Гидроцилиндр одностороннего действия (ИЖ)

Линейный привод одностороннего действия в сети изотермической жидкости.

Тип: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Actuators.TranslationalSingleActing

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Гидроцилиндр одностороннего действия (ИЖ) моделирует привод, преобразующий давление жидкости порта А в механическую силу в порту R за счет возвратно-поступательного движения поршня. Движение поршня ограничивается моделью жесткого упора. Положение поршня вычисляется внутри системы и передается в порт p.

Параметры Начальное положение поршня, Динамическая сжимаемость жидкости и Значение давления вне преобразователя задаются пользователем. Инерция жидкости и механическая инерция не учитываются.

Перемещение

Перемещение поршня определяется смещением порта R относительно порта C. Значение параметра Направление смещения определяет направление смещения поршня. Перемещение поршня нейтрально (равно 0), когда объем камеры равен Мертвый объем.

Модель жесткого ограничителя

Пределы хода поршня предлагается моделировать четырьмя вариантами. Для этого блок использует ту же модель, что и блок Поступательные упоры, и учитывает коэффициенты демпфирования и жесткости на обоих концах хода поршня.

В крайних положениях поршня возникает сила жесткого ограничителя, область действия которой находится в пределах Переходная зона для Ход поршня или Начальное положение поршня. За пределами этой области .

Демпфер

Блок может моделировать амортизацию в крайних положениях поршня. Если установлен флажок у Амортизация конца цилиндра, в блоке учитывается замедление поршня по мере приближения к максимальному значению длины хода поршня, определяемому параметром Ход поршня. Более подробную информацию о демпфере гидроцилиндра см. в блоке Амортизатор цилиндра (ИЖ).

Трение

Если установлен флажок Трение цилиндра, то блок учитывает трение поршня во время его движения, при этом результатирующее трение представляет собой комбинацию эффектов Штрибека, Кулона и вязкости. Блок измеряет разницу давлений между давлением в камере и давлением окружающей среды. Более подробную информацию о модели трения и ее ограничениях см. в блоке Трение в цилиндре (ИЖ).

Утечка

Если в блоке установлен флажок Утечка, то дополнительно учитываются утечки через зазор между камерой и поршнем привода. Более подробную информацию о моделировании утечек см. в блоке Ламинарная утечка (ИЖ).

Расход рассчитывается как:

где

— кинематическая вязкость жидкости;
— длина поршня, p - ;
— давление в порту A;
— давление окружающей среды, которое задается параметром Давление вне преобразователя;
— диаметр цилиндра, который можно записать как , где — значение параметра Зазор между поршнем и цилиндр;
— диаметр поршня, который рассчитывается как , где — значение параметра Площадь поперечного сечения поршня.

Численное сглаживание значений площади и давления

Вычислительная устойчивость симуляции опционально регулируется параметром Коэффициент сглаживания. Если Коэффициент сглаживания не равен нулю, то значение площади отверстия демпфера и давления обратного клапана сглажены. Площадь отверстия плавно меняется между параметрами Площадь утечки между поршнем и амортизационной втулкой и Площадь поперечного сечения амортизирующего плунжера. Давление клапана плавно изменяется в диапазоне между параметрами Разность давлений для срабатывания обратного клапана и Максимальная разность давлений обратного клапана.

Подкомпоненты блока

Блок Гидроцилиндр одностороннего действия (ИЖ) состоит из четырех блоков библиотеки Изотермическая жидкость и двух блоков библиотеки Механика:

Структурная диаграмма привода приведена на схеме.

single acting actuator il 1

Порты

Ненаправленные

# A — вход или выход для потока жидкости
изотермическая жидкость

Details

Порт изотермической жидкости, соответствующий входу или выходу.

Имя для программного использования

port

# R — поршень привода
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий поршню привода.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус привода
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий корпусу привода.

Имя для программного использования

case_flange

Выход

# p — положение поршня
скаляр

Details

Положение поршня в м.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Привод

# Направление смещения — направление перемещения поршня
Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A | Отрицательное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A

Details

Определяет направление смещения поршня. Варианты для выбора:

Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — перемещение поршня положительно, если объем жидкости в порту A увеличивается. Это соответствует движению штока из цилиндра.
Отрицательное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — перемещение поршня отрицательно, если объем жидкости в порту A увеличивается. Это соответствует движению штока внутрь цилиндра.

Значения	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` \| `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`
Значение по умолчанию	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C`
Имя для программного использования	`orientation`
Вычисляемый	Нет

# Площадь поперечного сечения поршня — площадь поперечного сечения поршневого штока
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения поршневого штока.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`piston_area`
Вычисляемый	Да

# Ход поршня — ход поршня
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Максимальное возможное перемещение поршня.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.1 m`
Имя для программного использования	`stroke`
Вычисляемый	Да

# Мертвый объем — объем жидкости, при котором передвижение поршня равно 0
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

Объем жидкости при значении перемещения поршня 0. Этот объем жидкости соответствует положению поршня, при котором он находится вверху по отношению к торцевой крышке привода.

Единицы измерения	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
Значение по умолчанию	`1e-05 m^3`
Имя для программного использования	`dead_volume`
Вычисляемый	Да

# Давление вне преобразователя — способ задания давления окружающей среды
Атмосферное давление | Заданное давление

Details

Способ задания давления окружающей среды. Вариант Атмосферное давление устанавливает давление окружающей среды равным 0.101325 МПа.

Значения	`Atmospheric pressure` \| `Specified pressure`
Значение по умолчанию	`Atmospheric pressure`
Имя для программного использования	`pressure_type`
Вычисляемый	Нет

# Значение давления вне преобразователя — давление окружающей среды
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Определяемое пользователем давление окружающей среды.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Давление вне преобразователя значение Заданное давление.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`0.101325 MPa`
Имя для программного использования	`p_specified`
Вычисляемый	Да

Жесткий упор

# Модель жесткого упора — выбор модели жесткого упора
Плавное применение жесткости и демпфирования в переходной зоне, демпфированный отскок | Максимальная жесткость и демпфирование при контакте, без демпфирования при отскоке | Наибольшая жесткость и демпфирование применяются на границах, демпфированный отскок | На основе коэффициента восстановления

Details

Выбор модели для силы, действующей на поршень, когда он находится на крайних положениях. Дополнительную информацию см. блок Поступательные упоры.

Значения	`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`
Значение по умолчанию	`Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound`
Имя для программного использования	`hardstop_model`
Вычисляемый	Нет

# Коэффициент жесткости — коэффициент жесткости
N/m | mN/m | kN/m | MN/m | GN/m | kgf/m | lbf/ft | lbf/in

Details

Коэффициент жесткости поршня.

Единицы измерения	`N/m` \| `mN/m` \| `kN/m` \| `MN/m` \| `GN/m` \| `kgf/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
Значение по умолчанию	`1e10 N/m`
Имя для программного использования	`k_hard_stop`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент демпфирования — коэффициент демпфирования
Н*с/м | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in

Details

Коэффициент демпфирования поршня.

Единицы измерения	`Ns/m` \| `kgfs/m` \| `lbfs/ft` \| `lbfs/in`
Значение по умолчанию	`150.0 N*s/m`
Имя для программного использования	`C_hard_stop`
Вычисляемый	Да

# Переходная зона — диапазон действия модели жесткого упора
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Область срабатывания жесткого упора. За пределами этого диапазона для крайних положений поршня Модель жесткого упора не применяется, и дополнительная сила со стороны упора на поршень не действует.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель жесткого упора значение Плавное применение жесткости и демпфирования в переходной зоне, демпфированный отскок.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.1 mm`
Имя для программного использования	`transition_region`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент восстановления — соотношение конечной и начальной относительной скорости между штоком и упором после столкновения

Details

Отношение конечной и начальной относительной скорости между штоком и упором после отскока штока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель жесткого упора значение На основе коэффициента восстановления.

Значение по умолчанию	`0.7`
Имя для программного использования	`restitution_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Пороговая скорость статического контакта — пороговое значение относительной скорости между штоком и упором перед столкновением
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

Пороговое значение относительной скорости между штоком и упором до столкновения. Если шток ударяется о корпус со скоростью, меньшей, чем значение этого параметра, они остаются в контакте. В противном случае шток отскакивает. Чтобы избежать моделирования статического контакта между штоком и корпусом, установите для этого параметра значение 0.

Зависимости

Единицы измерения	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
Значение по умолчанию	`0.001 m/s`
Имя для программного использования	`v_static_contact_threshold`
Вычисляемый	Да

# Пороговая сила размыкания контакта — пороговое значение силы, необходимой для перехода из контактного состояния в свободное
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

Минимальное значение силы, необходимой для вывода штока из состояния статического контакта.

Зависимости

Единицы измерения	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
Значение по умолчанию	`0.001 N`
Имя для программного использования	`F_static_contact_release_threshold`
Вычисляемый	Да

Амортизатор

# Амортизация конца цилиндра — опция моделирования торможения поршня за счет действия демпфера

Details

Учитывается ли замедление поршня в его крайних положениях. Дополнительную информацию см. в блоке см. в блоке Амортизатор цилиндра (ИЖ).

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_cylinder_cushion`
Вычисляемый	Нет

# Площадь поперечного сечения амортизирующего плунжера — площадь поперечного сечения амортизационного плунжера
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения амортизационного плунжера.

Зависимости