单作用执行器 (IL)

等温流体网络中的单作用线性致动器。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Actuators.TranslationalSingleActing

图书馆中的路径:

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

说明

单作用执行器（IL）模块是一个执行器模型，通过活塞的往复运动将端口 *A 的流体压力转换为端口 R 的机械力。活塞的运动受刚性止动器模型的限制。活塞的位置通过内部计算并传送到端口 p。

活塞初始位移*、流体动态可压缩性*和环境压力*等参数由用户定义。流体惯性和机械惯性未考虑在内。

位移

活塞位移由端口 R 相对于端口 C 的位移定义。机械方向*参数的值决定活塞位移的方向。当气室容积等于*死腔容积*时，活塞位移为中性（等于 "0"）。

刚性限制器模型

活塞行程的限制建议通过三种方式建模。为此，缸体采用与缸体平移硬停止相同的模型，并考虑活塞行程两端的阻尼和刚度系数。

在活塞的极端位置，会产生一个刚性限制力，其作用区域在*活塞行程*或*活塞初始位移*的*过渡区域*内。在该区域之外，。

阻尼器

阻尼块可以模拟活塞末端位置的缓冲。选中*缸末缓冲*时，程序块将考虑活塞在接近*活塞行程*定义的最大活塞行程时的减速。有关液压缸减振器的更多信息，请参见气缸缓冲器 (IL) 。

摩擦

选中*气缸摩擦*时，程序块会考虑活塞运动时的摩擦，由此产生的摩擦是斯特里贝克效应、库仑效应和粘度效应的综合结果。该装置测量气室压力和环境压力之间的压力差。有关摩擦模型及其局限性的详细信息，请参阅块气缸摩擦 (IL) 。

泄漏

如果在程序块中选中*泄漏*，则会额外考虑通过腔体和执行机构活塞之间间隙的泄漏。有关泄漏模型的更多信息，请参见程序块层流泄漏 (IL) 。

流量计算公式为

其中

- 流体的运动粘度；
- 活塞长度，p - ；
- 端口压力 A；
- 环境压力，由参数*环境压力规格*给出；
- 气缸直径，可写成，其中是*活塞-气缸间隙*参数的值；
- 活塞直径，计算公式为，其中为 *活塞横截面积 *参数值。

对面积和压力值进行数值平滑处理

模拟计算的鲁棒性可通过*平滑系数*参数进行调节。如果*平滑系数*不为零，风门孔面积和单向阀压力值将被平滑处理。孔口面积在*柱塞和缓冲套之间的泄漏面积*和*缓冲柱塞横截面积*参数之间平滑变化。单向阀压力在*单向阀破裂压差*和*单向阀最大压差*之间平滑变化。

阀块子组件

单作用执行器（IL）*程序块由四个*等温流体*库程序块和两个*机械*库程序块组成：

执行器的结构图如示意图所示。

single acting actuator il 1

端口

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

# 机械方向 — 活塞移动方向
A 处的压力导致 R 相对于 C 产生正向位移 | A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移

Details

决定活塞移动的方向。可供选择的选项

A 处的压力导致 R 相对于 C 的正向位移" - 如果端口 A 中的流体容积增大，则活塞位移为正向。这相当于活塞杆移出气缸。
A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移 ` - 如果端口 A 中的液体体积增大，则活塞运动为负。这相当于活塞杆在气缸内移动。

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

# 活塞横截面积 — 活塞杆横截面积
m^2 | cm^2 | 英尺^2 | in^2 | 平方公里 | mi^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2

Details

活塞杆的横截面积。

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

# 活塞行程 — 活塞行程
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 公里 | mi | 毫米 | um | 码

Details

活塞最大行程。

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

# 死体积 — 活塞运动等于 0 时的液体体积
l | 加仑 | 秭 | m^3 | cm^3 | 英尺^3 | 英寸 | 公里^3 | mi^3 | 毫米^3 | um^3 | yd^3 | 牛顿*米/帕 | 牛顿*米/巴 | 磅力*英尺/磅力 | ft*lbf/psi

Details

活塞运动值为 "0 "时的液体体积。该液体体积与活塞顶住推杆端盖时的位置相对应。

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

# 环境压力规格 — 设定环境压力的方法
大气压力 | 指定压力

Details

设置环境压力的方法。大气压力 "选项将环境压力设置为 "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

# 环境压力 — 环境压力
帕 | GPa | 兆帕 | 大气压 | 巴 | 千帕 | 卡 | psi | uPa | kbar

Details

用户定义的环境压力。

依赖关系

要使用此参数，请将 环境压力规格 设置为 "指定压力"。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.101325 MPa`
程序使用名称	`p_specified`
可计算	是

硬停止

# 硬停止型号 — 选择硬止动器的型号
在过渡区域平稳施加刚度和阻尼，阻尼回弹 | 在边界应用全刚度和阻尼，无阻尼回弹 | 在边界应用全刚度和阻尼，阻尼回弹 | 基于复原系数

Details

选择活塞在末端位置时的作用力模型。更多信息，请参见图块平移硬停止。

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

# 硬挡刚度系数 — 刚度系数
牛/米 | 磅/英尺 | 磅/英寸

Details

活塞刚度系数。

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

# 硬停阻尼系数 — 阻尼系数
kg/s | N*s/m | 牛顿/（米/秒） | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

活塞阻尼系数。

计量单位	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
默认值	`150.0 N*s/m`
程序使用名称	`C_hard_stop`
可计算	是

# 过渡区域 — 刚性停止模型的作用范围
m | 厘米 | 英尺 | 在 | 公里 | 英里 | 毫米 | 呣 | 码

Details

硬止动阀型号的作用范围。在此范围之外，*硬制动模式*不适用于活塞的极限位置，制动器不会对活塞施加额外的力。

依赖关系

要使用该参数，请将*硬制动模型*设置为 "通过过渡区域平稳施加刚度和阻尼，阻尼回弹"。

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

缓冲

# 气缸末端缓冲 — 模拟减震器作用导致活塞制动的选项

Details

是否考虑活塞在极限位置的减速。更多信息，请参见程序块气缸缓冲器 (IL) 。

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

# 缓冲柱塞横截面积 — 阻尼塞的横截面积
m^2 | 厘米^2 | 英尺/平方英尺 | in^2 | 平方公里 | 英里^2 | 毫米^2 | um^2 | yd^2

Details

阻尼塞的横截面积。

依赖关系

要使用此参数，请选择*气缸末端缓冲*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`0.0001 m^2`
程序使用名称	`plunger_area`
可计算	是

# 缓冲柱塞长度 — 阻尼塞长度
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 公里 | 英里 | 毫米 | um | 米

Details

阻尼塞的长度。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸末端缓冲*复选框。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.001 m`
程序使用名称	`plunger_length`
可计算	是

# 缓冲孔面积 — 阻尼室之间的开口面积
m^2 | 厘米^2 | 英尺^2 | 平方英寸 | 千米^2 | 英里^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2

Details

风门室之间的开口面积。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸末端缓冲*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1e-06 m^2`
程序使用名称	`cushioning_valve_area`
可计算	是

# 柱塞和缓冲套之间的泄漏区域 — 阻尼塞和衬套之间的间隙
m^2 | 厘米^2 | 英尺^2 | 英寸^2 | 平方公里 | 英里^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2

Details

阻尼器柱塞和套管之间的间隙面积。该参数通过确保流动的连续性来保持模拟计算的稳定性。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸末端缓冲*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1e-07 m^2`
程序使用名称	`plunger_leakage_area`
可计算	是

# 单向阀开启压差 — 单向阀开始打开时的压差
Pa | GPa | 兆帕 | 大气压 | 巴 | kPa | 卡 | psi | uPa | 千巴

Details

风门启动时的压差。当端口 A 和之间的压差达到或超过该参数时，风门单向阀开始打开。

依赖关系

要使用该参数，请选择 *气缸末端缓冲 * 复选框。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`delta_p_crack`
可计算	是

# 单向阀最大压差 — 完全打开止回阀所需的压降
Pa | GPa | MPa | 大气压 | 条形 | kPa | ksi | psi | uPa | 千巴

Details

风门单向阀的最大压差。该参数设置压力上限，使系统压力保持现实。

依赖关系

要使用此参数，请选择*气缸末端缓冲*复选框。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`delta_p_max`
可计算	是

# 单向阀最大面积 — 全开止回阀的面积
m^2 | 厘米^2 | 英尺^2 | 英寸^2 | km^2 | 英里^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2

Details

止回阀阀嘴在全开位置的横截面积。

依赖关系

要使用此参数，请选择*气缸端缓冲*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`0.0001 m^2`
程序使用名称	`check_valve_max_area`
可计算	是

# 单向阀泄漏面积 — 止回阀完全关闭时的泄漏面积
m^2 | 厘米^2 | 英尺^2 | in^2 | 平方公里 | 英里^2 | 毫米^2 | um^2 | yd^2

Details

单向阀完全关闭时的总泄漏面积。任何小于此值的面积都会平滑增加到指定的泄漏面积。通过保持流量的连续性，该值有助于提高计算的稳定性。

依赖关系

要使用此参数，请选择*气缸端部缓冲*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1e-10 m^2`
程序使用名称	`check_valve_leakage_area`
可计算	是

# 平滑系数 — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，通过修正阀门在接近开启和接近关闭位置的特性来实现平稳开启。设置一个小于 1 的非零值，以提高模拟的稳定性。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸端缓冲*复选框。

默认值	`0.01`
程序使用名称	`smoothing_factor`
可计算	是

摩擦

# 气缸摩擦 — 活塞运动过程中的摩擦建模选项

Details

是否考虑活塞运动时的摩擦力。区块摩擦力由斯特里贝克力、库仑力和粘度组成。更多信息，请参见缸体气缸摩擦 (IL) 。

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

# 分离摩擦力与库仑摩擦力之比 — 分离力与库仑摩擦力之比

Details

脱离力与库仑摩擦力之比。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸摩擦力*复选框。

默认值	`1.2`
程序使用名称	`Coulomb_breakaway_ratio`
可计算	是

# 分离摩擦速度 — 摩擦阈值
fpm | fps | kph | 英里/小时 | 米/秒 | 厘米/秒 | 英尺/秒 | 英寸/秒 | 公里/秒 | 英里/秒 | 毫米/秒

Details

开始反摩擦运动的速度阈值。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸摩擦*复选框。

计量单位	`fpm` \| `fps` \| `kph` \| `mph` \| `m/s` \| `cm/s` \| `ft/s` \| `in/s` \| `km/s` \| `mi/s` \| `mm/s`
默认值	`0.1 m/s`
程序使用名称	`v_breakaway`
可计算	是

# 预紧力 — 密封装配期间气缸中的初始力，N
N | 千牛 | 磅 | mN | dyn | 磅力

Details

由于密封装配而在气缸中产生的初始力。设备使用该参数计算库仑摩擦力。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸摩擦*复选框。

计量单位	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
默认值	`20.0 N`
程序使用名称	`F_preload`
可计算	是

# 库仑摩擦力系数 — 库仑摩擦力系数
m^2 | cm^2 | 英尺^2 | in^2 | 平方公里 | mi^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2 | N/Pa

Details

库仑摩擦力系数。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸摩擦*复选框。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2` \| `N/Pa`
默认值	`1e-06 N/Pa`
程序使用名称	`Coulomb_coefficient`
可计算	是

# 粘性摩擦系数 — 粘性摩擦系数
kg/s | N*s/m | 牛/（米/秒） | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

粘性摩擦系数。

依赖关系

要使用该参数，请选择*气缸摩擦*复选框。

计量单位	`kg/s` \| `N*s/m` \| `N/(m/s)` \| `lbf/(ft/s)` \| `lbf/(in/s)`
默认值	`100.0 N*s/m`
程序使用名称	`viscous_coefficient`
可计算	是

泄漏量

# 泄漏量 — 环形泄漏建模选项

Details

在参考环境条件下，是否考虑了通过致动器腔体和活塞之间环形间隙的泄漏。通过间隙的流动为层流。更多信息，请参见程序块层流泄漏 (IL) 。

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

# 活塞-气缸间隙 — 径向间隙
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 公里数 | 公里 | 毫米 | um | 日

Details

活塞杆与气缸体之间的径向距离。

依赖关系

要使用该参数，请选择*泄漏*复选框。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0001 m`
程序使用名称	`clearance`
可计算	是

# 活塞头长度 — 活塞头长度
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 千米 | mi | 毫米 | um | yd

Details

活塞头的长度。

依赖关系

要使用该参数，请选择*泄漏*复选框。

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

初始条件

# 活塞初始位移 — 初始活塞位置
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 千米 | 英里 | 毫米 | um | 码

Details

模拟开始时的活塞位置。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 m`
程序使用名称	`offset`
可计算	是

# 流体动态可压缩性 — 流体可压缩性建模选项

Details

计算流体可压缩性引起的流体密度变化。选中 "流体动态可压缩性 "时，除了计算压力变化引起的密度变化外，还要计算块中流体的质量流量变化。在*等温流体*库中，所有程序块都是根据压力的函数来计算密度的。

默认值	`true (已开启)`
程序使用名称	`dynamic_compressibility`
可计算	无

# 初始液体压力 — 可压缩流体的初始流体压力
Pa | GPa | 兆帕 | 大气压 | 巴 | 千帕 | ksi | psi | uPa | 千巴

Details

可压缩流体的初始流体压力。

依赖关系

要使用该参数，请选择*流体动态可压缩性*复选框。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.101325 MPa`
程序使用名称	`p_start`
可计算	是