在学校或办公室等公共建筑设施内的门上,通常装有关门器,以确保门在打开后会自动关闭。为了保证门不被过快地关闭,在关门器的内部添加了一个弹簧阻尼,如图3-27所示。
关门器的分析
在本练习中,将使用MotionManager对关门器添加一个内部弹簧和阻尼。然后使用SolidWorks Motion来生成图解,显示弹簧和阻尼对门的运动所产生的影响,并通过调节参数来达到所需的结果。
本练习将应用以下技术:
● 平移弹簧
● 平移阻尼
图3-27 关门器
操作步骤
步骤1 打开装配体文件
从文件夹“SolidWroks Motion Simulation\Lesson03\Exercises\Door closer”下打开文件“door”。
步骤2 查看文档单位
单击【工具】/【选项】/【文档属性】/【单位】。确认在【单位系统】中选择了【MMGS(毫米、克、秒)】。
步骤3 新建算例
新建一个运动算例,确认选择了【Motion分析】。
步骤4 生成一个线性弹簧
在gas-piston和gas-cylinder之间定义一个【线性弹簧】。使用图3-28所示的圆形边线。用户必须选择边线而不是表面,否则程序不会识别中心,弹簧必须与圆柱对齐。
图3-28 定义弹簧
将【刚度系数】设定为“1牛顿/mm”,【自由长度】设定为“180mm”。【阻尼常数】则使用“5牛顿/(mm/秒)”。在【显示】的PropertyManager中输入合适的数值。单击【确定】。
提示
可以更改一下关门器中gas cylinder的透明度,以便于选取定义线性弹簧的内部零件。
提示
由于弹簧弹力会导致门突然关闭,使用阻尼则可以避免此事发生。
步骤5 运算运动分析(www.xing528.com)
运算40s内的运动。
步骤6 图解显示门的速度
生成一个图解,显示门(质量中心)的速度大小。注意到门在穿过门框并完全停止前关闭得太快(在大约24s之内),如图3-29所示。
我们不希望关门如此快速,而且还不想让门穿过门框并从反方向打开。为了解决这个问题,需要重新定义弹簧和阻尼常数。
图3-29 查看图解(一)
步骤7 复制算例
提示
也可以简单地在刚生成的运动算例中修改这些常数。这里要对比两组常数设置的结果。因此,将复制初始的运动算例,并在复制的算例中进行修改。
步骤8 重新定义带阻尼的弹簧
将【刚度系数】的数值从“1.00牛顿/mm”提高至“2.00牛顿/mm”。将【阻尼常数】的数值从“5.00牛顿/(mm/秒)”提高至“10.00牛顿/(mm/秒)”。
步骤9 计算运动分析
计算并图解显示门的速度,如图3-30所示。
步骤10 对比结果
单击刚完成的任意一个运动算例,用户可以对比一下这两个算例的结果。可以观察到在第二个算例中,门关闭得要慢一些了,而且在完全停止前没有穿过门框。
图3-30 查看图解(二)
结论
从两个仿真的数据来看,我们可以得出结论:选择恰当的弹簧和阻尼常数,可以使门按预期关闭,不会产生突然关闭的现象。
总结
本练习中我们分析了一个关门器的装配体。主要目标是练习定义弹簧和阻尼常数来模拟关门的运动,以找到最佳的弹簧和阻尼参数来使门缓缓关闭,且不会穿过门框。
[1]即静摩擦。
[2]即动摩擦。
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