一种新型液压阻尼器设计、建模与仿真
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液压阻尼器试验系统设计解绍伟1,尚增温2,郗安民1,陈红光2The Design on T esting System for Hydraulic Dam perXIE Shao2wei1,SH ANG Z eng2wen2,XI An2min1,CHE N H ong2guang2(11北京科技大学机械工程学院,北京海淀区学院路30号 100083;21北京机械工业自动化研究所,北京西城区德胜门外教场口1号 100011 电话:(010)62050846)摘 要:文章论述了液压阻尼器试验系统的构成、工作原理和设计特点。
根据液压阻尼器的检测与试验要求,确定了动、静态2个试验回路和采用蓄能器组瞬间提供大流量输出的整体解决方案。
关键词:液压阻尼器;液压激振器;电液伺服阀;蓄能器中图分类号:TH13715 文献标识码:B 文章编号:100024858(2005)12200092041 概述液压阻尼器是一种对速度反应灵敏的吸收衰减震动装置,它能够吸收、衰减震动与冲击的能量,从而减少构件的动力反应,保护建筑物、工程结构、机械结构等重要设施免遭由于地震、爆炸、自然风力等引起的震动冲击破坏。
液压阻尼器主要用于医院、电站、桥梁、摩天楼等重要大型建筑,及核电厂、火电厂、化工厂中的管道及关键设备的抗震。
近十几年来,随着液压阻尼器制造技术的不断提高,各种试验、检验技术的完善,液压阻尼器的应用越来越广泛。
液压阻尼器不但用于重要的军事工程,而且已经开始用于民用工程中。
为了检测液压阻尼器的技术性能指标和产品的制造质量,必须建造液压阻尼器试验系统,对液压阻尼器进行性能试验和质量检测。
2 液压阻尼器的试验要求液压阻尼器的试验主要有以下几项:(1)液压阻尼器在设定速度下,进行低速运行检测运动阻力。
即:设定速度,绘出低速运动阻力2时间曲线;(2)液压阻尼器释放速度试验。
在额定负载作用下,液压阻尼器控制阀处于关闭状态后,检测其活塞移动速度。
基于20-sim 的液压系统键图建模与仿真前言本文在20-sim 环境下,以典型液压系统为对象,建立了液压管道、液压泵、溢流阀等元件的键合图模型与整个系统的键合图模型,用实际参数进行动态仿真,其仿真结果表明,得到的活塞杆响应速度、泵的输出压力以及液压缸工作压力的动态变化正确合理,通过键合图建立的模型可以用20-sim 软件进行参数的选择与优化研究。
1 典型液压系统典型液压系统由油泵、溢流阀、电液比例控制系统等部分组成,其回路如图1所示。
油泵1为系统提供动力,溢流阀2用于卸荷,比例控制阀3主要完成主压力的调整、卸荷、油流转换等功能,油缸4用于驱动负载5,油箱6为系统提供油源,并存储工作油液。
图1 典型液压系统回路2 典型液压系统键合图模型在液压系统中,组件间的负载效应及系统中功率流动情况都可以用功率键合图图形的方式描述。
液压系统和键合图元的对应关系如表1所示。
表1 液压系统和键合图元的对应关系液压系统液容液感液阻负载体积压动量压力流量键合图元CIRSeq(tp(te(tf(t2.1 液压泵键合图模型液压泵是液压系统中的能量转换元件,将机械能转换成液压能。
变量泵的动态模型用图2所示的键合图模拟,其中,R l 表示泄漏液阻,R f 表示转动部分的摩擦,Cy 表示压油腔的液容,MTF 是一个调制变换器,其变换比1/k是可变参数C 的函数,对于径向柱塞泵,C 是斜盘的倾角。
CCbRR100SfSf1图2 泵的键合图模型在液压泵中,产生泄漏的缝隙一般很小,泄漏都是层流流动,泄漏液阻可以看作与泵的输出压力成正比。
根据泵的容积效率的定义可以求得泵的泄漏液阻qn PR V 1(1η-=(1式中,P ,ηV ,q ,n 分别代表泵的输出压力、容积效率、排量和转速。
假设液压泵的泄漏系数K L =1/Rl ,泵的液容KVC y = (2其中V ,K 分别是液压泵的容积和油液体积弹性模量。
2.2 电磁溢流阀键合图模型溢流阀的响应速度比较快,在此可以忽略它的动态特性,只考虑它的静态特性。
2020年软 件2020, V ol. 41, No. 1基金项目: 国家自然科学基金(No.51165012);云南省教育厅科学研究基金项目(No.2015Y080)作者简介: 恭飞(1990–),男,硕士研究生,研究方向为流体传动与控制研究;王雪婷(1994–),女,硕士研究生,主要研究方向:功能流体传动与控制研究;杜奕(1977–),男,博士后,副教授,主要研究方向:机械设计、机械故障诊断。
基于AMEsim 的液压系统建模与仿真恭 飞1,王雪婷1,杜 奕2(1. 昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650500;2. 昆明理工大学 城市学院,云南 昆明 650500)摘 要: 随着机电液一体化技术的发展,液压系统动作的控制精度、复杂程度、动态响应特性已成为液压领域研究的热门课题,而传统的液压系统设计手段已无法满足要求,据此基于AMEsim 软件对液压系统进行仿真设计研究,同时提出了一种液压介质的建模方法,然后搭建一个调压回路系统,通过建模过程,详细介绍了AMEsim 软件的液压仿真模块,并对常用模块进行举例分析,目的是为液压仿真提供一种有效的仿真手段,为液压系统的前期研究提供理论分析基础。
关键词: AMEsim ;液压系统;建模;仿真中图分类号: TP319 文献标识码: A DOI :10.3969/j.issn.1003-6970.2020.01.009本文著录格式:恭飞,王雪婷,杜奕. 基于AMEsim 的液压系统建模与仿真[J]. 软件,2020,41(01):42 45Hydraulic System Modeling and Simulation Based on AMEsimGONG Fei 1, WANG Xue-ting 1, DU Yi 2(1. Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Kunming University of Science and technology, Kunming 650500, Yunnan,China ; 2. City College, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, Yunnan, China )【Abstract 】: With the development of electromechanical and hydraulic integration technology, the control precision, complexity and dynamic response characteristics of hydraulic system operations have become a hot topic in the field of hydraulics research, and the traditional hydraulic system design methods can not meet the requirements, based on AMEsim software. The hydraulic system is simulated and designed. At the same time, a hydraulic medium model-ing method is proposed. Then a voltage regulation loop system is built. Through the modeling process, the hydraulic simulation module of AMEsim software is introduced in detail, and the common modules are analyzed. The purpose is to provide an effective simulation method for hydraulic simulation, and provide theoretical analysis basis for the preliminary research of hydraulic system.【Key words 】: AMEsim; Hydraulic system; Modeling; Simulation0 引言现代液压系统设计不仅要满足静态性能要求,更要满足动态特性要求。
液压缸动力学特性的建模与仿真液压缸是一种常见的执行元件,广泛应用于各类工业设备中。
在工程设计和优化过程中,了解液压缸的动力学特性对于提高其性能和可靠性至关重要。
本文将探讨液压缸动力学特性的建模与仿真方法。
液压缸的动力学特性是指其在工作过程中受到的力和力矩对速度、加速度和位移的影响。
建立液压缸的动力学模型可以帮助工程师更好地理解其运动规律,并据此进行优化设计。
基于这样的考虑,建模和仿真成为了研究液压缸动力学特性的重要手段。
在液压缸的建模过程中,最常用的方法是基于物理原理的方法。
这种方法通过对液压缸内部液体流动、活塞运动和密封摩擦等因素的分析,建立数学方程描述液压缸的动力学行为。
其中,液体流动方程、动量守恒方程和力矩平衡方程是建立液压缸动力学模型的重要基础。
此外,还需要考虑活塞与缸体之间的摩擦力和液压系统的非理想性等因素。
建立液压缸动力学模型的另一个重要问题是选择适当的仿真工具。
目前,常用的仿真软件有MATLAB/Simulink、LabVIEW和AMESim等。
这些软件具有强大的仿真功能和友好的用户界面,可以同时模拟液压系统和液压缸的动力学行为。
通过这些仿真工具,工程师可以直观地观察液压缸的运动轨迹、力矩曲线和速度变化等,从而优化设计方案。
除了基于物理原理的建模方法,还有基于系统辨识的方法可以用于液压缸的动力学建模。
系统辨识是一种通过实验数据来估计系统的数学模型的方法。
在液压缸建模中,可以通过对其施加不同的输入信号,并记录输出信号的变化来进行系统辨识。
常用的系统辨识方法有ARX模型、ARMAX模型和State Space模型等。
通过系统辨识可以获得更加准确的液压缸动力学模型,进而进行仿真和优化设计。
液压缸动力学特性的仿真研究不仅有助于优化设计,还可以用于故障诊断和故障预测。
通过对液压缸的模拟仿真,可以分析其在不同工况下的性能变化,并预测潜在故障的出现。
这对于维护人员来说是非常有价值的,可以提前采取相应的维护措施,避免设备故障对生产过程造成影响。
2009年9月第37卷第9期机床与液压MACH I N E T OOL &HY DRAUL I CSSep 12009Vol 137No 19DO I:10.3969/j 1issn 11001-3881120091091071收稿日期:2008-08-29基金项目:国家自然科学基金资助项目(50775075);机械系统与振动国家重点实验室资助项目(VS N 22008201)作者简介:丁问司(1968—),男,博士,副教授。
研究方向为机、电、液一体控制,发表论文30余篇。
E -mail:wsding@scut 1edu 1cn 。
基于A MESim 的列车液压减振器建模与仿真丁问司,叶永玖(华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510641)摘要:针对铁道机车车辆液压减振器结构特点,建立了基于AM ESi m 系统的液压减振器仿真模型,并对典型型号的减振器的工作状态进行了仿真计算。
仿真数据与实测结果基本一致,表明了所建模型的合理性和正确性。
所建立的液压减振器仿真系统可用于液压减振器的研发过程和机车车辆动力学的研究。
关键词:液压减振器;数学模型;仿真中图分类号:TH13715;U27011 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2009)9-213-3M odeli n g and S i m ul a ti on of Tra i n Hydrauli c Dam per Ba sed on AM ES i mD I N G W ensi,YE Yongjiu(School of Mechanical &Aut omotive Engineering,South China Universityof Technol ogy,Guangzhou Guangdong 510641,China )Abstract:According t o the structure of l ocomotive hydraulic da mper,a si m ulati on model of hydraulic da mper was established based on AM ESI M syste m and the working states of typ ical damperwas si m ulated and calculated .Si m ulati on data is consistentwith the measured results,it shows that the model is reas onable and correct .The established si m ulati on syste m of da mper can be used for the research and devel opment of hydraulic da mper and l ocomotive dyna m ics .Keywords:Hydraulic da mper;Mathe matical model;Si m ulati on0 引言我国高速铁道系统的迅速发展,对列车舒适性提出了更高要求。