基于AMESim的液压缸系统动态特性仿真与优化

2011-01-23李远慧陈新元

武汉科技大学学报 2011年3期

李远慧,陈新元

(武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉,430081)

AMESim作为多学科领域复杂系统建模仿真的解决方案,它包含有机械、信号控制、液压(包括管道模型)、液压元件设计(HCD)等工程学科的应用库。对于液压设计而言,设计者可以通过AMESim直接对液压系统本身建立物理模型,在此基础上对元件和系统进行仿真,并利用仿真结果进行优化设计,从而降低开发成本和缩短开发周期[1]。

本文基于AMESim软件对设计的取料机小车液压驱动系统进行建模和仿真,通过系统液压缸压力变化仿真结果进行优化设计。

1 系统模型建立与仿真

某取料机小车驱动系统为双出杆液压缸机构,其液压缸活塞运动控制阀为电液换向阀,各关键元件相关参数为,泵源流量:290 L/min;溢流阀设定压力:18 M Pa;电液换向阀通径:25 mm(O型中位机能);液压缸尺寸:φ250 mm×φ180 mm×2 000 mm[2]。系统工作原理图如图1所示。为便于研究系统液压缸中压力的变化,在液压缸活塞杆铰接处施加一定外力,以模拟液压缸驱动的负载。依据关键元件相关参数所建立的系统AMESim模型如图2所示。对系统AMESim模型进行动态特性仿真[3],液压缸压力变化仿真图如图3所示。从图3中的压力变化曲线可以看出,液压缸驱动负载的瞬间,容腔内压力变化剧烈。仿真结果表明,在液压缸驱动小车的瞬间,由于机构运动产生了强大的液压冲击,这种液压冲击会造成系统设备的损毁,因此必须对系统实施结构优化。