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专题报道 传动与控制SPECIALREPORT 基于AMESim的溢流阀动态特性研究 冯静,李卫民,甘元强 (郑州大学机械工程学院,郑州450001) 摘要:AMESim是一种先进的仿真软件,为了探索该软件在各种阀的动态特性研究中的应用,以溢流阀为对象,在 AMESim环境下建立了仿真模型,并用实验台输出曲线验证了该模型的正确性。通过该模型的一系列仿真,进一步肯定 了该方法的可行性,其结论和方法对后续研究工作具有一定的参考意义。 关键词:溢流阀;仿真;AMESim;动态特性 中图分类号:TH137.521文献标识码:A文章编号:1002-2333(2009)09-0041-03 TheResearchofaReliefValveinAMESim FENGJing,LIWei-min,GANYuan-qiang (TheSchoolofMechanicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China) Abstract:InordertosearchaftertheapplicationsofAMESimwhichisanadvancedsimulationsoftwareinthe researchofavarietyofvalvedynamiccharacteristics.AsimulationmodelestablishedintheAMESimenvironmentis comparedwiththetest-bedmodeltoverifythatit’scorrect.Andthefeasibilityofthemethodisfurtherconfirmed throughaseriesofsimulationofthismodel. Keywords:reliefvalve;simulation;AMESim;dynamiccharacteristic 溢流阀是液压系统中的重要设备。其主要作用是通可以在AMESim平台上建立复杂的多学科领域系统模 过事先调定的压力(溢流压力)来限定系统的最大压力,型,深入研究系统和元件动态及稳态性能,帮助用户更快 使液压系统不超过溢流阀的调定值,从而对系统起过载更好地完成设计任务。AMESim凭借面向工程应用的定 保护作用。溢流阀的主要应用:①为定量泵系统溢流稳位、多学科跨专业的耦合平台、快捷准确的建模方式和超 压;②为变量泵系统提供过载保护;③实现远程调压;④强的交互仿真能力在世界范围内取得了巨大的成功,成 用于多级调压;⑤使泵卸荷;⑥作卸荷溢流阀用;⑦作制为航空航天、汽车、液压等工业研发部门系统仿真的标准 动阀用;⑧作背压阀和加载阀用;⑨作溢流型调速阀的压平台级工具。 力补偿阀。AMESim具有液压元件设计库HCD库(包括THCD 溢流阀按工作原理,分为直动式和先导式两种。与先库)和气动元件设计库(PCD库)等,这些库通过采用结构 导式溢流阀比较,直动式溢流阀结构简单、价格便宜。单元的细分来处理物理元件的多样性,这为对液(气)压 研究液压系统动态特性,过去用得较多的是古典控系统某个元件特性的研究提供了极大的方便。 制工程中的传递函数分析法。由于此方法的诸多局限,对1建立仿真模型 动态特性的研究一直缺乏较成熟的方法。根据国 现代研究液压系统动态特性的途径主要是通过计算家标准,直动 机仿真技术,建立仿真模型进而研究溢流阀动态特性,目式溢流阀的 前比较成熟的方法主要有两种:一是基于一定的程序语言实验系统如AP 环境(如VB、VC、MATLAB[2]等)通过功率键合图建立数学图1。 模型,进而编制仿真程序,把系统抽象为一系列的动态微由上述 MOT 分方程,通过运行程序对方程的求解进行仿真。这种方法实验系统图 的特点是所建模型结构严谨,但需编写大量程序。二是基在AMESim 图实验系统图 于直观的图形界面的建模平台,直接在仿真平台(如环境下建立1 SIMULINK、AMESim[1]等)上建立元件仿真模型,设置参数仿真模型如图2。 进行仿真,在整个仿真过程中系统模拟可以显示在该平台该模型中参数设置如表1所示。 中。这种方法的显著优势是不用编写大量复杂的程序,而2仿真曲线验证 且其界面直观友好,是未来仿真方法的发展方向之一。此仿真模型中仿真,得到阀芯的仿真动态特性曲线: AMESim是多学科领域复杂系统建模与仿真平台,阀芯位移-时间曲线;阀芯压力-时间曲线,分别如图3、 为工程师提供了一个协同系统仿真的软件环境。工程师图4。实验曲线如图5。 机械工程师2009年第9期41 专题报道 SPECIALREPORT传动与控制 调量越大,上升时间越快;过渡时间越长,即阀的噪声越 表1参数列表 大、阀的灵敏度越高