虛擬樣機技術是一項新生的工程技術詞。以在計算機上建立機械系統(tǒng)的三維模型,模擬在現實環(huán)境下系統(tǒng)的運動和動力特性,它以對象的動力學/運動學模型為核心,其他相關模型為補充。
由于軸向柱塞泵中某些構件的彈性變形存在非線性慣性_耦合,液壓系統(tǒng)也存在大量非線性環(huán)節(jié),運用傳統(tǒng)試驗法和理論分析法設計和優(yōu)化泵費工費時,而且分析結果往往與實際相差甚遠。而虛擬樣機的分析方法完全按照)(寸象最本質的因素建模,在動力學特性上非常接近于物理樣機,因而列虛擬樣機的仿真評估可以代替對物理樣機設計性能的評估。
液壓系統(tǒng)虛擬樣機技術是利用目前所具有的CAD建模技術,融合先進的液壓仿真技術,列液壓系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性進行預測和研究。因此基于軸向柱塞泵的動力學關系,耦合液固兩種建模方式,建立兩種模型可以實時通信的虛擬樣機,用來進行車山向柱塞泵I馬達的仿真。
德國亞琛工業(yè)大學采用液壓系統(tǒng)仿真軟件DSHplus和多體動力學仿真軟件ADAMS聯合進行仿真,其中機械模塊以ADAMS中的物理模型和動力學關系為基礎,液壓模塊用于計算流體產生的壓力參數,摩擦模塊用計算摩擦力,通過多個模塊可以對泵的關鍵摩擦副進行聯合仿真。這是一種初步的虛擬樣機的思想,對以后的研究有重要的啟發(fā)意義。
Rexroth公司使用ADAMS軟件自帶的液壓模塊 和斜軸泵動力學模型耦合,對傳動軸進行了動力學仿真,為傾角的優(yōu)化提供了依據。
Parker公司于2004年首次明確提出了采用虛擬樣機的思路對軸向柱塞泵進行研究。他們采用液壓系統(tǒng)軟件EASY5和ADAMS聯合建立虛擬樣機。對柱塞腔的摩擦力、壓力脈動和部分結構件的動態(tài)應力狀況進行了仿真分析.為泵的設計及產品優(yōu)化開辟了新的途經。
在國內,浙江大學也開展了軸向柱塞泵的虛擬樣機方面的研究,對HAWE的V30泵采用ADAMS和系統(tǒng)仿真軟件AMEsim來建立虛擬樣機),通過動力學和液壓兩個模型的實時交互完成聯合仿真并對軸向柱塞泵的流量脈動以及柱塞和主軸的動態(tài)應力進行了分析。
采用虛擬樣機的仿真手段可以降低試驗成本,提高試驗效率,縮短產品的研發(fā)周期,對于軸向柱塞泵的開發(fā)和故障診斷都有著重要意義。
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