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近年來,隨著計算機運算能力的不斷增強和微電子傳感技術的發展,使得基于虛擬樣機技術的軸向柱塞泵的仿真技術和基于模型泵思想的軸向柱塞泵的試驗技術發展了起來。
1.1基于虛擬樣機的軸向柱塞泵/馬達仿其技術
虛擬樣機技術是一項新生的工程技術。可以在計算機上建立機械系統的三維模型,模擬在現實環境下系統的運動和動力特性,它以對象的動力學/運動學模型為核心,其他相關模型為補充。
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由于軸向柱塞泵/馬達中某些構件的彈性變形存在非線性慣性藕合,液壓系統也存在大量非線性環節,運用傳統試驗法和理論分析法設計和優化泵/馬達費工費時,而且分析結果往往與實際相差甚遠。而虛擬樣機的分析方法完全按照對象最本質的因素建模,在動力學特性上非常接近于物理樣機,因而對虛擬樣機的仿真評估可以代替對物理樣機設計性能的評估。
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液壓系統虛擬樣機技術是利用目前所具有的CAD建模技術,融合先進的液壓仿真技術,對液壓系統的動、靜態特性進行預測和研究。因此基于軸向柱塞泵/馬達的動力學關系,耦合液固兩種建模方式,建立兩種模型可以實時通信的虛擬樣機,用來進行軸向柱塞泵/馬達的仿真。
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德國亞琛工業大學采用液壓系統仿真軟件DSHplus和多體動力學仿真軟件ADAMS聯合進行仿真,其中機械模塊以ADAMS中的物理模型和動力學關系為基礎,液壓模塊用于計算流體產生的壓力參數,摩擦模塊用于計算摩擦力,通過多個模塊可以對泵的關鍵摩擦副進行聯合仿真,其數據流程如圖8所示。這是一種初步的虛擬樣機的思想,對以后的研究有重要的啟發意義。