研發(fā)液壓泵和馬達的關(guān)鍵是分析流道和模型的物理特性。計算機仿真技術(shù)它利用虛擬環(huán)境在可視化方面的優(yōu)勢以及可交互式探索虛擬物體的功能,進行幾何、功能、制造及試驗等方面交互的建模和分析,使產(chǎn)品性能和質(zhì)量達到一個更高的水平。常用的仿真技術(shù)有4種。
?。?)有限元仿真
將部件分解成所謂的有限單元,依據(jù)所要解決的問題,分解成基于2或3個尺寸的形狀,例如三角形和四面體。
單個單元的力和位移,利用數(shù)字近似過程得以計算,這些過程是基于每個單元的數(shù)學(xué)描述以及單元節(jié)點的邊界條件和位移條件。
液壓泵體作為一個整體的高壓流道,工作壓力為50MPa,在高壓流道區(qū)域不能接受復(fù)合壓力。通過修正殼體厚度和徑向位移,區(qū)域的壓力等級大幅度減小。反復(fù)的有限元分析顯示:部件已具有足夠的強度。用于計算泵體分析程序的時間包括模型的修正時間、用四面體網(wǎng)格的劃分時間以及運用6個不同的泵體版本運行的仿真時間,時間大約為5天。用相同類型的有限元分析真實泵體部位將花費幾個月時間,這其中還包括用于生產(chǎn)、測試標準的時間。
例如,在開發(fā)MCR5徑向活塞馬達時,既要研究接觸表面力以及軸與旋轉(zhuǎn)活塞組之間的摩擦力,還要考慮整個馬達的變形,只通過仿真分析已成為可能。用仿真技術(shù)可以進一步提高效率。MCR5徑向活塞馬達整體有限元模型分為60萬個基本單元。
?。?)計算流體力學(xué)仿真
將流體分成足夠多的有限單元,每個單元節(jié)點都有自己的流體力學(xué)邊界條件和位移條件。用數(shù)量近似方法,對每個單元用流體力學(xué)進行分析。
高壓泵的吸入環(huán)節(jié)運用了流體力學(xué)仿真,用計算流體力學(xué)能夠開發(fā)出一種新型的適應(yīng)于自轉(zhuǎn)角度的吸入流道,通過進一步減少流動損失使吸入速度增加11%。
?。?)多體仿真
仿真模型中的部件限定在一個固定的立體上,這個立體有軸承、鉸鏈等部件以及接觸條件。
例如,在研發(fā)新型A6VM系列71軸式活塞馬達時,9活塞組可在ADAMS仿真輔助下進行研究。
這種仿真技術(shù)的先進性體現(xiàn)在用一個模型產(chǎn)生器可以很快生產(chǎn)出模型并且仿真時間短,甚至在A6VM旋轉(zhuǎn)組件用旋轉(zhuǎn)角度為360°的仿真僅需要5~10min計算時間??紤]到部件彈性變形,仿真模型還可以進行修改。
(4)流體仿真
是一種特殊的軟件包,例如AMESim,能夠應(yīng)用于流體、機械和系統(tǒng)的動力學(xué)仿真。這些程序能夠?qū)Σ煌南到y(tǒng)建模,并能對多數(shù)模型庫及子系統(tǒng)分屬于不同物理分支的模型進行分析。在開發(fā)新型A15V(L)O280軸式活塞泵中,用cut-off壓力閥和負荷傳感器進行修正和動力控制,對于其他部件,應(yīng)用仿真技術(shù)使彼此相互適應(yīng)??梢宰龀?D模型和擁有對流體控制、壓力控制、限制修正電壓的新控制器的流體循環(huán)圖。畫出擁有電馬達AMESim構(gòu)造模型、擁有控制器以及調(diào)節(jié)功能的液壓泵、高壓管和負荷閥。使用這個模型可以對控制動力從不同方面進行研究。
利用仿真技術(shù)可以模擬泵和馬達的物理特性,確定其關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)、受力狀態(tài)和系統(tǒng)動力分析。仿真技術(shù)在減少泵和馬達的開發(fā)時間上是一個非常重要的因素。
客服熱線:
