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Cylinder Cushion (IL)

等温流体网络中的液压缸阻尼器。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Actuators.Auxiliary.CylinderCushion

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Actuators/Auxiliary Components/Cylinder Cushion (IL)

说明

装置 Cylinder Cushion (IL) 是等温流体网络中的节流制动液压缸阻尼器。当气缸杆接近冲程末端时,阻尼器会减慢气缸杆的速度,限制流出活塞腔的液体流量。下图显示了典型的阻尼器设计[1]。

cylinder cushion il 1 cn

当活塞向活塞盖(图中左侧)移动时,阻尼器套筒或柱塞进入活塞盖上的配合孔(阻尼器腔),为流体离开气缸工作腔提供额外阻力。当柱塞进入盖帽中的阻尼器腔并阻塞主流体出口时,活塞开始减速。在这种情况下,流体流经节流阀和最小间隙。节流阀限制流体流出工作腔并制动活塞。

液压缸阻尼器由两个孔口、可变截面和恒定截面以及一个单向阀组成。可变孔径表示塞子与端盖凹槽之间的可变间隙。恒定截面孔是连接阻尼器腔和活塞腔的通道中的节流孔。单向阀只有在活塞伸出时才允许阻尼器腔和活塞腔之间的流量。

阀块 Cylinder Cushion (IL) - 是由以下部件组成的复合组件:

cylinder cushion il 2

该模块 Cylinder Cushion (IL) 可用于模拟液压执行器。单作用或双作用液压执行器可包括阻尼器,用于减慢冲程两端附近的活塞速度。当活塞被端盖阻挡时,阻尼器可防止剧烈冲击。

端口 AB 分别是与流体入口和活塞腔相关的非定向等温流体端口。端口 R 是与活塞柱塞相关的机械非定向端口。端口 C 是与气缸夹紧结构相关的机械非定向端口。阀块可抑制从端口 B 到端口 A 的流量。阀块中的单向阀从端口 A 到端口 B

可变端口面积

在可变孔口阀块中,假定当柱塞远离阀盖时,主流体通道的横截面是开放的,其面积为 ,其中 是圆形柱塞的直径。当柱塞向盖移动时,流体通过径向间隙从缸腔流入盖上的往复孔。假设孔口面积随活塞运动在最大面积和泄漏面积之间呈线性变化。给定活塞位置的孔口面积为

其中

  • - 是给定活塞位置的孔面积;

  • - 是柱塞和缓冲套之间的泄漏面积,即 *柱塞和缓冲套之间的泄漏面积 * 的值;

  • - 最大孔径,等于 * 缓冲柱塞横截面积 *;

  • - 活塞位置。活塞初始位移 ;参数*执行器活塞初始位移*的值;

  • - 当*执行器机械方向*参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移 "时,其值为 "1";当*执行器机械方向*参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移 "时,其值为"-1";

  • - 缓冲柱塞长度,*缓冲柱塞长度*的值;

  • - 缓冲柱塞直径,缓冲柱塞直径

对面积和压力值进行数值平滑处理

您可以通过调整 Smoothing factor 参数来保持仿真数值的稳定性。如果*平滑系数*不为零,则会对阀嘴面积和单向阀控制压力进行平滑处理。柱塞和缓冲套之间的泄漏面积*与缓冲柱塞截面积*之间的阀嘴面积是平滑的。单向阀的控制压力在*单向阀破裂压差*和*单向阀最大压差*之间无级变化。

端口

非定向

A - 入口端口
等温流体

与阻尼器腔入口相对应的等温流体端口。

B - 出口端口
等温流体

与活塞腔出口相对应的等温流体端口。

R - 活塞杆
渐进力学

与液压缸活塞相对应的机械渐进端口。

C - 外壳
渐进式机械

与液压缸支撑结构相对应的机械渐进端口。

参数

缓冲柱塞

缓冲柱塞横截面积 - 缓冲柱塞横截面积
1e-4 m²(默认值) | 正标量

减震器柱塞的横截面积。面积等于 ,其中 是圆形柱塞的直径。

缓冲柱塞长度 - 缓冲柱塞长度
1e-3 m(默认值) | 正标量

缓冲柱塞长度。

初始执行器活塞位移 - 初始活塞位移
0 m(默认值) | `标量

模拟开始时活塞在气缸中的位移。该位移定义了可变孔的初始面积,可变孔是柱塞和端盖之间可变间隙的模型。

依赖关系

如果*执行器机械方向*设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移",则初始活塞位移值必须大于或等于零。

如果 执行器机械方向 设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移",则初始活塞位移值必须小于或等于零。

执行器机械方向 - 活塞位移方向
A 处的压力会导致 R 相对于 C 的正向位移(默认)` | A 处的压力会导致 R 相对于 C 的负向位移

所连接驱动装置的活塞位移方向。如果该参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移",则活塞以 R 的正位移伸向 C。如果该参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移",则活塞在 RC 的正位移处缩回。

阀门

缓冲孔面积 - 节流阀孔面积
1e-6 m²(默认值) | 正标量

当柱塞位于阻尼器腔内时,流体从活塞腔流出的恒定节流阀孔面积。

柱塞和缓冲套之间的泄漏面积 - 柱塞位于盖孔内时的总泄漏面积
1e-7 m²(默认值) | 正标量

当柱塞位于阻尼器腔内时可能发生泄漏的总面积。当活塞运动小于或等于*缓冲柱塞长度*参数值时,柱塞和盖板间隙的可变孔口建模面积等于该参数值。

单向阀开启压差 - 单向阀开始开启时的压差
0.01兆帕(默认值) | 正标量

单向阀开始打开时的最小压差。单向阀允许流体从阻尼器腔自由流向活塞腔,但不允许流体反向流动。

止回阀最大压差 - 止回阀完全打开所需的压差
0.1兆帕(默认值) | 正标量

单向阀完全打开时单向阀上的压降。该参数值必须大于 止回阀开启压差。单向阀允许流体从阻尼器腔自由流向活塞腔,但不允许流体反向流动。

单向阀最大面积 - 单向阀全开的面积
1e-4 m²(默认值) | 正标量

单向阀阀嘴在全开位置的横截面积。

单向阀泄漏面积 - 单向阀完全关闭时的总泄漏面积
1e-10 m²(默认值) | 正标量

止回阀完全关闭时的总泄漏面积。

平滑系数 - 数值平滑系数
0.01(默认值) | 正标量

连续平滑系数,通过修正阀门在接近打开和接近关闭位置的特性来实现平稳打开。设置一个小于 1 的非零值,以提高这些模式下模拟的稳定性。

文献

  1. Rohner, P. _工业液压控制_第四版。布里斯班:约翰威利父子出版社,1995 年。