Single-Acting Actuator (IL)

等温流体网络中的单向线性致动器。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Actuators.TranslationalSingleActing

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Actuators/Single-Acting Actuator (IL)

资料描述

座 Single-Acting Actuator (IL) 模拟由于活塞的往复运动而将端口*A*的流体压力转换为端口*R*中的机械力的驱动器。活塞运动受到刚性止动模型的限制。在系统内部计算活塞的位置并传输到端口*p*。

参数 Initial piston displacement , Fluid dynamic compressibility 和 Environment pressure 由用户设置。流体惯性和机械惯性没有被考虑在内。

搬家

活塞的运动由端口*R*相对于端口*C*的位移决定。参数值 Mechanical orientation 确定活塞的位移方向。活塞的运动是中性的（等于 0），当相机的体积为 Dead volume .

硬限制器模型

建议以四种方式对活塞冲程的极限进行建模。为此，块使用与块相同的模型 Translational Hard Stop，并考虑到活塞行程两端的阻尼和刚度系数。

在活塞的极端位置，产生刚性限制器力，其范围在 Transition region 为 Piston stroke 或 Initial piston displacement . 在这个地区以外 .

阻尼器

该块可以模拟活塞极端位置的减震. 如果选中该复选框, Cylinder end cushioning ，块考虑到活塞的减速，因为它接近活塞的行程长度的最大值，由参数确定 Piston stroke . 有关液压缸阻尼器的更多信息，请参阅部分 Cylinder Cushion (IL).

摩擦

如果选中该复选框 Cylinder friction ，然后该块考虑到活塞在其运动过程中的摩擦，而由此产生的摩擦是斯特罗贝克，库仑和粘度的影响的组合。单元测量腔内压力与环境压力之间的压力差。有关摩擦模型及其限制的更多信息，请参阅部分 Cylinder Friction (IL).

拢漏

如果在块中选择了复选框 Leakage ，那么通过腔室和驱动活塞之间的间隙的泄漏被附加地考虑在内。有关泄漏建模的详细信息，请参阅部分 Laminar Leakage (IL).

费用计算如下:

哪里

-液体的运动粘度;
-活塞的长度，p - ;
-端口压力*A*;
-环境压力，由参数设置 Environment pressure specification ;
是圆柱体的直径，可以写成，在哪里 -参数值 Piston-cylinder clearance ;
-活塞的直径，其计算为，在哪里 -参数值 Piston cross-sectional area .

面积和压力值的数值平滑

仿真的计算稳定性可选地由参数调节 Smoothing factor . 如果 Smoothing factor 如果不等于零，那么阻尼器开度的面积值和止回阀的压力被平滑掉。孔面积在参数之间平滑变化 Leakage area between plunger and cushion sleeve 和 Cushion plunger cross-sectional area . 阀压力在参数之间的范围内平稳变化 Check valve cracking pressure differential 和 Check valve maximum pressure differential .

块子组件

座 Single-Acting Actuator (IL) 它由四个库块*等温流体*和两个库块*力学组成*:

Translational Hard Stop
Laminar Leakage (IL)
Translational Mechanical Converter (IL)
Absolute Translational Motion Sensor
Cylinder Cushion (IL)
Cylinder Friction (IL)

驱动器的结构图如图所示。

single acting actuator il 1

港口

非定向

# A — 流体入口或出口
等温流体

Details

等温流体与入口或出口相对应的端口。

程序使用名称

port

# R — 执行器活塞
渐进式机械

Details

与执行器活塞相对应的机械渐进端口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 驱动室
渐进式机械装置

Details

与执行机构外壳相对应的机械渐进端口。

程序使用名称

case_flange

输出

# p — 活塞位置
尺度

Details

活塞位置（米）。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

执行器

# Mechanical orientation — 活塞的运动方向
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C

Details

确定活塞的位移方向。可供选择的选项:

Pressure at A causes positive displacement of R relative to C -如果端口*A*中的液体体积增加，活塞的运动是正的。这对应于杆脱离气缸的运动。
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C -如果端口*A*中的液体体积增加，活塞的运动是负的。这对应于杆在气缸内部的运动。

值	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` \| `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`
默认值	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C`
程序使用名称	`orientation`
可计算	无

# Piston cross-sectional area — 活塞杆的横截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

活塞杆的横截面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`piston_area`
可计算	是

# Piston stroke — 活塞的行程
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

活塞的最大可能位移。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.1 m`
程序使用名称	`stroke`
可计算	是

# Dead volume — 活塞运动时的液体体积为0
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

活塞位移值处的液体体积 0. 该体积的液体对应于活塞的位置，在该位置处它相对于致动器的端盖位于顶部。

计量单位	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
默认值	`1e-05 m^3`
程序使用名称	`dead_volume`
可计算	是

# Environment pressure specification — 设置环境压力的方法
Atmospheric pressure | Specified pressure

Details

定环境压力的方法。选项 Atmospheric pressure 设置环境压力等于 0.101325兆帕.

值	`Atmospheric pressure` \| `Specified pressure`
默认值	`Atmospheric pressure`
程序使用名称	`pressure_type`
可计算	无

# Environment pressure — 环境压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

用户定义的环境压力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Environment pressure specification 意义 Specified pressure.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.101325 MPa`
程序使用名称	`p_specified`
可计算	是

硬停止

# Hard stop model — 选择刚性停止模型
Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound | Based on coefficient of restitution

Details

选择活塞处于极端位置时作用在活塞上的力的模型。有关更多信息，请参阅块 Translational Hard Stop.

值	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound` \| `Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound` \| `Based on coefficient of restitution`
默认值	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound`
程序使用名称	`hardstop_model`
可计算	无

# Hard stop stiffness coefficient — 刚度系数
N/m | mN/m | kN/m | MN/m | GN/m | kgf/m | lbf/ft | lbf/in

Details

活塞刚度的系数。

计量单位	`N/m` \| `mN/m` \| `kN/m` \| `MN/m` \| `GN/m` \| `kgf/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`1e10 N/m`
程序使用名称	`k_hard_stop`
可计算	是

# Hard stop damping coefficient — 阻尼系数
N*s/m | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in

Details

活塞阻尼系数。

计量单位	`Ns/m` \| `kgfs/m` \| `lbfs/ft` \| `lbfs/in`
默认值	`150.0 N*s/m`
程序使用名称	`C_hard_stop`
可计算	是

# Transition region — 刚性停止模型的作用范围
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

刚性止动件的操作区域。对于活塞的极端位置，超出此范围 Hard stop model 不施加，并且来自止动侧的附加力不作用在活塞上。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.1 mm`
程序使用名称	`transition_region`
可计算	是

# Coefficient of restitution — 碰撞后杆与止动件之间的最终相对速度与初始相对速度之比

Details

杆反弹后杆与止挡之间的最终相对速度与初始相对速度之比。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`restitution_coefficient`
可计算	是

# Static contact speed threshold — 碰撞前杆与止动件之间的相对速度的阈值
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

杆与碰撞前止动件之间的相对速度的阈值。如果杆以低于该参数值的速度撞击壳体，则它们保持接触。否则，杆弹开。为了避免模拟杆和外壳之间的静态接触，请将此参数设置为 0.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

计量单位	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
默认值	`0.001 m/s`
程序使用名称	`v_static_contact_threshold`
可计算	是

# Static contact release force threshold — 从接触状态转变到自由状态所需的力的阈值
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

将杆从静接触状态移除所需的最小力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Hard stop model 意义 Based on coefficient of restitution.

计量单位	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`0.001 N`
程序使用名称	`F_static_contact_release_threshold`
可计算	是

缓冲

# Cylinder end cushioning — 由于阻尼器的作用而模拟活塞制动的选项

Details

活塞在其极端位置的减速度是否被考虑在内。有关更多信息，请参见块 Cylinder Cushion (IL).

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`enable_cylinder_cushion`
可计算	无

# Cushion plunger cross-sectional area — 减震柱塞的横截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

减震柱塞的横截面积。

依赖关系