基于AMESim的液壓沖擊器建模與仿真研究.pdf

1、作為液壓破碎錘、液壓鑿巖機、鑿巖臺車等現(xiàn)代工程機械主要工作機構和核心裝置的液壓沖擊器,在道路建設、礦山開采、建筑工程等國民經濟建設和國防建設領域發(fā)揮了不可替代的重要作用,對其進行理論和試驗研究具有重要的現(xiàn)實意義。多領域系統(tǒng)仿真集成平臺LMS Imagine.LabAMESim采用基于物理模型的圖形化建模方式,可對機械、電氣、流體、電磁以及控制等多學科領域進行建模與仿真。本文對液壓沖擊器的發(fā)展概況、研究方法等進行了論述,基于AMESim軟

2、件建立液壓沖擊器部件級和系統(tǒng)級仿真模型,進行了一系列仿真分析,并在理論分析的基礎上進行了試驗研究。本文主要研究內容與工作如下:
　　(1)系統(tǒng)論述了液壓沖擊器的發(fā)展概況、發(fā)展趨勢以及理論研究方法,對液壓系統(tǒng)建模與仿真基礎理論進行了總結。詳細分析了液壓沖擊器的工作原理,運用CATIA軟件建立了沖擊器的CAD模型,并建立了沖擊器的非線性數學模型。
　　(2)基于AMESim軟件建立了氣液聯(lián)合式沖擊器氮氣室、缸體、液動換向閥等關鍵

3、部件的仿真模型;以挖掘機液壓系統(tǒng)為物理原型,建立了恒功率變量泵、溢流閥的仿真模型,并對其進行了功能驗證;根據液壓沖擊器系統(tǒng)的工作原理,建立了液壓沖擊器系統(tǒng)整機仿真模型,對沖擊器活塞、閥芯運動規(guī)律以及前后腔壓力、系統(tǒng)供油流量等進行仿真研究。運用NLPQL算法對沖擊器結構參數進行了優(yōu)化,優(yōu)化后沖擊器性能明顯改善。對氣液聯(lián)合式沖擊器進行了相關試驗,通過仿真與試驗數據的對比分析,驗證了沖擊器系統(tǒng)仿真模型基本準確,沖擊能仿真與試驗誤差在20％以內

4、。
　　(3)設計完成了基于螺紋插裝閥的新型液壓沖擊器,制造了物理樣機并進行了相關試驗。在對其工作原理分析的基礎上,建立了新型沖擊器的數學模型。在AMESim仿真環(huán)境下建立螺紋插裝式液控單向閥的仿真模型,以恒壓源為供油系統(tǒng),對新型沖擊器系統(tǒng)進行了系統(tǒng)仿真分析。仿真與試驗結果表明,基于螺紋插裝閥的新型液壓沖擊器的設計方案是完全可行的。
　　(4)對無閥自配流型液壓沖擊器進行了理論分析,建立了仿真模型,對其工作特性進行了仿真分析