工程系统高级建模和仿真环境介绍(Amesim)

1、工程系统高级建模和仿真环境AMESim软件介绍 AMESim在重型机械公司的应用2007.11 目 录一、AMESim整体介绍二、AMESim平台的特点三、五大软件平台介绍四、应用库介绍：五、AMEsim分析工具介绍六、可接口软件介绍七、液压元器件的设计八、液压系统的设计九、AMESim在重型机械公司的应用经验十、应用总结意见工程系统高级建模和仿真环境AMESim软件介绍一、AMESim整体介绍：AMESim 是系统工程高级建模和仿真环境， 它提供了一个系统工程设计的完整环境， 使得您可以建立复杂的多学科领域系统的模型， 并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。AMESim环境使得工程师在一个基

2、于工程应用的友好环境下研究任何元件或者系统的稳态和动态性能。该环境包括5个软件平台AMESim, AMESet, AMECustom, AMERun, AMEDesk和一整套应用库，包括控制方面的信号控制库；机械方面的机械库、平面机构库、动力传动库；流体方面的液压库（包括管道模型）、液压元件设计库 （HCD）、液阻库、注油库 （如润滑系统）、气动库 （包括管道模型）、气动元件设计库；电磁方面的电磁库、电机及驱动库；热分析方面的热库、热液压库（包括管道模型）、热液压元件设计库 （THCD）、热液阻库、热气动库、冷却系统库、二相流库、空气调节系统库以及内燃机方面的IFP整车性能库、IFP发动机库、

3、IFP C3D和IFP排放库；另外AMESim环境中还包括齐全的分析工具以及丰富的接口，确保AMESim作为一个系统建模仿真平台，能够将其他软件连接起来进行协同交互的系统建模和仿真以解决工程中的各种复杂问题。 二、AMESim平台的特点：AMESim是协同系统建模和仿真平台AMESim的各大平台分别为开发团队不同的设计人员使用：元件设计人员子模型的开发（AMESet）；系统设计人员的建模、仿真和分析(AMESim)； 型号设计专家的集成、封装和加密（AMESim & AMECustom）； 验证设计人员的验证、分析和优化（AMERun）； 项目管理人员的管理和协调。通过AMESim协同系统建模

4、和仿真的特点在产品开发阶段确保开发团队中不同设计人员之间统一协同的工作以及数据发布和共享。 AMESim是多学科专业的建模仿真平台AMESim在统一的平台上实现了控制，机械，液压，气动，热，电机和电磁等物理领域多学科系统工程的建模和仿真。不同学科领域的模型在AMESim平台的直接物理连接实现了多学科耦合特性的分析。 AMESim是多级复杂程度的建模仿真平台AMESim在统一的平台上提供了方案设计、功能设计到几何设计的多层次建模方式：数学方程级、方块图级、基本元素级、元件级以及和大量其它CAE工具的接口。不同的用户可以根据自己的特点和专长，选择适合的建模方式，或多种方式综合使用。4、AMESim

5、是工程人员使用的建模和仿真平台AMESim定位在工程技术人员使用。建模的语言是工程技术语言：基于物理模型的图形化建模方式。不需要编写任何程序代码。AMESim使得用户可以从繁琐的数学建模中解放出来，Activity Index）。从而专注于物理系统本身的设计。5、AMESim是强有力的数字求解器AMESim的智能求解器能够根据所建模型的数学特性，自动选择最佳的积分算法，并根据在不同仿真时刻的系统的特点，动态地切换积分算法和调整积分步长，以缩短仿真时间和提高仿真精度。6、AMESim是稳态/动态性能分析平台AMESim提供了齐全的分析工具，以方便用户分析和优化自己的系统：线性化分析工具 （系统特

6、征值的求解；Bode图， Nichols图， Nyquist图；根轨迹分析），模态分析工具，频谱分析工具 （快速傅里叶转换FFT；阶次分析Order Analysis；频谱图Spectral maps） 以及模型简化工具（7、AMESim是过程集成和设计优化平台AMESim内嵌的设计探索模块，使得用户可以直接在AMESim中进行试验规划分析（DOE），优化分析和质量分析。 同时用户还可以采用Excel或者自己编写的代码进行集成或者优化。8、AMESim是CAE交互仿真平台AMESim提供了丰富的与其他软件的接口： 控制软件接口： Matlab/Simulink 机构动力学软件接口： Adams

7、， Simpack，VL Motion，Recurdyn 电磁场仿真软件：Flux 实时仿真软件接口： RTLab，dSPACE，xPC，Labcar，ADI 通用共仿真接口 有限元模型输入功能9、AMESim是开放的高级开发平台AMESim系列产品的中AMESet为用户提供一个标准化、规范化和图形化二次开发平台：用户不仅可以直接调用AMESim所有模型的源代码模板，而且还可以把用户自己的C或FORTRAN代码模型，以图形化模块的方式综合进AMESim软件包。AMESet可以将用户在AMESim上建立的模型，生成标准化的C或FORTRAN代码，并为此生成相应的标准的说明文档。10、 AMESi

8、m是从离线仿真到实时仿真的连续平台通过AMESim的实时仿真功能， 用户可以将在AMESim上建立的离线模型生成用户指定的实时平台所需要的实时代码，避免了用户重新在实时仿真平台上建立实时模型繁琐的工作。 AMESim的模型既可以用于离线仿真，又可以用于实时仿真； 既可以用于设计阶段，又可以用于产品验证阶段。AMESim平台组成介绍：三、五大软件平台介绍：AMESim（建模、仿真和分析平台）AMESim是系统工程高级建模和仿真平台， 它提供了一个系统工程设计的完整平台， 使得用户可以同一平台上建立复杂的多学科领域系统的模型， 并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。用户可以在AEMSim平台下研究

9、任何元件或者系统的稳态和动态性能。用户可以直接使用AMESim提供的丰富的元件应用库， 同时还能够通过AMESet扩充或者创建特殊的应用库。 这使得AMESim成为用于车辆， 越野设备， 航空航天以及重型设备工业的多学科领域， 包括流体， 机械， 热分析，电磁以及控制等复杂系统建模和仿真的优选平台。AMESet（高级的二次开发平台）AMESet是AMESim 子模型编辑工具，用户可以利用它，可以提供AMESim所有子模型的源代码模板，方便地扩充AMESim应用库。通过AMESet创建的模型库，具有标准化、可重复使用以及易于维护等特点。用户创建的模型库完全地兼容软件中原有的所有AMESim模型，

10、并且在AMESim所支持的不同操作平台之间自动地移植。AMESet为用户的开发过程带来了质量的保证。 AMECustom（定制、封装和加密平台）AMECustom是AMESim 的定制工具。通过AMECustom， 用户可以建立专用的具有定制用户界面和参数设置的模型数据库。对任何模型或者模型组均有效， 所生成的定制模型可以包含：个性化的图标， 可供同一模型选择的预先定义的多套参数， 适合的参数和变量对话， 在线帮助等。此外， 还可以通过AMECustom的加密功能对敏感信息进行加密。AMERun（现存模型仿真分析平台）AMERun是AMESim的只运行版本。它提供了所有标准AMESim参数设置

11、和完成仿真分析的功能。 通过AMERun，非建模和仿真计算的专业人员可以共享经验证的、 严格测试的以及定制的AMESim模型。AMEDesk（数据库管理平台）AMEDesk是AMESim 的数据库管理工具。通过AMEDesk， 用户可以管理AMESim的数据库，使得不同平台之间、不同部门之间和不同单位之间的工程师能够协同工作和数据共享。四、应用库介绍：AMESim自带标准库包括：控制方面的信号控制库和机械方面的机械库AMESim 信号控制库含有用于控制， 检测和观察一个多学科领域系统模型的所有模块。 基于方块图的方法， 该库可以用于建立线性， 非线性， 时间连续， 时间离散， 条件运行， 复合

12、信号以及混合系统的模型。AMESim 机械库包含用于构建一维平动和转动机械系统的元件模块。 该库包含在标准的AMESim软件包。 可以独立地用于完整的一维机械系统建模。因为液压， 气动， 电磁以及电动系统通常和某种形式的机械系统（例如驱动器， 泵， 马达， 曲柄连杆， 滑阀）相互作用， 因此这些机械元件模块也可以作为其他AMESim应用库的补充。该库可以考虑机械系统模型中的数字刚度问题， 非线性的特性以及间断点（静/动摩擦， 机械间隙间的反冲， 摩擦迟滞， 离合器缓冲， 终端撞击）。在所有类型的离合器， 摩擦接触面， 制动器， 橡胶接头， 轴承， 发动机装配都采用了最新的摩擦和缓冲模型。一、机

13、械方面的应用库包括平面机构库、动力传动库AMESim 平面机构库包含用于构建二维平动和转动机械系统的元件模块。因为大部分机械系统是平面机构， 该库完全是专用于这类平面机构系统的研究。 更进一步来说， 通过对称性分析， 大多数空间机构可以简化成为平面机构来分析。采用该库主要是借助AMESim强大完整的应用库来考虑多学科领域之间的直接耦合， 包括液压， 气动， 电磁以及电动系统（例如驱动器， 泵， 马达， 曲柄连杆， 滑阀） 所有这些都和AMESim的平面机构库相互兼容。全部结果都可以通过专用的3D CAD类型的工具-AMEAnimation进行自动可视化处理， 该工具含有所有标准的可视化功能（缩

14、放， 旋转以及动画）。 二、流体方面的应用库包括液压库（包括管道模型）、液压元件设计库 （HCD）、液阻库、注油库 （如润滑系统）、气动库 （包括管道模型）、气动元件设计库AMESim 液压库包含120多个不同复杂程度的模型， 专用于各种应用场合的复杂液压系统设计的完整应用库。该库是各种应用领域液压系统设计加速器， 诸如汽车和越野车辆（动力转向， 制动系统， 悬架系统，燃油系统，配气机构， 润滑系统，动力换档传动驱动器 ），航天航空（起落架， 制动， 飞行控制系统， 燃油和润滑系统）以及工业设备（试验台，起重运输与工程机械， 机床）。AMESim 液压元件设计库是一个难以置信的强大的和独一无二

15、的工具， 包含了任何机、液系统的基本结构单元模块。 该库被看作是液压元件建模的工程语言， 可以对诸如喷油器， 液压锤， 柱塞泵， 叶片泵， 半主动缓冲器以及其他任何类型的液压阀建模。 因为是基于结构单元建模， 所以模型层次的理解非常直接和直观。我们工程设计专家设计和开发的AMESim液压元件设计库通过采用结构单元的细分来处理液压元件的多样性， 使得您可以用最少的图标和单元模块来构建最多的工程系统模型。 我们可以将其描述为技术结构单元模块， 因为每一个单元对工程师而言都是一个切实的实体。 通过大量的HCD模块， 您就好像进入了一个工程仓库， 选择相应的物理实体来组建一个元件。 经验告诉我们， 通

16、过该库， 在液压元件的设计过程中可以节省数月的时间并大量地减少物理成型的次数。三、AMESim 液阻库主要应用在流体阻力对于低压高流速液压回路的设计有很大的影响的场合。该库包含一整套模块，通过这些模块很容易建立诸如车辆， 越野设备， 航天航空， 舰船， 能源以及油气领域中的液压油， 燃油， 润滑油， 冷却液， 水以及其他介质流体管网的模型。通过这种管网模型， 可以计算整个管网回路的各点的压力损失以及流量分布情况。完全兼容其他液压库并作为其他液压库的补充， 液阻库为流体管网设计提供了即用的解决方案。 归功于综合的模块收集和细致地实验验证的数据（定常阻力系数， IdelCik公式以及基于试验的阻力

17、系数）， 您可以迅速地求解任何类型管网的流量和压力。四、AMESim 气动库包含100多个不同复杂程度的模型， 专用于各种应用场合的复杂气动系统设计的完整应用库。该库是各种应用领域气动系统设计加速器， 诸如汽车和越野车辆（制动系统， 悬架系统，气动管网，天然气CNG/液化石油气LPG喷射 ），航天航空（环境控制系统， 呼吸系统）以及工业设备（试验台，机床）。AMESim 气动元件设计库是一个难以置信的强大的和独一无二的工具， 包含了任何气动系统的基本结构单元模块。 该库被看作是气动元件建模的工程语言， 可以对诸如LPG喷油器，驱动器， 压缩机， 氧气调节器，减震器以及其他任何类型的气动阀建模。

18、 因为是基于结构单元建模， 所以模型层次的理解非常直接和直观。我们工程设计专家设计和开发的AMESim气动元件设计库通过采用结构单元的细分来处理气动元件的多样性， 使得您可以用最少的图标和单元模块来构建最多的工程系统模型。 我们可以将其描述为技术结构单元模块， 因为每一个单元对工程师而言都是一个切实的实体。 通过大量的PCD模块， 您就好像进入了一个工程仓库， 选择相应的物理实体来组建一个元件。 经验告诉我们， 通过该库， 在气动元件的设计过程中可以节省数月的时间并大量地减少物理成型的次数。五、电磁方面的应用库包括电磁库、电机及驱动库AMESim电磁库是存在电， 磁和机械相互作用的工程应用系统

19、建模的理想工具。该库用于研究机电系统或者驱动器， 诸如电磁阀（VFS， VBS， PWM）， 电磁或者压电驱动喷油器， 可变气门机构， 可变磁阻驱动器， 传感器以及力矩马达等的电磁部分动态特性。 该库也包括不同材料的磁特性，磁铁单元， 磁铁， 漏磁以及电子模型。复杂的机械系统是由液压元件和电磁元件来驱动和控制。 完整系统的响应和动态特性来源于各个不同部分之间响应的耦合。 AMESim电磁库确保了设计过程中的连续性， 因为所有AMESim的应用库都是相互兼容从而确保了多学科领域仿真。 事实表明， 电磁库是用于建立高级系统模型的机械库， 液压元件设计库和气动元件设计库的完美补充。六、AMESim

20、的电机及驱动库可以应用在极大多数的机械能和电能相互转换的工程应用场合。该库是一整套系统级的模型元件，随时可以和AMESim的其它库一起使用。对那些需要用电动设备来替代机械或者液压驱动的现代机械制造厂商和研究所，电机及驱动库非常有用。该库有助于用户建立电力驱动的完整的机电系统仿真模型。 七、热分析方面的应用库包括热库、热液压库（包括管道模型）、热液压元件设计库 （THCD）、热液阻库、热气动库、冷却系统库、二相流库、空气调节系统库八、AMESim热库处理固体材料之间的热交换。 它是基于瞬态热传递计算理论用于对固体材料之间传统的热传递模式建模（传导， 自由或者强制对流， 辐射）。AMESim热液压

21、库专用于流体温度变化对整体性能影响很大的液压系统设计。 该库含有100多个不同复杂程度的模型， 这些模型都是基于瞬态热传递计算模型， 用于建立流体中热现象（能量转换， 对流）模型并且研究在液压系统中流体的热变化。在极大多数工程场合中都会发生热交换， 无论是所希望的（加热器， 热交换器）或者是不可避免的（热冲击， 热损失， 摩擦）。只要存在温差， 这些热交换可能是在流体之间或者流体和环境之间发生。AMESim 热液压元件设计库是一个难以置信的强大的和独一无二的工具， 包含了任何机、液系统的基本结构单元模块。 该库被看作是流体温度变化对系统整体性能有很大影响的液压元件建模的工程语言。 诸如高压燃油

22、喷射系统， 航天航空液压和燃油系统， 冷却系统都是该库很好的应用场合。因为是基于结构单元建模， 所以模型层次的理解非常直接和直观。我们工程设计专家设计和开发的AMESim热液压元件设计库通过采用结构单元的细分来处理热液压元件的多样性， 使得您可以用最少的图标和单元模块来构建最多的工程系统模型。 我们可以将其描述为技术结构单元模块， 因为每一个单元对工程师而言都是一个切实的实体。 通过大量的THCD模块， 您就好像进入了一个工程仓库， 选择相应的物理实体来组建一个元件。九、AMESim 热气动库包含一整套用于对气动管网的建模以及分析该管网中温度， 压力， 质量流量变化的元件。基于瞬态热传递计算理

23、论上， 该库用于对气体中的热现象建模并且研究在各种不同热源作用下这些气体中热的变化。典型的应用例如排放系统， HVAC （供暖， 通风， 空调系统）， 汽油燃油喷射， 环境控制系统， 气体运输，悬架以及热交换。 该库即可以独立使用，又可以作为AMESim其他库的补充 十、AMESim发动机冷却库完全专用于发动机冷却系统设计，是由60多个不同复杂程度的模块所组成。 在瞬态热转转计算的基础上， 该库用于建立在冷却液（能量传输， 对流）中的热现象， 热交换器的热转换的模型以及研究在发动机冷却回路中的热变化。发动机冷却系统的目的就是在车辆爬坡， 满载以及高温条件下为发动机金属壳体以及油液提供足够的冷却

24、能力。 在发动机暖机过程， 需要特殊的流量来为发动机本身加热以降低热损失。 通过这些方面的改善， 我们可以在发动机的约束条件（低油耗， 高寿命及低排放）和性能之间取得最佳的折衷。AMESim两相流库，工业过程中经常可以看到两相流的应用，在汽车空调系统、建筑（工业用和办公用）环境系统和低温系统中， 在这些应用中， 人们一般利用流体的相变现象来实现对环境的要求。AMESim两相流库可以模拟复杂的相变制冷剂流动网络，采用动态集中参数法模拟换热现象，可以计算：系统中能量的传送制冷剂单相和两相（对流沸腾和冷凝）对流换热系统各处的压降、温度、制冷剂流量、焓分布制冷剂干度的变化气相和液相间质量的转换壁面与湿

25、空气间的对流换热以及冷凝水的影响 11、AMESim空气调节库，空气调节系统经常配备在乘客运输工具（汽车、飞机、火车等）和建筑物中。 在家用电器如冰箱、冷柜等也能够看到空气调节系统的应用。空气调节系统用于满足一定的使用要求的空气调节系统的建模， 例如通过控制车厢内的湿度和温度来确保乘客舒适，或者维持一定的温度等。该库的模型均采用瞬态传热的方法建立。AMESim空气调节库专用于设计空调系统，如： 确定制冷循环零部件的尺寸，尤其是确定换热器的尺寸 设计并测试现存的或者新开发的系统性能 研究制冷循环的稳定性，对控制方案进行测试 评估空调系统的能效以及对电负荷或发动机负荷、燃油消耗、污染排放的影响 五

26、、AMEsim分析工具介绍1. 时域分析工具AMESim的时域分析工具包括利用AMEPlot作图功能，Replay功能和AMEAnimation功能。 将系统变量直接通过鼠标拖放至AMEPlot窗口， 可以做出系统中所有的物理量在仿真过程中随时间的变化曲线， 例如机械方面的力， 速度， 加速度； 液压方面的压力， 流量； 气动方面的质量/体积流量，绝对压力，焓流；热方面的温度，热流； 电磁方面的电流， 电压，磁通变化等；通过AMEPlot的PlotManager功能使得用户可以自由地对各种物理量的曲线进行处理。此外AMEPlot的功能还有： 手动/自动刷新曲线， 曲线的FFT（快速傅立叶转换）

27、； 批处理仿真曲线，坐标取值， 图型放大缩小， 多作图区，自动添加曲线标题；生成纯文本数据文件等。Replay功能可以将用户所关心的物理量通过形象直观的图形来动态地表达其在仿真过程的变化， 例如采用压力表来监测所关心点的压力变化， 利用滚动条来动画表示所关心点的流量变化等。使用Replay功能显示某液压系统中各点压力变化（压力表表示）和流量（滚动条表示）的变化AMEAnimation功能生成液压挖掘机工作装置动画可视图AMEAnimation能够自动地将用户使用AMESim平面机构库建立的机构模型中产生3维可视图形并且动画地演示仿真结果。 2. 频域分析工具 线性分析使得您可以深入理解系统内在

28、的动态特性而不受输入的影响。通过线性分析， AMESim可以直接求解系统的特征值；绘制Bode图, Nichols图, Nyquist图；进行根轨迹分析, 模态分析和阶次分析。特征值求解， 模态分析以及即时的传递函数求解给出了系统的谐振点及其频率和阻尼， 元件的稳定性， 压力波动峰峰值以及多领域耦合效应。 AMESim的3维阶次分析（Order Tracking）可以确定给定时间响应范围内的振型。利用模态分析工具绘制出的某12缸发动机曲轴扭振的前三阶模态图AMESim做出的发动机传动链扭振分析的Bode图AMESim做出的发动机振动的阶次图3、 活性指数分析活性指数分析能够确定系统中能量最活跃

29、（Energy active）的子模型和能量最不活跃（Energy passive）的子模型。在此分析的基础上， 可以帮助用户简化复杂的模型。该工具在实时仿真的时候非常有用， 因为实时仿真时由于受到硬件的约束， 仿真模型的计算时间必须小于硬件的通讯周期， 这就要求我们对复杂的模型进行简化， 活性指数分析为我们简化复杂系统模型提供了强有力的帮助。4、设计探索工具AMESim设计探索功能是内置的模块， 它提供了以下基本功能： 利用内置的设计探索功能完成系统优化或者鲁棒性分析。 利用外部设计探索平台来对更复杂的设计要求进行优化分析或者鲁棒性分析。AMESim环境内置了设计探索功能， 可直接用于对AM

30、ESim模型进行试验规划分析（DOE）， 优化分析和蒙特卡洛分析（Monte Carlo）。试验规划（DOE）： 参数敏感性分析 全因子分析（找出主要因素及其相互作用） 响应面模型（中心复合）优化： 非线性二次规划（NLPQL） 基因算法基于蒙特卡罗方法的质量工程： 设置每个参数的分布形式（均匀分布或者高斯分布） 后处理：均值， 标准偏差， 偏度， 峰态， 直方图DOE分析得到的某阀敏感参数的Pareto图蒙特卡罗分析得到的某悬架系统车轮压缩量的直方图 六、可接口软件介绍1. 控制软件接口AMESim和主要的控制软件MATLAB/Simulink的接口非常完善。 一方面， AMESim提供了大

31、量可以直接供MATLAB调用的EXE文件和M文件， 使得AMESim可以看作是MATLAB的一个工具箱（Toolbox）， 可以直接在MATLAB的环境里控制AMESim的整个仿真过程， 包括参数设置， 仿真运行， 获取仿真结果等。另一方面， AMESim和Simulink还有三种直接的接口方式， 包括： AMESim模型输出到Simulink AMESim和Simulink 共仿真 Simulink模型输出到AMESim2. 多体动力学软件接口AMESim与目前市场主要的多体动力学软件都有简单易用的接口， 例如ADAMS， VL Motion以及RecurDyn。接口的方式有三种：AMESi

32、m模型输出； 多体动力学模型输入以及共仿真。3. 优化软件接口除了本身内置的设计探索功能之外， AMESim设计探索模块也可以和其他用户自己的工具或者外部专用平台连接以满足高级的要求和过程集成。 此外， AMESim设计探索模块提供了微软Excel， iSIGHT以及Optimus的直接接口， 并且提供了方便的接口用于连接任何其他商业软件。 4. 实时仿真接口AMESim提供了一个将高可靠性的物理系统模型直接转换成经验证的实时仿真模型的独一无二的功能。 AMESim提供了三个主要的工具：模型简化工具， 合适的积分算法以及为实时仿真平台自动产生实时代码的工具。采用AMESim的实时仿真功能， 您

33、可以大量地减少在开发过程中由于设计过程集成的延迟造成的不确定性， 从而大大地提高产品的质量和可靠性。5. VB接口利用AMESim提供的一组VBA， 在Microsoft Office环境中（例如EXCEL中）设置参数，控制仿真以及进行后处理。6. CFD接口在AMESim环境中内置了专用的内燃机3维的燃烧计算模块C3D。该模块主要用于低油耗和低排放新型发动机设计时要求的三维的热力学和燃烧仿真。AMESim平台还内置了与电磁场分析软件FLUX的直接接口。 用户可以在FLUX中生成电磁力随气隙以及电流的变化的数据表格， 然后将该表格输出到AMESim平台中用于分析电磁和机械， 液压或者其他系统之

34、间的耦合性能。7. 通用共仿真接口使用这个接口能够联接AMESim和其它软件。2个软件之间通过使用插槽（TCP/IP），共享内存或动态链接建立通信。 七、液压元器件的设计：AMESim可以从设计的初始阶段开始来设计和优化液压元器件， 包括： 液压元器件：比例阀，电磁阀阀， 梭形阀， 伺服阀， 各种泵， 压缩机， 各种马达， 油缸， 压力阀类， 流量阀类， 蓄能器，减震器。 低压和高压， 低温和高温元件。 电磁， 压电以及机械驱动元件。在AMESim中， 应用于液压元器件设计最主要的是液压元件设计库，利用 AMESim液压元件设计库通过采用结构单元的细分来处理液压元器件的多样性， 使得技术人员可

35、以用最少的图标和单元模块来构建最多的液压元器件模型。 可以将其描述为技术结构单元模块， 因为每一个单元对工程师而言都是一个切实的实体。 通过大量的HCD模块， 用户就好像进入了一个工程仓库， 选择相应的物理实体来组建一个元件。 通过该库， 在液压元件的设计过程中可以节省数月的时间并大量地减少物理成型的次数。液压元件设计库的特点有： 包括所有标准液压技术系列模块（滑阀， 锥阀， 球阀， 柱塞， 叶片以及其他系列）。 能够详细地建立元件的模型， 包括考虑：o 运动体的动态性能。o 流体可压缩性的影响。o 限位和饱和。压差感应流量。 o 可变通流面积。o 可变水力直径。o 可变流量系数（雷诺数和气蚀

36、数）。o 可变容积。o 运动感应流量。o 摩擦和泄露。o 液动力o 静压力 在计算过程中或者计算后输出所有要求的变量的计算结果（流量， 压力， 通流面积， 阀升程， 容积）。 考虑流体的可压缩性：流体特性和质量守恒的严格处理。采用AMESim来理解振动和控制液压元器元件使得液压元件的设计进入新的阶段， 它是一个用于解决下述问题最有效的工具：确定元件的尺寸和元件的优化，压力振动的缓冲，泵流量脉动的降低，稳定性的增加，通过精确地建立驱动器动态模型来元件性能的提高，新的控制策略的开发， 选用不同材料的温度预算， 能耗的降低， 效率的提高， 低粘度和高粘度下的气蚀研究。下面是采用AMESim液压元件设

37、计库构建的一些实例：1，AMESim中构建的专用液压缸模型2，AMESim中构建的顺序流量分配阀模型 八、液压系统的设计AMESim 液压库包含120多个不同复杂程度的模型， 专用于各种应用场合的复杂液压系统设计的完整应用库。该库是各种应用领域液压系统设计加速器，包括系统设计中包括起重机工作装置中的液压系统、卷扬系统等，起重机底盘系统中的转向系统、悬架系统等； 泵车的泵送系统；消防车的调平系统等；该库的主要特点有： 包含大量标准的原件（泵， 阀， 作动器）。 考虑流体的可压缩性：流体特性和质量守恒的严格处理。 一个系统可以包含一种或者多种流体。 考虑气蚀， 空气释放，粘性等现象。 严谨的非线性

38、和不连续性完美处理。 在计算过程中或者计算后输出所有要求的变量的计算结果（流量， 压力） 高级的硬管和软管模型考虑水锤瞬态特性（压降， 管壁膨胀，frequency dependent friction） 液压网络分析 详细的系统效率分析 机电一体化系统的分析：AMESim在统一的平台上实现了控制，机械，液压，气动，热，电和磁等物理领域多学科系统工程的建模和仿真。不同学科领域的模型在AMESim平台的直接物理连接实现了多学科耦合特性的分析。 例如利用AMESim中的液压方面的应用库结合动力传动库， 可以用来建立工程机械中各种类型的变速器模型， 在模型基础上可以： 用于评估换档品质和车辆操纵性的

39、详细的同步器模型 传动链的NVH分析（Noise Vibration and Harshness） 振动分析 基于最新理论的离合器模型（干式， 湿式， 多片式以及多相弹簧减震器） 双质量飞轮尺寸的确定 三种不同复杂程度的齿轮模型：a- 简单齿轮b- 考虑固定效率或者通过数据表格考虑效率随转速和负载变化以及油温及其平均厚度的齿轮模型c- 考虑齿根刚度， 齿间间隙的齿轮模型 功率损失和传动效率分析 高级的考虑机械扭矩以及液压（鼓泡以及功率循环）损失的轴承模型 基于硬件在环实时仿真的控制策略的优化液压系统的热分析：在极大多数工程场合中都会发生热交换， 无论是所希望的（加热器， 热交换器）或者是不可避

40、免的（热冲击， 热损失， 摩擦）。只要存在温差， 这些热交换可能是在流体之间或者流体和环境之间发生。AMESim热液压库专用于流体温度变化对整体性能影响很大的液压系统设计。 该库含有100多个不同复杂程度的模型， 这些模型都是基于瞬态热传递计算模型， 用于建立流体中热现象（能量转换， 对流）模型并且研究在液压系统中流体的热变化。与液压元件设计库相对应， 在AMESim中还有热液压元件设计库。AMESim 热液压元件设计库是一个难以置信的强大的和独一无二的工具， 包含了任何机、液系统的基本结构单元模块。 除了能够考虑如液压元件设计库中的各种物理现象之外， 该库被看作是流体温度变化对系统整体性能有

41、很大影响的液压元件建模的工程语言。 例如建立工程机械中各种专用的液压元器件的热模型。1、工程机械静压转动 在国外，应用AMESim来分析和优化工程机械液压系统已经非常普遍了。 以下是一些实例。2，AMESim中构建的负载敏感阀模型 3、挖掘机回转机构液压驱动系统模型4、举升机械液压控制系统 5、工程机械油气悬挂系统模型6、挖掘机械液压系统设计 7、伸缩臂起重机液压控制系统九、AMESim在重型机械公司的应用经验作 徐州重型机械公司技术研究所的设计工作主要包括液压元器件设计，系统设计和热分析。Y 液压元器件的设计包括各种类型的泵、马达、平衡阀、分流阀等， Y系统设计中包括起重机工作装置中的液压系统、卷扬系统等，起重 机底盘系统中的转向系统、悬架系统等； 泵车的泵送系统；消防车的调平系统等；Y热分析， 即上述系统温度的影响；Y机电一体化复杂系统的设计。AMESim作为多学科领域复杂系统建模和仿真平台， 利用AMESim各个学科领域的应用库， 可以建立上述各种液压元器件以及系统的模型， 并在这些模型的基础上对这些系统进行分析和优化。 起重机下车多路阀溢流阀模型溢流阀的试验原理 溢流阀特性安全阀的压力冲击试验J7锁的模型双向锁的试验原理 液压锁的流量压差特性仿真曲线管路试验原理 管路试验模型12通径60度弯管试验12X1.5管路弯管仿真结果CDZ53登高平台消防车平台调平