Show simple item record

dc.creatorYlinen, Antti
dc.date.accessioned2011-06-16T12:29:37Z
dc.date.available2011-06-16T12:29:37Z
dc.date.issued2011-06-16
dc.identifier.urihttp://dspace.cc.tut.fi/dpub/handle/123456789/20561
dc.description.abstractHydraulic driven multibody systems are very common in industry and the behavior of these systems under transient load has been modeled in various ways. For instance, if one is interested in the response of the mechanical system, the hydraulic system has been excluded from the simulation model and the actuator, like the hydraulic cylinder, has been replaced with a length controlled rod element. In this case, the mechanical system can be modeled as a non-linear system. However, if the hydraulic system is the one to study, the mechanical system is modeled as a rigid body or with linear element method. In this master s thesis a new modeling technique is presented, where the hydraulic system is modeled using the finite element method. In this way, the hydraulic system can be included to the simulation model and the mechanical system can be modeled using non-linear elements. In addition, the coupling tangential matrices between the mechanical system and the hydraulic system can be calculated analytically. This new modeling technique is applied to a numerical example, which is based on the maintenance robot of the ITER fusion reactor. The system is simulated using this new modeling technique as well as the length controlled rod element. The responses of the mechanical structure in this simulation show that the length controlled rod element cannot represent the behavior of the multibody system whereas the new modeling technique gives realistic results. The purpose of this thesis is to present a new technique for modeling coupled hydraulic driven multibody systems, not to provide accurate simulation results of the maintenance robot. This new method provides good results and thereby research on this field should be continued. Modeling of the hydraulic cylinder requires special attention, because it couples the mechanical system to the hydraulic system. With these sophisticated hydraulic cylinder models it is also possible to develop the old modeling techniques. /Kir11en
dc.description.abstractHydraulikäyttöiset monikappalejärjestelmät ovat hyvin yleisiä teollisuudessa ja niiden toimintaa on mallinnettu useilla tavoilla tarpeen mukaan. Jos on haluttu mallintaa mekaanisen järjestelmän dynaamista käyttäytymistä, hydrauliikka on yleensä jätetty simulaatiosta pois ja toimilaite, esimerkiksi sylinteri, korvattu pituuttaan muuttavalla sauvaelementillä. Tällöin mekaaninen järjestelmä on mallinnettu epälineaarisena systeeminä. Jos puolestaan on haluttu mallintaa hydraulijärjestelmän toimintaa tarkasti, mekaaninen järjestelmä on mallinnettu jäykkänä kappaleena tai lineaarisella elementtimenetelmällä. Tässä työssä esitellään mallinnustapa, jossa hydraulijärjestelmä mallinnetaan elementtimenetelmän keinoin, jolloin saadaan mallinnettua hydraulijärjestelmä mekaanisen järjestelmän ohella ja tällöin voidaan käyttää myös epälineaarisia elementtejä mekaanisen järjestelmän kuvaamiseen. Lisäksi mekaanisen järjestelmän ja hydraulijärjestelmän väliset kytkentämatriisit saadaan laskettua analyyttisessä muodossa. Uutta mallinnustapaa sovelletaan laskentaesimerkkiin, joka pohjautuu ITER-fuusioreaktorin huoltorobottiin. Tätä järjestelmää simuloidaan käyttämällä niin pituuttaan muuttavaa sauvaelementtiä kuin uutta kytkettyä mallinnustapaa, jossa myös hydraulijärjestelmä on mukana. Tulokset osoittavat, että kyseisessä simulaatioesimerkissä pituuttaan muuttava sauvaelementti ei kuvaa järjestelmän todellista käyttäytymistä, kun taas hydraulijärjestelmällä toteutetun simulaatiomallin tulokset ovat realistisia. exitTässä diplomityössä esitellään uutta mallinnustapaa hydraulisesti käytettyjen laitteiden simulointiin ja etsitään parannuskeinoja vanhoihin menetelmiin, ei niinkään mallinneta huoltorobottia tarkasti. Uusi menetelmä antaa hyviä tuloksia, joten tutkimusta tällä saralla on syytä jatkaa. Erityistä huomiota tulee kiinnittää hydraulisylinterin mallinnukseen, sillä se kytkee mekaanisen järjestelmän hydrauliseen järjestelmään. Hydraulisylinterin mallin kehittämisellä voidaan myös parantaa vanhojen mallinnusmenetelmien, kuten muuttuvapituuksisen sauvan, toimintaa.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.language.isoenen
dc.relation.isformatof76en
dc.rightsThis publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.en
dc.titleMethods for Modeling Coupled Hydraulic Driven Flexible Multibody Systemsen
dc.typeDiplomityö
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:tty-2011061614708
dc.revEllman, Asko
dc.revMäkinen, Jari
dc.contributor.laitosKonstruktiotekniikan laitos – Department of Mechanics and Designen
dc.contributor.tiedekuntaAutomaatio-, kone- ja materiaalitekniikan tiedekunta – Faculty of Automation, Mechanical and Materials Engineering
dc.contributor.yliopistoTampereen teknillinen yliopistofi
dc.programmeKonetekniikan koulutusohjelmaen
dc.date.published2011-06-08
dc.contributor.laitoskoodimec


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record