【《全液压模锻锤AMESim模型建立分析案例》1800字】

全液压模锻锤AMESim模型建立分析案例1.1仿真意义及仿真软件介绍对于一个液压系统的性能的研究，除了静态性能之外还需对动态性能进行更进一步的分析，而前面对液压系统的设计分析都是对其的静态性能进行考虑，因此还需要通过仿真来对所设计的液压系统的动态性能进行研究，通过观察仿真的结果来验证该液压系统的设计是否在动态性能上也能满足设计的要求。目前的仿真软件种类很多，而我这次选择的便是AMESim。该仿真软件进行仿真时总过需要经过5个步骤：.草图模式：将仿真所需要的元件从不同的元件库中选取拖入工作界面，然后将各个元件按照设计要求连接在一起；若是需要元件库中没有的元件，还能通过对元件库中的液压元件液压元件进行组合来搭建一个新的元件。子模型模式：对不同的元件使用不同的数学模型，每个子模型都有各自的特点，因此需要根据需求选择正确的子模型。参数模式：按照设计的内容对选中的元件进行参数设计。仿真模式：设置仿真的时间、步长等参数，然后便可以点击仿真；若是参数设计存在问题则会提示仿真失败，需要对参数进行重新设计。仿真结果：仿真完成后，点击需要观察的元件，将所需要观察的数据拖入工作界面，便能对其仿真过程中的数据变化进行观察来分析该液压系统的动态性能。1.2插装阀建模与仿真由于模锻锤的打击能量很大，所以工作时的流量个压力都很大，而一般的换向阀并不适用高压大流量的控制，因此需要利用插装阀和先导换向阀进行组合使用，所以该液压系统中采用了比较多的二通插装阀。该阀具有阻力小、允许通过的流量大、响应时间短等优点。进入液压缸的高压油也全部经过插装阀，因此需要确保插装阀的拥有良好的动态性能，所以需要对其进行仿真。但是由于AMESim的元件库中并没有插装阀的元件，因此我们需要根据其原理来进行建模。二通插装阀有三个接口，一个接入控制的压力油，另外两个则组成一条可以通断的油路；一旦控制油口进入了压力油，另两个接口组成的油路便会在压力的作用下闭合；当控制口中没有压力油时，油路便会导通。根据上述原理搭建的插装阀元件模型如下图1.1所示：图1.1插装阀仿真模型在完成好对插装阀的仿真模型建立之后，为了观察其动态性能，于是将其放入一个简单的液压回路中进行仿真。该液压回路如下图1.2所示：图1.2插装阀动态性能仿真回路其主要参数设计如下表4-1所示：表4-1主要参数设置元件名称参数内容数值插装阀阀芯质量/kg1.33弹簧刚度/（N·m-1）51.6主阀通径/mm40液压泵排量/（mL·r-1）800电动机转速/（r·min-1）1500溢流阀溢流压力/MPa22先导伺服阀阻尼比0.8固有频率/Hz40其仿真结果如下图1.3所示：图1.3插装阀性能仿真结果当控制阀电信号为正时，油液进入进入控制腔，所以存在一定大小的压力，而此时插装阀处于断路，所以出口压力为0，当控制阀信号为负时，油液从控制腔经过控制阀回到油箱，而此时插装阀通路，因此出口压力不为0。根据仿真的结果来看，该插装阀的启闭特性较好。1.3模锻锤液压系统模型的建立该模锻锤主要工作分为打击与回程两个工况，而且上锤头和锤身在这两个工况下的运动类型基本一致，因此采取分别对其的打击与回程进行仿真，但是由于在这两种工况下二者的液压回路基本一样，所以接下来的液压仿真回路将以上锤头为例。1.3.1打击回路模型建立与仿真打击回路的模型建立图1.4打击回路仿真模型其中，插装阀的参数设置如表4-1所示，打击时其它元件的主要参数设置如下表4-2所示：表4-2打击液压系统参数设计元件名称参数名称参数值信号源循环次数1循环时间/s0.25开始输出信号40结束输出信号40伺服阀电流/mA40固有频率/Hz40阻尼比0.8溢流阀1开启压力/MPa21溢流阀2开启压力/MPa25参数设置完成后，点击仿真，仿真结束后将液压缸的速度与位移图拖入工作仿真结果如下图1.5所示：图1.5液压缸位移、速度变化图根据图中的变化曲线可以看出，在到达0.23s秒时液压缸基本都到达了指定位置，打击速度也与设计相差不大，因此该液压系统的打击回路基本符合设计要求。1.3.2回程回路模型建立与仿真回程回路的模型建立图1.6回程回路仿真模型其中，插装阀的参数设置如表4-1所示，回程时其它元件的主要参数设置如下表4-3所示：表4-3回程液压系统参数设计元件名称参数名称参数值信号源循环次数1循环时间/s0.8开始输出信号40结束输出信号40伺服阀电流/mA40固有频率/Hz40阻尼比0.8溢流阀1开启压力/MPa21溢流阀2开启压力/MPa25参数设置完成后，点击仿真，仿真结束后将液压缸的速度与位移图拖入工作仿