Методичка PA9, страница 4

Управляемые источники потока I1и I2 моделируют гираторную связь между разнородными физическими подсистемами.Источник потока I1 в гидравлической подсистеме представляет собой зависимыйисточник расхода, вычисляемый по формуле ro*Sp*Vp, где ro - плотность жидкости, Sp- площадь поршня, Vp - скорость движения поршня (потенциал узла подключенияисточника потока I2 в механической подсистеме), следовательно, коэффициентвлияния механической подсистемы на гидравлическую будет равен ro*Sp.

Источникпотока I2 в механической подсистеме представляет собой зависимый источник силы,вычисляемый по формуле Sp*P, где P - давление в резервуаре (потенциал узлаподключения источника потока I1 в гидравлической подсистеме), следовательно,коэффициент влияния гидравлической подсистемы на механическую будет равен Sp.Интегратор для скорости поршня позволяет определить расстояние, которое пройдетпоршень.Потенциалы узлов механической подсистемы соответствуют скоростям тел,массы которых подключены к этим узлам. Потоки через элементы механическойподсистемы соответствуют силам, действующим на эти тела.Потенциалы узлов гидравлической подсистемы соответствуют давлениям врезервуаре и трубопроводе. Потоки через элементы гидравлической подсистемысоответствуют расходам жидкости на этих элементах.201) С помощью графического редактора ПА9 создайте эквивалентную схемугидромеханической системы.Проверьте наличие базовых узлов в схеме!!!Укажите переменные "Скорость поршня", "Перемещение поршня" (интегралскорости поршня), “Давление в резервуаре” и “Расход” (поток через гидравлическоесопротивление Rg1) для выдачи на график!!!Задайте следующие параметры элементов:F1=50 кН, M1=5 кг, TR1=TR2=1 кг/с, P1=1000000 Па.УпругостьU1L=2S=0.025E=2e11Гидроемкость Cg1V=0.04Vsnd=1500Источникпотока I1Источникпотока I2Гидросопротивление Rg1K=40C=0K=0.04C=0l=1s=0.005Nu=0.001Гидроиндуктивность Lg1L=1S=0.0052) С помощью оператора Dynamic выполните расчет гидромеханической системы.Установите следующие параметры оператора Dynamic:Метод интегрирования: TrapecВремя интегрирования: 100e-3Smn=1e-16Sst=1e-12Acr=1e-4Остальные параметры оставьте по умолчанию.3) Настройте пределы для выдачи графиков скоростей и силы так, чтобы можнобыло по графикам оценить следующие выходные параметры моделируемой системы:а) Максимальное давление в резервуаре и период колебаний давления.б) Время, за которое поршень пройдет расстояние, равное прямому ходу в 0.1 м.4) Измените какой-либо внутренний параметр гидромеханической системы ипостройте зависимости указанных выходных параметров от изменяемого внутреннегопараметра.216.3.

Анализ динамики гидроподъёмникаВыполните анализ динамики гидроподъёмника (рис. 14), представляющего собойсложную гидромеханическую систему.Рычаг (стрела)ГидроцилиндрГидролинииГрузКлапантормознойУправляющийсигналРаспределительтрёзпозиционныйтрёхлинейныйНапорный клапанИсточник расхода (Q)РИС. 14Эквивалентная схема гидроподъёмника приведена на рис. 15.22РИС. 15Сигнал, управляющий подъёмником, моделируется трапецеидальнымиисточниками сигнала Вх. сигнал1, Вх.

сигнал2 и управляемым источником разностипотенциалов E1. Расход жидкости, обеспечиваемый насосом, моделируется источникомрасхода Q1. Для упрощения моделирования и восприятия технических систем такогорода сложности были спроектированы модели отдельных широко использующихся вконкретной области устройств. Напорные клапаны, обеспечивающие слив жидкости, вслучае превышения допустимых значений давления в гидравлической системе наэквивалентной схеме представлены своими моделями Kn1 и Kn2. Модель напорногоклапана имеет 3 параметра:• Коэффициент утечки (KUT).• Коэффициент пропускания в открытом состоянии (KPR).• Давление, при котором открывается напорный клапан (PN).Для моделирования инерционных свойств жидкости в гидролиниях и трениежидкости о стенки гидролинии также используются уже спроектированные моделигидролиний GL1, GL2 и GL3.

Модель гидролинии имеет 4 параметра:• Длина гидролинии (l).• Диаметр гидролинии (d).• Кинематическая вязкость жидкости, протекающей по гидролинии (Nu).• Плотность жидкости, протекающей по гидролинии (Ro).В эквивалентной схеме используется модель гидроцилиндра (GC1), в которой всоответствиисозначениямипараметровосуществляетсявзаимодействиегидравлической и механической систем. Модель гидроцилиндра имеет 9 параметров:23•••••••••Площадь поперечного сечения штоковой полости (Fs).Площадь поперечного сечения поршневой полости (Fp).Длина мёртвого хода в штоковой полости (Ls).Длина мёртвого хода в поршневой полости(Lp).Масса поршня (M).Сила трения поршня о стенки корпуса (Ftr).Коэффициент упругости стенок корпуса (KUp).Начальное положение поршня (X0).Ход поршня (H).Распределение потока жидкости к полостям гидроцилиндра осуществляется посредствам распределителя трёхлинейного трёхпозиционного, который представленсвоей моделью (Ras1).

Модель распределителя имеет 5 параметров:• Динамическая вязкость жидкости (M).• Плотность жидкости (Ro).• Площадь дросселя (B).• Параметр (H) сравнивается с сигналом управления. Если управляющий сигнал <=H, то в распределителе только утечки, иначе – турбулентное сопотивление.• Коэффициент утечки (KU).Клапан тормозной регулирует интенсивность потока жидкости, протекающей погидролинии GL2 в обратном направлении, в зависимости от давления в гидролинииGL3. В эквивалентной схеме используется модель клапана тормозного (Kt1), имеющая15 параметров:• Динамическая вязкость жидкости (Mu).• Плотность жидкости (Ro).• Параметры с 3-го по 12-ый представляют собой функциональную зависимостьпроводимости клапана в обратном направлении от значения давления на третьемвходе модели клапана тормозного – F(P).• Проводимость утечки, те в обратном направлении (Gu).• Проводимость в прямом направлении (G).• Напорное давление, открывающее клапан в обратном направлении (Pn).Поршень гидроцилиндра механически воздействует на рычаг (стрелу)подъёмника (Рычаг1).

Модель рычага имеет 1 параметр – (K), являющийся отношениемрасстояния от точки закрепления рычага до точки приложения силы, которую в данномслучае создаёт поршень гидроцилиндра, к расстоянию от точки закрепления рычага доточки, в которой подвешен груз.Эффект свободного хода ненатянутого троса моделируется упорами Up1 и Up2.Модель упора имеет 4 параметра:• Начальное положение упора (X0).• Максимальное перемещение вправо (Xp).• Максимальное перемещение влево (Xn).• Жёсткость упора (k).Инерционные свойства подвешенного груза моделируются массой M1.

Вес груза,моделируется источником силы F1.241) С помощью графического редактора ПА9 создайте эквивалентную схемугидроподъёмника.Проверьте наличие базовых узлов в схеме!!!Укажите переменные "Упр. сигнал", "Перемещение поршня" (интеграл скоростипоршня), "Давление в поршневой полости", "Давление в штоковой полости" и"Перемещение груза" (интеграл от скорости груза) для выдачи на график!!!Задайте следующие параметры элементов:Q1 = 7e-4 м3/c, Рычаг1 = 0.1, G1 = 1e-8, M1 = 1530 кг, F1 = 15300 Н.В интеграторе (элемент Int) задайте значение параметра V0 (начальное значениеинтегрирования) = 0.4.Трапецеидальные источники сигналаВх.

сигнал1E1Вх. сигнал2Начальная задержка D = 0Период повтора R = 0Пассивный уровень Vp = 0Активный уровень Va = 1Длительность переднего фронта Tf = 0.1Длительность вершины Tt = 3Длительность заднего фронта Tb = 0.1D=5R=0Vp = 0Va = -1Tf = 0.1Tt = 1000Tb = 1000РаспределительКлапан напорныйтрёхлинейныйтрёхпозиционныйKn1Kn2Ras1M = 0.7KUT = 1e-15 KUT = 1e-15Ro = 890KPR = 7e-4KPR = 7e-4B = 2.19e-5PN = 2.1e7PN = 2100000H = 0.1KU = 1e-12K=1C=0Ri = 1КлапантормознойKt1Mu = 0.7Ro = 890F1 = 1e-7P1 = 1415000F2 = 3.14159e-6P2 = 1667000F3 = 1.5708e-5P3 = 1918000F4 = 1.5708e-5P4 = 2500000F5 = 1.5708e-5P5 = 5000000Gu = 1e-15G = 1e-6Pn = 1918ГидроцилиндрGC1Fs = 0.009032Fp = 0.015394Ls = 0.05Lp = 0.1M = 73Ftr = 1000KUp = 1e11X0 = 0.4H = 0.87Гидролиния GL1Гидролинии GL2, GL3l = 0.87l=6d = 0.012d = 0.016Nu = 2.7e-4Nu = 2.7e-4Ro = 890Ro = 890Упоры UP1, UP2X0 = 0Xp = 10Xn = 0K =1e9252) Выберите в разделе гидродинамика элемент “Газосодержание и температура”.Установите его на свободное место рабочего поля (например, как на рис.

15) и задайтеследующие параметры:Температура (С): 20Содержание газа (%): 5Остальные параметры оставьте по умолчанию.3) С помощью опратора Dynamic выполните расчёт гидроподъёмника. Установитеоператор Dynamic в нижних следующих сразу за элементом “Газосодержание итемпература” клеточках рабочего поля, как показано на рис. 15.Установите следующие параметры оператора Dynamic:Метод интегрирования: EulerВремя интегрирования: 10 (абсолютное)Smn = 1e-15Sst = 1e-10Smx = 1Dlu = 1e-2Arc = 1e-2Остальные параметры оставьте по умолчанию.4) Настройте пределы для выдачи графиков давлений и перемещений так, чтобыможно было оценить следующие выходные параметры моделируемой системы:a) Максимальное давление в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра.b) Перемещение поршня, за время подъёма груза на максимальную высоту.5) Измените какой-либо внутренний параметр модели гидроподъёмника ипостройте зависимости указанных выходных параметров от изменяемого внутреннегопараметра.ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ1.

Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9-ти кн. /Под ред. И.П.Норенкова. - М.: Высш. шк., 1986.2. Маничев В.Б., Уваров М.Ю., Жук Д.М., Князева С.Ю. Моделирование динамикитехнических систем с помощью программы GPA7.М., МГТУ каф. РК-6, 1996..