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基于虚拟样机的斜柱塞泵仿真研究

刘仙船  
【摘要】: 柱塞泵是一种应用广泛、控制多样、结构复杂的液压动力元件。随着液压传动和控制技术的不断发展,柱塞泵将向着高压大排量的方向发展,其产品的开发速度及其可靠性日益成为最具挑战性的因素。为研究、设计和开发高性能的柱塞泵,单纯运用传统的设计方法需要进行样机的试制和各种性能试验,周期长、成本高、变更参数和条件比较困难。本文将虚拟样机技术运用到柱塞泵的设计开发过程中,可以对泵的液压系统和运动控制部分进行精确的仿真分析,提高柱塞泵的设计水平。 本文以A4VSG750型斜盘斜柱塞泵为研究对象,在UG三维设计软件建立的斜柱塞泵装配模型的基础上,联合液压系统仿真软件AMESim和多体系动力分析仿真软件ADAMS,通过两者之间的接口,建立了斜柱塞泵的机液一体化虚拟样机模型;在ANSYS中将泵的芯部运动部件柔性化,通过与ADAMS之间的数据交换,建立了泵的刚柔耦合动力学模型。 对泵的机液一体化虚拟样机模型进行仿真分析,研究了泵在不同工况时的出口流量脉动特性和柱塞腔的压力变化,找出其中的规律;同时分析了泵在不同工况时的柱塞运动情况和芯部零件的受力状况,为斜盘斜柱塞泵的设计提供参考。对泵的刚柔耦合模型进行仿真分析,得到泵轴和柱塞在不同工况时的应力和应变分布云图,既可分析柱塞和泵轴的强度可靠性,也为其结构改型和系统开发提供了理论基础。


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