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基于Adams&Easy5的气锤模拟

作者:Simwe    来源:MSC    发布时间:2013-07-02    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

电动空气锤是一种常见的电动工具,由锤身、压缩缸、工作缸、传动机构、操纵机构、落下部分及砧座等组成。

空气锤的工作原理:电动机通过减速机构和曲柄,连杆带动压缩气缸的压缩活塞上下运动,产生压缩空气。当压缩缸的上下气道与大气相通时,压缩空气不进入工作缸,电机空转,锤头不工作,通过手柄或脚踏杆操纵上下旋阀,使压缩空气进入工作气缸的上部或下部,推动工作活塞上下运动,从而带动锤头及上砥铁的上升或下降,完成各种打击动作。

本文以下图空气锤为例介绍基于Adams&Easy5的气锤模拟方法:


 

图1  空气锤原理示图

完整的空气锤模拟包含一下三个层次:

基于Adams建立气锤机构模型,包括曲柄连杆机构、压缩缸、锤头、砧座等部件;

基于Easy5建立压缩缸气动原理模型,包括压缩缸、气孔及气孔开闭与锤头位置关系等;

利用Adams&Easy5接口建立气锤机构与压缩气缸的闭环关系,进行联合仿真。

基于Adams建立气锤机构模型

空气锤机构模型由如下几部分组成:

曲柄连杆机构,包括压缩活塞,给曲柄工作转速作为驱动;

锤头与工作缸/压缩缸,包括砧座,锤头两侧受气压作动力,左侧与大气相通,气压恒定为1个大气压,右侧压缩缸气压随锤头与压缩活塞之间的相对位置、相对速度变化而变化。

空气锤机构仿真有如下难点:

压缩缸气动机理,借助Easy5这样的一维动力学软件实现;

锤头与砧座的冲击,借助Adams冲击力(contact force)来模拟。

建立的空气锤机构模型如下:


 

图2  基于Adams的空气锤机构模型

基于Easy5建立压缩缸气动模型

上一节已经提到,气锤锤头压缩缸一侧的气压变化需要借助专门的软件来描述,因为压缩缸气压随锤头、活塞的位置、速度变化而变化,本文通过Easy5气体动力学库来实现,非常容易,模型如下图所示:

图3  基于Easy5的压缩缸气动模型

基于Adams&Easy5的完整气锤模拟

气锤机构模型与压缩气缸的闭环关系:Adams模型中的曲柄连杆机构带动活塞运动,活塞与锤头的相对位移、速度数据给Easy5压缩缸气动模型,Easy5模型中的压缩缸产生压缩空气压力数据给Adams机构模型中的锤头,锤头位移数据给Easy5压缩缸气动模型控制气孔开闭。

Adams与Easy5接口关系如下图所示:

 
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