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自行车链传动系统的自动化建模与仿真
研究产品:自行车链传动系统
分析目的:自行车链传动系统的自动化建模及换挡性能评估
自行车传动性能可以从两个方面来评估。一个是灵敏度，例如换档的流畅度和精确度；另一个是舒适度，比如换档需要多大力，换档过程中的能量损失。自行车传动系统使用大量链节，需要仔细计算链节和链轮之间的接触。当链节的形状发生变化时，每次重新创建一个新模型都需要大量的工时，特别是，需要对链节进行复杂的接触定义。在这种情况下，通过使用 RecurDyn 和 C# 编写自动化程序来解决这样的问题，可缩减仿真模型的求解时间。通过定制开发，可有效地对链节的各种形状、链轮的安装角度以及链轮和销间的公差进行建模、仿真和分析。
◆ 仿真过程
① 导入自行车传动所有部件的CAD数据
② 使用 C# 编写的 ProcessNet程序自动创建衬套力、定义链节上的接触面以及创建链轮和链节之间的接触
③ 评估飞轮的各种角度的性能
④ 评估各种链节形状的性能
◆ 关键仿真技术
• MFBD求解器和接触算法，可准确模拟多个体 （109个链节及其他部件）和体之间的接触（648个）
• 内置自定义程序，可自动执行重复操作，例如创建 和修改多个对象
• 可以精确模拟链条特性的衬套力
• 用于快速仿真的并行处理技术（SMP）
◆ 工具包
• RecurDyn/Professional
• RecurDyn/ProcessNet
◆ 工程问题
• 针对零件形状的改变，很难创建物理样机以分析其效果
• 某些数据难以通过物理样机来测量
• 每当链节或链轮的形状发生变化时，必须重新建模
• 由于链节和接触的数量较多，仿真时间较长
◆ 解决方案
• 使用 ProcesseNet (C#) 更改链节和飞轮形状时自动执行重复性任务
• 仅建立接触面上的面接触而不是体接触以减少计算时间
• 使用 SMP（ 8 个内核）缩短仿真时间
◆ 结论
• 使用自动化程序可以快速创建自行车传动系统模型
• 明确了拨链器位置、链轮安装角度、链节加工形状和换档完成时间之间的关系
• 测试了链条断裂的可能性
• 确定了链节与其他零件之间的接触力
• 确定了作用在换档操作上的力和扭矩的大小
◆ 其他应用场景
• 自行车变速器换档过程仿真
• RecurDyn的自行车案例仿真
