tô.

Áp dụng mô phỏng động trong thiết kế ô tô:

Phương pháp mô phỏng động đã ngày càng được áp dụng trong thiết kế cơ chế của ô tô. Các nghiên cứu khác nhau đã sử dụng phương pháp này để phân tích sự thoải mái của xe tải có khớp nối trên đường ngẫu nhiên, mô -men xoắn và yêu cầu năng lượng cho tốc độ mở khác nhau của cửa kéo điện, thiết kế bản lề cửa, đường may phía trước của cửa và bố trí lò xo xoắn cho nắp cốp. Những nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng mô phỏng động để hỗ trợ thiết kế các cơ chế liên kết ô tô.

Mô hình mô phỏng Adams:

Trong nghiên cứu này, một mô hình mô phỏng Adams đã được phát triển để phân tích hệ thống thân cây. Mô hình bao gồm 13 thân hình học, bao gồm nắp thân cây, đế bản lề, thanh bản lề, thanh chống bản lề, thanh kết nối bản lề, thanh kéo, tay quay và các thành phần giảm. Mô hình sau đó được nhập vào Hệ thống phân tích động tự động (ADAM) để phân tích thêm. Các điều kiện biên được xác định để hạn chế chuyển động của các bộ phận và các thuộc tính mô hình như hệ số ma sát và tính chất khối được xác định. Ngoài ra, lực được áp dụng bởi lò xo khí được mô hình hóa chính xác dựa trên các thông số độ cứng thử nghiệm.

Mô phỏng và xác minh:

Mô hình mô phỏng được sử dụng để phân tích mở thủ công và điện của nắp thân cây riêng biệt. Các giá trị lực tại các điểm lực thủ công và điện được tăng dần và góc mở của thân cây được đo để xác định lực cần thiết để mở đầy đủ. Các kết quả mô phỏng sau đó đã được xác minh bằng cách đo các lực mở bằng đồng hồ đo lực kéo. Các giá trị đo được tìm thấy phù hợp với kết quả mô phỏng, xác nhận độ chính xác của phân tích.

Tối ưu hóa cơ chế:

Dựa trên các phép đo mô -men xoắn thu được trong quá trình mô phỏng và xác minh, người ta đã xác định rằng mô -men xoắn cần thiết để mở nắp thân cây vượt quá các yêu cầu thiết kế tại một số điểm nhất định. Do đó, hệ thống bản lề cần được tối ưu hóa để giảm mô -men xoắn mở. Xem xét các hạn chế của không gian cài đặt và bố cục cấu trúc, vị trí của các thành phần bản lề nhất định đã được điều chỉnh để đạt được mô -men xoắn trong khi duy trì mối quan hệ chuyển động và chiều dài của mỗi thanh. Hệ thống bản lề được tối ưu hóa được phân tích bằng mô hình mô phỏng và người ta thấy rằng mô -men xoắn mở ở trục đầu ra của bộ giảm tốc và khớp giữa thanh buộc và đế đã giảm đáng kể, đáp ứng các yêu cầu thiết kế.

Tóm lại, nghiên cứu này đã sử dụng thành công mô hình mô phỏng Adams để phân tích động lực của các phương pháp mở thủ công và điện cho nắp thân xe hơi. Các kết quả phân tích đã được xác minh thông qua các phép đo trong thế giới thực, xác nhận độ chính xác của chúng. Hơn nữa, cơ chế bản lề của nắp thân được tối ưu hóa dựa trên mô hình hệ thống động, dẫn đến giảm lực mở điện và tuân thủ tốt hơn các yêu cầu thiết kế. Việc áp dụng mô phỏng động trong thiết kế cơ chế ô tô đã được chứng minh là có hiệu quả và cung cấp những hiểu biết có giá trị cho các tối ưu hóa thiết kế trong tương lai.