MATLAB ile Mühendislik #52 | Simscape: Hidrolik Silindir, Valf Kapanması ve Basınç Dalgası

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Pompa 100 bar veriyor ama silindirde 50 bar var. Bu derste basıncı yükten, hızı kısıcıdan elle buluyor, Simscape Foundation Library ile modeli betikle kuruyor, valf kapanınca yağın nasıl yay gibi titrediğini hesaplıyor, en hızlı piston alanını 3B yüzeyde arıyor ve hata vermeyen sessiz bir model tuzağını yakalıyoruz. Elle: p = 10000 N / 20 cm² = 50 bar; kısıcıda 50 bar; √(1e7/850) = 108.47 m/s; 1.2 mm² × 108.47 = 130.16 cm³/s = 7.81 L/dk; v ≈ 65 mm/s; F v = p Q = 650.79 W. Simscape: 64.81 mm/s (%0.41 düşük; damper ve yağ sıkışması, düzeltmeyle %0.16), 50.32 bar. Yay 1e5 N/m: denge 0.1 m, kapalı biçim 3.07 s (türbülanslı, kütlesiz model); kaynak 60 bar: 20 mm, debi −5.70 L/dk. Valf kapanması: hacim 564.7 cm³, hidrolik yay ≈ 1.06e7 N/m, f 36.68 Hz, genlik 14.94 bar. Basınç önce düşer: çukur çeyrek periyotta 35.31 bar (sim 35.32), tepe üç çeyrek periyotta 64.19 bar (sim 64.20). Hava %5: 32.05 Hz, elle 32.09; tablo yalnız 51 bar içindir, benzetimdir, ölçülmüş yağ değeri değildir. Yaysız senaryoda k = 1 N/m: blok sıfırı kabul etmez. Kısayollar ve sınırları: toplam hacim 4 kat, frekans yarı (kendi RK4 benzetimimizle 3 çift; havasız yağ, ölü hacim değil toplam hacim; 0.5 → 2 L oran 1.91). Yük basıncı kaynağın 2/3'ü en hızlı nokta: A* = 3F/(2Ps) = 15 cm², 66.67 bar, 70.8 mm/s (sim 70.21); 5 basınç çizgisi ve numpy ile 60 durum tarandı; sabit kısıcı, sabit kaynak, türbülanslı akış, küçük damper şartıyla (büyük damperde kayar). 60 bar, 12 cm²: 7200 N yükü taşımaz, hız −72.89 mm/s. Gerçek hatalar: "Spring rate must be greater than zero."; 2 kN yükte "Pressure at port B must be greater than or equal to Minimum valid pressure." (valften değil kalkış aşımından, t = 0.016 s); "Type mismatch in signal connection to P". Sessiz hata: Yağ bloğu kapalıyken hata yok, su varsayılanı devreye girer, hız −%7.7. kur_silindir.m: modeli kuran betik, videoda gösteriliyor. Not: Ekrandaki komutlar dersin akışı için sıralanmıştır; çalıştırırken ze = b/(2*m*wh) satırını fs/(fh*sqrt(1 - ze^2)) - 1 satırından önce yazın. Üçte iki tablosunda 140 bar için formül 10.71 cm² ızgaranın dışında kalır (en küçük 12), bu yüzden ızgara kenarı 12 seçilir. Bu derste: 1. Gerekli eklenti: Simscape (Foundation Library) + Simulink 2. Basınç yükün, hız debinin sonucu 3. Kısıcı denklemi elle 4. Enerji sağlaması: F v = p Q 5. Modeli betikle kurmak 6. Yay: denge ve geri dönüş 7. Yağ bir yaydır: hidrolik doğal frekans 8. Valf kapanınca basınç önce düşer 9. Tepe üç çeyrek periyotta 10. Hava ve hacim etkisi 11. 3B basınç, alan, hız yüzeyi 12. En hızlı nokta: üçte iki kuralı 13. Üç bağıran, bir sessiz hata Bölümler: 0:00 Problem: gerekli eklenti 0:33 Kapsam 0:52 Mantık: basınç ve hız 1:13 Birinci soru 1:31 Silindir basıncı 1:46 Delikten geçiş hızı 2:05 Debi 2:27 Hız ve güç sağlaması 2:47 Modeli betikle kurmak 3:07 Simscape kararlı hız 3:31 Yay: denge 3:46 Yay: varış süresi 4:06 Geri dönüş 4:25 İkinci soru: valf kapanır 4:47 Oda hacmi 5:07 Hidrolik yay 5:32 Doğal frekans 5:54 Basınç genliği 6:18 Basınç önce düşer 6:42 Tepe: üç çeyrek periyot 7:04 Yağdaki hava 7:35 Hacim kısayolu 8:05 Üçüncü soru: en iyi alan 8:22 3B hız yüzeyi 8:44 Elle türev 9:12 Üçte iki kuralı 9:38 Eksi hız 9:58 Hatalar: k = 0, hafif yük 10:19 Kalkış aşımı 10:38 Birim hatası, sessiz hata 10:56 Su varsayılanı 11:20 Ne yaptık? 11:40 Kural Gerekli MATLAB eklentileri: Simscape 26.2 (Foundation Library, Isothermal Liquid), Simulink 26.2 (MATLAB R2026b): Pressure Source, Reservoir, Isothermal Liquid Properties, Local Restriction, Translational Mechanical Converter, Flow Rate Sensor, Pressure Sensor, Mass, Translational Spring, Translational Damper, Ideal Force Source, Ideal Translational Motion Sensor, Solver Configuration, Simulink-PS / PS-Simulink Converter; sim, set_param (Simulink). Temel MATLAB: interp1, unique, islocalmax, sqrt, round. Simscape Fluids gerekmez. Kaynak kitap: Kısıcı ve sıkıştırılabilirlik başlıkları: Çengel & Cimbala, Fluid Mechanics, 3. baskı (yalnız içindekilerden doğrulandı, bölüm numarası verilmedi). Blok denklemleri Simscape'in kaynak dosyalarından (local_restriction.ssc, translational_mechanical_converter.ssc, mixture_density.ssc) okundu. Senaryo, sayılar ve animasyonlar özgündür. Sonuçlar MATLAB çıktısı ve MATLAB'dan bağımsız bir Python denetimiyle (kendi RK4 benzetimimiz) sınandı. Anlatım yapay zekâ sesiyle (Gemini) seslendirildi; ders kurgusu, örnekler ve MATLAB çalıştırmaları özgündür. Hedef kitle: makine, mekatronik ve akışkan gücü ile ilgilenen öğrenciler. Ön koşul: Bernoulli, kütle-yay titreşimi ve temel Simulink bilgisi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.