amesim液压元件设计库教程.doc

Chapter 2 1 AME_HYD2 液压元件设计库 Hydraulic Component Design (HCD) 世冠工程（北京）有限公司 丁强博士 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 2 液压元件设计库（HCD） 目录 1. HCD库简介：为什么? 如何做？ 2. 应用实例 3. 设计一个单向阀 4. 超模块工具 5. 设计一个三通阀 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 3 AMESim中的标准液压库 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 4 为什么需要液压元件设计库 ? 想一想 : 世界上有多种类型的液压缸？ 在此我们假设液压缸的缸体是固定的。 如果液压缸的缸体是可动的话， 那么液压缸类型的数目就要翻一倍！有时对同一种类型还需要考虑端口不 同的因果规则 (C 或 R) 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 5 为什么需要液压元件设计库 ? 虽然在液压库中含有大量的经典的液压元件模型， 但是还存在两个问题： 9元件的多样性：不管液压库中的元件模型再多 ， 也永远不够! 9模型作用的多样性：不同假设的静态，动态特 性 9用户建模技巧的多样性 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 6 为什么需要液压元件设计库 ? 考虑液压库中的简单的单向阀 Q if = 0 Δ P P crack Q coef P otherwise = ? Δ ?现在， 我们向考虑节流口的真实的几何形状， 阀芯的惯性， 液动力 … 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 7 基本元素理念 ... 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 8 基本元素理念 绝对运动 相对运动 节流口 可变容积 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 9 基本元素理念 ? HCD库构建的简单的液压缸模型 Qb Qa Pa Pb Va load force FL 液压库 Vb Aa Ab HCD 库 ! 在该模型中，没有考虑活塞/活塞杆总成的质量 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 10 HCD 例子 基本工程单元: 动画 阀芯: 体积: Q=f(x) F=f(ΔP, Jet) M P=f(β, V, ΣQ, fluid props) 惯性: X”=f(m, damp, stops) 活塞: Q=f(v) 机械运动 ^ ^ 液压 管路: 动态特性? F=f(P, k, x) 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 11 HCD 总结 ?HCD库采用工程结构单元细分的方法使 得用户可以通过尽可能少的结构单元模 块构建尽可能多的工程系统模型！ 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 12 HCD 的变量 ? HCD库中所有模块端口变量： 方程 F2 = F3 - P*A Q1 = -A*V2 机械端口 V3 = V2 活塞面积 液压端口 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 13 HCD: 可变容积 ? 让我们回到第一章中的第一个有关容积中压力 计算的例子中 ? 此时， 用活塞模块来取代恒流量源模块：通过 推动活塞运动来产生体积流量 Example1.ame Example8.ame 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 14 HCD: 可变容积 ? 假设活塞移动的速度 0.1m/s， 我们可以计算 出产生0.1L/min的流量需要的活塞面积 Q 0.1 1 1 A = = = = . m 2 V 60000 0.1 60000 100 6 2 mm ? 对应的活塞直径为 4A = 20 ≈ Dp 4.607 = mm mm π 6 π 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 15 HCD: 可变容积 ? 结果: ? 注意: -最终的压力为283.3bar -和我们采用恒流量源模块计算得到 的压力281bar相比存在误差！ ? 该误差来自于参考压力修正 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专题培训 16 HCD: 可变容积 ? 详细解释: 9 在活塞单元模块中， 体积流量的计算是（参见帮助 ）： Q0 = Ap*V*ρ(P)/ρ(P0) 9 正如我们在第一章中所见， 在容积模块中， 输入 的流量指的是在0bar表压下的流量， 该流量根据当 前实际压力进行了修正： Q = Qin(0)*ρ(P0)/ρ(P) 9 因此修正了两次！相当于修正抵消了。所以我们又 得到了我们第一章手工计算得到的压力值！ 2007世冠AMESim液压、气动系统及其元件设计专