Amesim 液压仿真学习
AMESim的液压知识
因此有可能在系统压力高于饱和压力时仍有气泡; 但是始终遵循质量守恒定律,液压油的体积模量在有空气时也会减少。 4、 气穴现象 液体压力降低时,液体开始沸腾。由于液压油中混有空气,因此气穴现象有 压力范围,最高饱和蒸汽压力和最低饱和蒸汽压力。 在 AMESim 中,假设系统压力低于最高饱和蒸汽压力时,所有空气均不溶解。 这与空气释放不同。 解释: 系统压力高于饱和压力,无蒸汽,所有空气溶解; 系统压力在最高饱和蒸汽压合饱和压力之间时,无蒸汽,部分空气溶解;
diesel)绝热柴油机。 12.一般地,液压油空气含量低于 1%,通常设置为 0.1%。然而,在一些应用中, 例如齿轮箱的润滑油,空气含量通常设置为 2.5%,甚至达到 10%。 13.如果你想看到 f hz,设置的仿真步长不能大于 1/(10f)秒。
假设设置方针步长为 x s,你可以看到振动频率 1/(10x)Hz。 注意:设置步长,要根据自己想看到的振动频率;连线子模型不比过与复杂,
系统压力在最低和最高饱和蒸汽压之间时,有蒸汽,空气全都不溶解; 系统压力低于最低饱和蒸汽压时,有蒸汽和空气,液压油全部为蒸汽,无液 体。 体积弹性模量:
dP
B
=ρ
dρ
ρ 为液体密度,随着压力和空气含量的不同而改变。
P为系统压力。 5、 AMESim 假设系统都在恒温下仿真,除非用到热和液压元件库。 6、 连线的子模型
符合自己的要求即可。
液体特性理论
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真1. 液压系统简介液压系统是一种利用液体来传递能量的动力传动系统。
液压系统由液压泵、执行元件、阀门、管路和液压油等组成,通过液压油在管路中传递能量,实现机械传动和控制。
液压系统具有功率密度大、传动平稳、传动效率高等优点,因此在各种工程领域广泛应用。
在AMEsim软件中,液压系统的建模可以分为以下几个步骤:(1)选择合适的组件:AMEsim软件提供了丰富的液压系统组件库,用户可以根据实际需求选择液压泵、油箱、阀门、液压缸等组件,并将它们拖拽至建模界面中进行组装。
(2)连接组件:在建模界面中,用户可以通过拖拽连接线的方式将各个组件连接起来,形成完整的液压系统结构。
连接线的颜色和箭头方向可以表示流体的流动方向和压力传递关系。
(3)设置参数:在连接完成后,用户需要对各个组件进行参数设置,包括液压泵的排量、阀门的流量系数、液压缸的有效面积等。
这些参数将直接影响液压系统的性能。
(4)添加控制器:液压系统通常需要配备各种控制器,用于实现系统的自动化控制。
在AMEsim软件中,用户可以选择合适的控制器组件,并将其连接至系统中的执行元件,实现对液压系统的控制。
(1)设定仿真参数:用户需要设定仿真的时间范围、时间步长等参数,以及初始状态下各个组件的状态变量。
这些参数将直接影响仿真的精度和速度。
(2)运行仿真:在设定好仿真参数后,用户可以通过软件界面中的“运行”按钮启动仿真过程。
AMEsim软件将根据用户设置的参数和建模的物理方程,对液压系统进行数值求解,得到系统在仿真时间范围内的动态响应。
(3)分析仿真结果:仿真完成后,用户可以通过软件界面中的数据显示功能,查看系统各个组件的压力、流量、位移等物理量随时间的变化曲线,从而对系统的性能进行评估和分析。
通过建模与仿真,用户可以对液压系统的结构和参数进行调整和优化,从而提高系统的工作效率、降低能耗、改善控制性能等。
在AMEsim软件中,用户可以通过调整组件的参数、改变控制策略等方式,实现液压系统的优化设计。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,液压系统在各种机械设备中扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解液压系统的性能,优化其设计,以及进行故障诊断和预测,建模与仿真技术显得尤为重要。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究,以期为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、AMESim软件概述AMESim是一款功能强大的工程仿真软件,广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
它提供了一种直观的图形化建模环境,用户可以通过简单的拖拽和连接元件来构建复杂的系统模型。
此外,AMESim还支持多种物理领域的仿真分析,包括液压、气动、热力等。
三、液压系统建模在AMESim中,液压系统的建模主要包括以下几个方面:1. 液压元件建模:包括液压泵、液压马达、油缸、阀等元件的建模。
这些元件的模型可以根据实际需求进行参数设置和调整。
2. 流体属性设置:根据液压系统的实际工作情况,设置流体的属性,如密度、粘度等。
3. 系统拓扑结构构建:根据实际系统的结构,搭建系统拓扑结构,并设置各元件之间的连接关系。
4. 仿真参数设置:根据仿真需求,设置仿真时间、步长等参数。
四、液压系统仿真在完成液压系统的建模后,可以通过AMESim进行仿真分析。
仿真过程主要包括以下几个方面:1. 初始条件设置:设置系统的初始状态,如初始压力、流量等。
2. 仿真运行:根据设置的仿真时间和步长,运行仿真程序。
3. 结果分析:通过AMESim提供的可视化工具,分析仿真结果,如压力、流量、温度等参数的变化情况。
五、技术应用与优势基于AMESim的液压系统建模与仿真技术具有以下优势:1. 高效性:通过图形化建模环境,可以快速构建复杂的液压系统模型,提高建模效率。
2. 准确性:AMESim提供了丰富的物理模型和算法,可以准确模拟液压系统的实际工作情况。
3. 灵活性:用户可以根据实际需求,灵活地调整模型参数和仿真条件,以获得更符合实际的结果。
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
结论与展望
通过深入研究液压系统的动态特性,可以为工程机械液压系统的维护和检修 提供更加精确的理论依据和技术支持。这些研究成果将有助于提高工程机械的运 行效率,降低设备的维修成本,具有重要的工程应用价值和发展前景。
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案例分析
案例分析
以某型工程机械液压系统中的故障为例,利用AMESim进行仿真分析。该故障 表现为液压油缸在行程终端时无法实现自锁。首先,建立该型液压系统的AMESim 模型,包括液压泵、液压缸、液压阀等关键元件。然后,对模型进行仿真,并观 察液压缸在行程终端时的状态。
案例分析
通过调整仿真参数,可以发现液压缸在行程终端时无法实现自锁的原因在于 液压缸的密封件磨损严重,导致密封性能下降。这一结果与实际情况基本一致, 说明AMESim在工程机械液压系统故障仿真中的可靠性。
结论与展望
结论与展望
本次演示介绍了基于AMESim的工程机械液压系统故障仿真研究。通过建立液 压系统的AMESim模型,可以对液压系统的工作状态进行实时监控和调整,从而实 现液压系统的优化设计。在未来的研究中,可以进一步拓展AMESim在工程机械液 压系统故障仿真中的应用,如开展多种故障的耦合仿真、引入算法进行故障预测 和预防等方面的研究。
AMESim仿真技术及其在液 压系统中的应用
目录
01 引言
03 原理与实现
02 概述 04 参考内容
引言
引言
液压系统在各种工业领域中具有广泛的应用,如机械制造、航空航天、石油 化工等。随着科技的不断进步,对液压系统的性能和稳定性要求越来越高,因此 仿真技术在液压系统设计、优化和故障诊断中发挥着越来越重要的作用。AMESim 是一种先进的仿真技术,可以针对复杂液压系统进行高精度、高效率的仿真分析。 本次演示将介绍AMESim仿真技术在液压系统中的应用意义、基本原理、应用案例 以及前景展望。
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用
AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用随着科技的不断发展,仿真技术在工程领域中的应用越来越广泛。
AMESim仿真技术作为一种系统级仿真软件,能够模拟和分析多个物理领域的耦合系统,尤其在液压系统中得到广泛应用。
本文将从AMESim仿真技术的介绍、液压系统基础和模型构建,以及仿真在液压系统中的应用等方面进行探讨。
AMESim仿真技术是由法国LMS公司研发的一种多领域系统仿真软件。
它通过建立系统级的数学模型,能够模拟和分析多个物理领域的复杂耦合系统,包括液压、气动、电控、机械、热力等。
AMESim具有图形化建模界面,用户只需通过拖拉连接各个模块进行系统建模,无需编写复杂的代码。
同时,AMESim还具备快速仿真和优化的能力,能够极大地提高系统设计的效率和准确性。
液压系统是一种基于液体传动能量的技术,广泛应用于工业、航空、机械等领域。
了解液压系统的基础知识对于进行仿真建模至关重要。
液压系统主要由液压源、执行元件、控制元件和负载组成。
液压源产生压力油液,通过控制元件对压力油液进行调节,最终驱动执行元件完成工作。
液压系统具有反馈控制、大功率传动、快速响应和负载自适应等优势。
在液压系统中,液压元件的参数调节、控制策略的选择以及系统的优化等问题对系统的性能和效率有着重要影响。
在AMESim中进行液压系统建模时,首先需要确定系统的工作流程和参数。
通过拖拉连接不同的模块,可以对液压系统的压力、流量、温度等参数进行仿真分析。
同时,AMESim还可以加入控制算法,使系统具备自动调节功能。
在液压系统中,常见的仿真模型包括液压缸模型、泵模型、阀门模型等。
这些模型可以根据实际情况进行自定义和修改,以满足系统设计和性能优化的需求。
仿真在液压系统中的应用主要有以下几个方面:首先,仿真技术可以对液压系统的性能进行全面评估。
通过改变不同参数的数值和控制信号的输入,可以观察系统的响应和工作状态,并进行性能指标的计算和对比分析。
这对于优化系统设计、提高系统的效率和可靠性具有重要意义。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真液压系统是工程中常见的一种动力传输系统,它通过液压传动来实现力的传递和执行机构的动作控制。
液压系统具有传动效率高、传动力矩大、动作平稳、反应灵敏等优点,因此在机械制造、航空航天、船舶、石油化工、建筑工程等领域得到了广泛应用。
为了更好地设计和优化液压系统,工程师们常常需要对液压系统进行建模与仿真分析。
AMEsim是一种基于物理的系统级建模和仿真软件,可以用来对复杂的液压系统进行建模与仿真。
它能够快速准确地模拟液压系统的动态特性,并通过仿真分析系统的运行状态、性能和参数变化对系统进行优化。
本文将介绍使用AMEsim对液压系统进行建模与仿真的步骤和方法。
一、液压系统建模1.系统结构设计在进行液压系统建模前,需要根据实际应用场景设计系统的结构和组成。
液压系统通常包括液压源、执行元件、控制元件和辅助元件等部分。
液压源一般由油箱、泵和电动机组成,用于产生液压能。
执行元件包括液压缸、液压马达等,用于产生力和运动。
控制元件包括阀门、液压控制阀等,用于控制液压系统的动作和方向。
辅助元件包括滤油器、冷却器等,用于保护和维护液压系统。
在建模时,需要将这些部分进行合理的组织和连接。
2.建立物理模型在AMEsim中,可以通过图形化界面来建立液压系统的物理模型。
首先需要选择合适的元件模型,并将其拖放到系统工作区中。
可以选择液压缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件模型。
然后通过连接线将这些元件连接在一起,形成完整的系统结构。
在建立连接时,需要考虑元件之间的流动方向和控制信号的传递。
3.设定参数和初始条件建立物理模型后,需要对各个元件的参数进行设定。
这些参数包括液压源的功率、泵的流量和压力、执行元件的有效面积和行程、控制阀的开启和关闭时间等。
还需要对系统的初始条件进行设定,如油箱中的油液初始压力和温度等。
完成系统的物理建模后,就可以进行仿真分析。
在AMEsim中,可以通过设置仿真时程和控制信号来对系统进行仿真。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展,液压系统在众多领域中发挥着至关重要的作用。
液压系统的设计与分析一直是工程领域的重要课题。
为了更有效地进行液压系统的设计与优化,研究人员开发了多种仿真软件,其中AMESim软件在液压系统建模与仿真方面具有广泛的应用。
本文旨在探讨基于AMESim的液压系统建模与仿真技术的研究。
二、AMESim软件及其在液压系统建模中的应用AMESim是一款多学科领域的仿真软件,广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
在液压系统建模中,AMESim提供了丰富的液压元件模型库,如泵、马达、缸体、阀等,可以方便地构建出复杂的液压系统模型。
此外,AMESim还提供了强大的仿真求解器和友好的用户界面,使得建模与仿真过程更加便捷。
三、液压系统建模流程基于AMESim的液压系统建模流程主要包括以下几个步骤:1. 确定系统需求与目标:明确液压系统的功能、性能指标及工作条件。
2. 建立系统模型:根据系统需求与目标,选择合适的液压元件模型,并构建出整个液压系统的模型。
3. 设置仿真参数:根据实际需求设置仿真时间、步长、初始条件等参数。
4. 进行仿真分析:运行仿真模型,观察并记录仿真结果。
5. 结果分析与优化:根据仿真结果,对液压系统进行性能分析,并针对存在的问题进行优化设计。
四、液压系统仿真技术研究液压系统仿真技术是利用计算机技术对液压系统进行模拟分析的一种方法。
基于AMESim的液压系统仿真技术具有以下优点:1. 高效性:可以快速地构建出复杂的液压系统模型,并进行大量的仿真分析。
2. 准确性:通过精确的数学模型和物理定律,可以准确地模拟液压系统的实际工作情况。
3. 灵活性:可以根据需求随时调整仿真参数和模型结构,以获得更好的仿真结果。
在液压系统仿真技术中,还需要注意以下几点:1. 模型验证:在进行仿真分析之前,需要对建立的模型进行验证,以确保其准确性。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真液压系统是工程中常见的一种动力传动系统,它通过液体传递能量来驱动机械设备。
液压系统具有传递功率大、传动效率高、操作简便、响应速度快等优点,被广泛应用于工程机械、航空航天、冶金采矿等领域。
在液压系统的设计和优化过程中,建模与仿真是非常重要的工具,可以帮助工程师们更好地理解系统工作原理、分析系统性能并进行优化设计。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真技术。
一、AMESim的基本介绍AMESim(Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是由法国FDS公司研发的一种多物理仿真软件,旨在为工程师提供一个全面的仿真平台,用于分析和优化系统的动态性能。
AMESim具有图形化建模界面、丰富的预定义组件库、强大的仿真求解器等特点,可以用来建模与仿真多种工程领域的系统,包括机械、电气、液压、热力等。
二、液压系统建模与仿真1. 液压系统建模液压系统通常由液压泵、执行元件、控制阀、油箱和管路等组成,液体在其中传递能量并驱动执行机构。
在AMESim中,可以使用预定义的液压元件来建模系统的各个部分,如液压泵、液压缸、液压阀等。
通过简单的拖拽操作和连接线,可以快速构建出一个完整的液压系统模型。
2. 液压系统参数设置在建模过程中,需要为液压系统的各个组件设置参数,包括泵的流量、缸的活塞面积、阀的流量特性等。
AMESim提供了丰富的组件参数设置界面,用户可以直观地输入参数数值,并且支持参数的参数化设置,方便用户进行灵敏度分析和参数优化。
建模完成后,可以使用AMESim内置的仿真求解器对液压系统进行仿真。
用户可以设定系统的工况和输入信号,例如泵的转速、阀的开度、负载的变化等,然后进行仿真运行。
AMESim会自动求解系统的动态行为,并输出相关的性能指标,如压力、流量、速度、功率等,可以用于系统性能分析和优化设计。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
AMEsim是一种基于物理仿真的软件,可以用于液压系统的建模与仿真。
液压系统是一种利用液体传动能量的系统,广泛应用于工程领域。
通过使用AMEsim,可以对液压系统进行精确的建模和仿真,以评估系统的性能,并进行优化设计。
液压系统的建模主要包括建立系统的数学模型和确定系统参数。
数学模型可以用来描
述液压系统的运动方程和约束条件,从而实现系统的仿真。
系统参数是指液压元件的物理
参数,如流量、压力、容积等,其确定需要基于实验数据或厂家提供的技术资料。
在AMEsim中建立液压系统的模型需要以下步骤:确定系统的基本构件,包括液压泵、液压缸、液压阀等。
然后,依据液压系统的结构和工作原理,将这些构件连接起来,形成
系统的拓扑结构。
接下来,设置每个构件的物理参数,如油液的粘度、元件的流量特性等。
在设置参数之前,需要对元件的数据进行预处理,如数据单位的转换等。
定义系统的初始
条件和输入信号,进行仿真计算。
在液压系统的仿真过程中,AMEsim可以实时模拟系统的运动响应和能量转换。
通过仿真结果,可以评估系统的性能指标,如速度、力矩、功率等,并进行系统的优化设计。
AMEsim还提供了数据可视化和分析工具,可以对仿真结果进行图形化展示和统计分析,以支持工程师的决策和判断。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
AMEsim是一种用于液压系统建模与仿真的工具。
液压系统是利用液体作为传动介质的系统,常见于许多工程领域,如工程机械、航空航天和汽车工业等。
液压系统的建模与仿真是在计算机上对液压系统进行模拟,以预测系统的性能和行为。
液压系统的建模与仿真主要包括以下几个步骤:建立系统几何模型、确定系统的物理特性、建立系统控制模型,并进行仿真分析。
建立系统几何模型。
通过绘制液压系统的图形,包括液压缸、液压泵、阀门等组件的位置和连接关系,确定系统的结构和布局。
这一步骤的目的是为了在仿真中准确地表示系统的几何形状。
确定系统的物理特性。
液压系统涉及许多物理参数,如液压缸的内径、杆径、活塞行程等,液压泵的流量和压力等。
这些参数对系统的性能和行为有重要影响,需要在建模过程中进行准确的设定。
可以通过实验或者产品手册获得这些参数。
然后,建立系统控制模型。
液压系统的控制是通过调节阀门来实现的,阀门的开度和位置会影响液压系统的压力、流量等。
在建立系统控制模型时,需要考虑阀门的特性曲线和控制策略,并根据实际情况进行设定。
进行仿真分析。
利用AMEsim提供的仿真功能,输入系统的几何模型、物理特性和控制模型,进行仿真计算。
通过仿真,可以观察系统的动态响应和性能指标,如工作压力、液压油温、流量等。
还可以对系统进行优化和改进,以实现更好的性能和效果。
AMESim液压培训资料
Orifices 阻尼孔
损失的压力可以认为是液体速度U, 液体密度以及摩擦因子ξ (同元件的
几何形状有关)的函数
Plosses
1 Q2 1 2 U 2 A 2 2
(3)
当我们需要考虑液压管网的压力损失和流量分布时(HR library),我们
主要用方程(3)
对于流量控制,需要用到一个关于流量系数Cq的方程,这个方程在
AMESim (HYD, HCD…)中经常用到。
Q Cq Ar
2
Pup Pdown where
1 2 Cq
(4)
14
)起主要作用还是粘性( viscous )起主导作 用,存在两种流动状态(flow regime): 层流( Laminar ):流动非常平稳 紊流( Turbulent):流体的运动不规则,在下游存在紊乱以 及涡流等。
pressure term
(1)
total pressure
dynamic pressure
方程假设没有能量损失: 能量全部回收:如果A1 = A3 和h1 = h3 , P1 = P3
12
Orifices 阻尼孔
实际上是存在能量损失的,所以: P3 < P1 局部压力扰动 压力损失
三个液压库每个库有不同方面功能各不相同但能够相 互兼容,且以标准液压库(HYD )为基础
3
二、液压油属性相关设置 Fluid properties
液体属性
影响液体动态特性的三个基本属性: 密度 [kg/m3] 质量特性 与流体的温度和压力有关
体积模量 [bar] 可压缩性 = 刚度特性 粘度 [Pa.s] 阻尼特性
1 AMESim官方例程学习 Part 1 液压元件-0131
案例:Demos >> Solutions >> Mechanical Industries >>Fluids Systems and Components Hydraulic components∙Check valve单向阀∙3-Way valve三通阀∙4-Way valve四通阀∙Pressure limiter限压阀∙Flow limiter限流阀∙Pressure regulator压力调节器∙Hydraulic jack液压千斤顶∙Swash plate pump斜盘泵(柱塞泵)∙Vane pump叶片泵∙Urban regulation valve调节阀(控制阀)1 单向阀HCD子模型用于动态分析,而标准库里的液压元件模型不具备动态特性,只用于通用的仿真。
1.1回油口流量1.2 球直径的影响结果与实例不一致???2三通阀构成:弹簧活塞、活塞、双向质量块(带摩擦);零力、力;分段线性信号;压力源(理想压力补偿)可变压力源液压储压器提示:查看方向,按“External Variables”按钮对于活塞piston,弹簧压缩为位移、速度正向,弹簧腔流出为正力只能作用在质量块上!!!活塞质量块左侧向右作,为力正向;右侧反之。
定性分析下面案例:过程:向左吸和,回中位,再向右吸和。
外界对左侧活塞施加向左力(-),回复,再施加向右力(+)2.1 力分析——信号源力分析——弹簧活塞“传递”力(注意并不表示真实受力,而是传递力)力分析——活塞2 “传递”力2.2 液压流分析——弹簧腔(可知弹簧腔很小)液压流分析——进出口腔(P-A流量分析;附右侧A-T,注意方向是对称的!!!)2.3 液压压力分析——进出油腔(1左2右)3 2位2通阀(4-way 阀)不太理解仿真目的。
阀芯在右A-T通;阀芯在左B-T通。
(设定x-y显示)拖动两变量到一个窗口。
泄露量与位移关系流量与位移关系成正比,除了在重叠区。
液压系统Amesim计算机仿真进阶教程
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
液压
知识
系统
系统
amesim
帮助
大家
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案例
内容摘要
内容摘要
《液压系统Amesim计算机仿真进阶教程》内容摘要 《液压系统Amesim计算机仿真进阶教程》一书全面介绍了使用Amesim软件进行液压系统仿真的 方法与技巧。这本书的目标读者是工程师、科研人员以及对液压系统仿真感兴趣的学者。它不仅 涵盖了Amesim软件的基础知识,还深入探讨了如何利用该软件解决复杂的液压系统问题。 本书介绍了Amesim软件的基本操作和设计流程。对于初学者来说,这是一个很好的起点,可以帮 助他们快速熟悉这个强大的仿真工具。然后,书中的内容逐渐深入,详细阐述了如何建立液压系 统模型,包括各个元件的建模方法和参数设置。还介绍了如何进行模型验证和仿真分析,以确保 模型的准确性和可靠性。 本书的一大特色是提供了大量的实际案例和工程实例。这些案例涵盖了各种不同类型的液压系统, 如挖掘机、航空航天和机床等领域的液压系统。
值得一提的是,书中还对实际液体的伯努利方程和动量方程进行了详细的解析。 这些公式是描述流体运动的基本工具,对于理解液压系统的运行机制有着重要 的意义。通过这些公式,我们可以进一步了解流体的行为,并优化设计。
然而,最令我印象深刻的部分是书中对于气穴和气蚀现象的讨论。在液压系统 中,气体的存在可能会引发一系列的问题,如噪声、振动和效率下降等。通过 仿真,我们可以预测并优化这些问题,从而提高系统的稳定性和可靠性。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言液压系统在许多工业领域中都扮演着关键的角色,其工作性能直接影响到设备的运行效率和安全性。
随着计算机技术的发展,利用仿真软件对液压系统进行建模与仿真已成为现代设计和研发的重要手段。
AMESim作为一款强大的工程仿真软件,被广泛应用于液压系统的建模与仿真。
本文旨在研究基于AMESim的液压系统建模与仿真技术,以提高液压系统的设计效率和性能。
二、AMESim软件及其在液压系统建模与仿真中的应用AMESim是一款多学科复杂系统建模与仿真软件,广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
在液压系统建模与仿真中,AMESim提供了丰富的液压元件模型和仿真环境,可以方便地构建各种复杂的液压系统模型。
通过AMESim,我们可以对液压系统的动态特性进行深入分析,优化系统设计,提高系统的性能和效率。
三、基于AMESim的液压系统建模基于AMESim的液压系统建模主要包括以下几个步骤:1. 确定液压系统的结构和功能。
根据实际需求,确定液压系统的基本结构和需要实现的功能。
2. 选择合适的元件模型。
在AMESim中,有丰富的液压元件模型可供选择,如液压泵、液压缸、阀等。
根据实际需求,选择合适的元件模型。
3. 建立液压系统模型。
在AMESim的建模环境中,根据选定的元件模型和系统结构,建立液压系统的模型。
4. 设置仿真参数。
根据实际需求,设置仿真参数,如仿真时间、步长等。
四、基于AMESim的液压系统仿真在建立好液压系统模型后,可以进行仿真分析。
AMESim提供了丰富的仿真工具和分析方法,可以对液压系统的动态特性进行深入分析。
具体步骤如下:1. 运行仿真。
在AMESim中运行仿真,观察系统的输出和性能。
2. 分析仿真结果。
根据仿真结果,分析系统的动态特性、稳定性等性能指标。
3. 优化设计。
根据分析结果,对系统设计进行优化,提高系统的性能和效率。
五、实例分析以某液压挖掘机为例,采用AMESim进行液压系统建模与仿真。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真一、引言1. 液压系统建模的基本原理在进行液压系统建模之前,首先需要了解液压系统的基本组成和工作原理。
液压系统由液压液、液压泵、执行元件、阀门等组成,液压液在系统中传递压力和动能,实现各种动作和动作控制。
建模液压系统的关键在于将系统分解为各个子系统,并建立各个子系统之间的相互作用关系和能量传递关系。
2. AMESim建模工具AMESim软件具有直观的界面和强大的建模工具,能够快速实现复杂系统的建模。
通过AMESim的图形化界面,用户可以方便地将液压系统的各个组成部分以及它们之间的相互作用关系用图形化符号表示出来,然后通过参数设置和连接进行建模,建模过程相对比较简单和直观。
在基于AMESim进行液压系统建模时,一般可按照以下步骤进行:(1)系统分析:首先需要对待建模的液压系统进行整体分析,明确系统的工作原理和各个组成部分之间的关系。
(2)建立模型:根据系统分析的结果,利用AMESim的建模工具逐步建立系统的各个组成部分的模型,并通过参数设置和组件连接等方式将各个子系统组合成一个完整的液压系统模型。
(3)参数设置:根据实际系统参数和运行条件,对系统模型中的各种参数进行设置,以确保模型的真实性和准确性。
(4)验证模型:建模完成后,需要对系统模型进行验证,确保系统的动态特性和静态特性符合实际情况。
AMESim软件不仅可以用于建立液压系统的模型,还可以用于进行系统的仿真。
通过AMESim的仿真工具,用户可以模拟系统在不同工况下的性能,包括系统的动态特性、稳态特性和瞬态响应等。
2. 液压系统仿真的内容(1)性能预测:通过仿真模拟系统在不同工况下的性能,包括负载变化、工作速度变化等条件下系统的输出响应和能耗变化情况。
(2)系统优化:利用仿真结果,可以对系统的参数进行优化,以提高系统的性能和效率,减小系统的能耗和噪音等。
(3)系统分析:通过仿真结果,可以对系统的工作特性进行深入分析,包括系统的动态特性、稳态特性、瞬态响应和系统的可靠性等。
AMESim液压培训
进入到参数阶段
6
Type of properties Index offluid hydraulic fluid 液体性质类型
液压油索引号是识别液体属性的参数 ,这样能够在同一个系统中考虑多种 不同液体的影响(例如:液压油和冷 却剂或液压油和汽油)。在草绘阶段 , 必须使用多个液压油属性符号
所有液压元件子模型都需要定义流 体的性质(ρ, B 或 viscosity) 需要一 个液压油索引号.
泵类元件实质上是转换器:把机械能转换成液压能 液压缸:液压缸同样也是转换器:把液压能转换成机械能(反之亦然)
25
其他元件 Other elements
换向阀: 液压库中提供了很多换向阀的模型. 这些阀将根据工作位(2 ~3)
和通路(2 ~ 6)来定义。
换向阀每一条通路的同流性质是通过定义流量和压差,靠Q/Δ P 来计算 最大开口面积的。 对于每条通路来说,过流面积是位移的函数, 过流面积 S(x) = Smax * f(x)
这两种流动状态和雷诺数(Reynolds number)相关或者是流量系数λ。
Re U
Dh
2 P Dh
在AMESim中, 两种流动状态的转换是通过流量系数Cq来实现的。
15
Orifices 阻尼孔
在HYD 中,流量是通过最大流量系数和Cq 和临界流数来计算
.
液压执行机构目标 : 建立一个能够让质量块移动的液压系统 Hydraulic actuator
第一步: 计算 需要克服的阻力:15N, 压力源的压力为5 [bar] 活塞直径是多少?
注意: 用这个直径, 不能满足最大输出力的要求 活塞面积要增加30%来满足
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真1. 引言1.1 研究背景深入研究基于AMEsim的液压系统建模与仿真方法具有重要意义。
通过建立高效精确的模型,优化系统参数,提高系统性能,可以为工程领域的液压系统设计与优化提供重要的理论支撑。
为此,本文将围绕AMEsim液压系统建模方法、建模步骤、仿真分析、参数优化和性能评估等方面展开深入探讨,旨在为液压系统的设计和优化提供参考依据。
1.2 研究目的研究的目的是为了探索基于AMEsim的液压系统建模与仿真方法,通过对液压系统的建模和仿真分析,进一步深入了解液压系统的工作原理和性能特点。
通过对参数优化和性能评估的研究,提高液压系统的效率和性能,为工程实践提供技术支持。
通过对实验结果的分析和未来研究方向的展望,为液压系统的发展和应用提供理论和技术参考,推动液压系统技术的进步和创新。
通过本次研究,旨在为液压系统的设计、优化和应用提供更加科学和可靠的方法和技术支持,促进液压技术的发展和应用。
1.3 研究意义液压系统在工程领域中具有重要的应用价值,它能够将液体的流动和压力转化为力和运动。
对于液压系统建模与仿真的研究意义重大。
通过建模与仿真可以帮助工程师更好地了解液压系统的工作原理和特性,从而提高系统设计的准确性和效率。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真可以有效减少实际试错成本,提高系统设计的可靠性和稳定性。
通过参数优化和性能评估,可以进一步优化液压系统的设计,提高系统的性能和效率。
深入研究基于AMEsim的液压系统建模与仿真具有重要的理论和实际意义,对于推动液压技术的发展和应用具有积极的促进作用。
2. 正文2.1 AMEsim液压系统建模方法AMEsim液压系统建模方法是基于AMEsim软件平台的一种建模方法,它可以帮助工程师们更准确地模拟液压系统的运行情况,从而实现系统设计、优化和性能评估。
在进行液压系统建模时,首先需要选择合适的元件模型,如液压泵、液压缸、阀等,然后根据系统的实际情况对这些元件进行连接和参数设置。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真一、引言液压系统是利用液体传递能量,控制方向和力的一种传动方式。
液压系统在工业生产和机械设备中得到了广泛应用,包括汽车制造、航空航天、冶金、建筑、工程机械等领域。
而建立精准的液压系统模型并进行仿真分析对于系统设计和性能优化具有重要意义。
AMESim是一款专业的多物理领域仿真软件,具有稳定、可靠的仿真算法,能够对液压系统进行精确的建模和仿真分析。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真的方法,通过具体案例来展示其应用价值。
二、液压系统建模方法1. 液压元件建模在AMESim中,液压系统的建模是基于液压元件的模型。
液压元件可以分为液压源、执行元件、控制元件和辅助元件四类。
液压泵、液压缸、换向阀、节流阀等都可以在AMESim 中进行建模。
建模液压元件时,需要考虑其物理特性和动态行为,并根据实际工况和使用要求设置其参数。
在液压泵的建模中,需要考虑其排量、转速对流量和压力的影响;在液压缸的建模中,需要考虑其面积、摩擦和密封对其运动过程的影响。
液压管路在液压系统中起着传输液体、传递动力和信号的作用。
在建模时,需要考虑管路的长度、直径、摩擦、弯头、阀门等因素对液压性能的影响。
在AMESim中,可以通过设置管路的几何参数、流体介质和流动特性等来建立液压管路的模型。
通过对管路压力、流量、温度等参数的仿真分析,可以评估管路的性能和系统的稳定性。
3. 控制系统建模三、液压系统仿真分析基于AMESim的液压系统建模完成后,可以进行仿真分析以评估系统性能和优化设计。
液压系统的仿真分析主要包括以下几个方面:1. 动态特性分析通过仿真分析液压系统的动态特性,可以评估系统的响应速度、稳定性和阻尼特性等。
在动态仿真中,可以模拟系统的启动、运行和停止过程,评估系统对外部扰动的响应和抑制能力。
2. 性能优化分析通过仿真分析液压系统的性能参数,可以评估系统的功率输出、效率、热量损失、工作温度等。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言液压系统在许多工业应用中起着关键作用,其建模与仿真技术的研究对于提高系统的性能、优化设计和减少研发成本具有重要意义。
AMESim作为一种多功能工程仿真平台,为液压系统的建模与仿真提供了强大的工具。
本文旨在探讨基于AMESim的液压系统建模与仿真技术的研究。
二、AMESim概述AMESim是一款功能强大的工程仿真软件,可以用于建立各种复杂系统的模型并进行仿真分析。
它支持多学科领域建模,具有直观的用户界面和强大的求解器,能够高效地解决复杂的工程问题。
在液压系统建模与仿真方面,AMESim提供了丰富的液压元件模型库和仿真分析工具,使得用户能够快速建立准确的液压系统模型并进行仿真分析。
三、液压系统建模基于AMESim的液压系统建模主要包括以下步骤:1. 确定液压系统的工作原理和性能要求,明确系统的输入和输出。
2. 建立液压系统的物理模型,包括液压泵、执行器、控制阀等元件的模型。
AMESim提供了丰富的液压元件模型库,用户可以根据需要选择合适的元件模型进行建模。
3. 设置模型的参数和初始条件,包括液压油的物理性质、元件的几何尺寸、工作温度等。
4. 建立系统的仿真模型,将各个元件模型连接起来形成完整的液压系统模型。
四、液压系统仿真分析在建立好液压系统模型后,可以利用AMESim进行仿真分析。
仿真分析主要包括以下步骤:1. 设置仿真参数,包括仿真时间、仿真步长等。
2. 运行仿真,观察系统的动态响应和性能指标。
AMESim具有强大的求解器,能够快速准确地求解出系统的动态响应。
3. 分析仿真结果,包括系统的压力、流量、温度等参数的变化情况,以及系统的稳定性和动态性能等。
4. 根据仿真结果对液压系统进行优化设计,提高系统的性能和降低成本。
五、技术应用与展望基于AMESim的液压系统建模与仿真技术已经广泛应用于各种工业领域,如汽车、航空航天、工程机械等。
通过建立准确的液压系统模型并进行仿真分析,可以有效地提高系统的性能、优化设计和减少研发成本。
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Hydraulic LibraryRev 9 - November 2009Copyright © LMS IMAGINE S.A. 1995-2009AMESim® is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A.AMESet® is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A.AMERun® is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A.AMECustom® is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A.LMS b is a registered trademark of LMS International N.V.LMS b Motion is a registered trademark of LMS International N.V.ADAMS® is a registered United States trademark of MSC.Software Corporation. MATLAB and SIMULINK are registered trademarks of the Math Works, Inc. Modelica is a registered trademark of the Modelica Association.UNIX is a registered trademark in the United States and other countries exclusively licensed by X / Open Company Ltd.Python is a registered trademark of the Python Software Foundation.Windows and Visual C++ are registered trademarks of the Microsoft Corporation. The GNU Compiler Collection (GCC) is a product of the Free Software Foundation. See the GNU General Public License terms and conditions for copying, distribution and modification in the license file.All other product names are trademarks or registered trademarks of their respective companies.Hydraulic Library Rev 9 Table of contentsChapter 1:Tutorial examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2Example 1: A simple hydraulic system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Cavitation and air release. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.3Example 2: Using more complex hydraulic properties . . . . . . . . . 11Using one of the special fluids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.4Example 3: Using more complex line submodels . . . . . . . . . . . . . 171.5Example 4: Valves with duty cycles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.6Example 5: Position control for a hydraulic actuator. . . . . . . . . . . 271.7Example 6: Simple design exercise for a hydraulic suspension . . 33Chapter 2:Theory of fluid properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412.1Density and compressibility coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Entrapped air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Dissolved air. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.2Air release and cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3Viscosity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Viscosity influence on the flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Flow through orifices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Frictional drag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Chapter 3:AMESim Fluid Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .553.1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55FP04. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.2Tutorial example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Chapter 4:Hydraulic Line modeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .614.1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Zero-dimensional line submodels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61“Lumped” and “Lumped distributive” line submodels. . . . . . . . . 62Lax-Wendroff “CFD 1D3” line models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Choosing between Lumped/Distributive and CFD 1D Lax-Wendroffmodels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644.2Line submodel selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641Table of contents24.3Three important quantities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65Aspect ratio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65Dissipation number. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66Communication interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 4.4The selection process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68Hydraulic Library Rev 9 Chapter 1: Tutorial examples1.1IntroductionThe AMESim Hydraulic library consists of:• A collection of commonly used hydraulic components such as pumps, motors, orifices, etc. including special valves.•Submodels of pipes and hoses.•Sources of pressure and flow rate.•Sensors of pressure and flow rate.• A collection of fluid properties.Hydraulic systems in isolation serve no purpose. It is necessary to do somethingwith the fluid and also to control the process. This means that the library must becompatible with other AMESim libraries. The following libraries are frequently usedwith the Hydraulic library:Mechanical libraryUsed in fluid power application when hydraulic power is translated into mechanicalpower.Signal, Control and Observer libraryUsed to control the hydraulic system.Hydraulic component design libraryUsed to build specialist components from very basic hydraulic and mechanicalelements.Hydraulic resistance libraryThis is a collection of submodels of bends, tee-junctions, elbows etc. It is usedtypically in low pressure applications such as cooling and lubrication systems.1Chapter 1Tutorial examples2Chapter 1 of the manual consists of a collection of tutorial examples. We strongly recommend that you do these tutorial examples. They assume you have a basic level of experience using AMESim . As an absolute minimum you should have done the examples in Chapter 3 of the AMESim manual and the first example of Chapter 5 which describes how to do a batch run.1.2Example 1: A simple hydraulic systemObjectives•Construct a very simple hydraulic system •Introduce the simplest pipe/hose submodels •Interpret the results with a special reference to air release and cavitationFigure 1.1: A very simple hydraulic system In this exercise you will construct the system shown in Figure 1.1. This is perhaps the simplest possible meaningful hydraulic system. It is built partly fromcomponents from the Hydraulic category (which are normally blue) and partly from the Mechanical category.The hydraulic section is built up from standard symbols used for hydraulic systems. The prime mover supplies power to the pump, which draws hydraulic fluid from a tank. This fluid is supplied under pressure to a hydraulic motor, which drives a rotaryNote:•You can use more than one fluid in the Hydraulic library. This is important because you can model combined cooling and lubrication systems of a library.•The hydraulic library assumes a uniform temperature throughout the system. If thermal effects are considered to be important, you should use the Thermal Hydraulic and Thermal Hydraulic Component Design libraries.•There are models of cavitation and air release in the hydrauliclibrary. Note also there is a special two-phase flow library. Atypical application for this is air conditioning systems.Hydraulic Library Rev 9load. A relief valve opens when the pressure reaches a certain value. The output from the motor and the relief valve returns to the tank. The diagram shows three tanks but it is quite likely that a single tank is employed.The first category contains general hydraulic components. The second contains special valves.The hydraulic components used in the model you will build can all be found in the first of these Hydraulic categories. If you click on this category icon, the dialog box shown in Figure 1.2 opens.First look at the components available in this library. Display the title of components by moving the pointer over the icons:Figure 1.2: The components in the first hydraulic category.Close the Library before continuing.3Chapter 1Tutorial examples4Step 1:Use File X New... to produce the following dialog box.Figure 1.3: The hydraulic starter system.Step 2:Construct the rest of the system and assignsubmodels1.Construct the systemwith the components as shown in Figure 1.1.2.Save it ashydraulic1.3.Go to Submodel mode.Notice that the drop, prime mover, node and pipes do not appear the same as they usually do. This is because they do not have sub models associated with them.The easiest way to proceed is as follows:4.Click on the Premier submodel button in the menu bar.Select the hydraulic starter circuit libhydr.amt and then click onOK. A new system with a fluid properties icon in the top leftcorner of the sketch is created.You could also have clicked on the New icon in the tool bar butif you do this you will have to add the fluid properties iconyourself.Hydraulic Library Rev 95Figure 1.4: The line submodels.You get something like Figure 1.4. It is possible that your system may have HL000associated with one of the other line runs. These minor variations are dependent on the order in which you constructed the lines. They will not influence the simulation results.An important feature to note is that a line run has a special submodel (HL000) which is not a direct connection. To emphasize this point the line run has a special appearance:Remember the submodel DIRECT does nothing at all. It is as if the ports at each end of the line were connected directly together.In contrast, HL000 computes the net flow into the pipe and uses this to determine the time derivative of pressure. If the net flow into the pipe is positive, pressure increases with time. If it is negative, it decreases with time. The pressure created by HL000 is conveyed to the relief valve inlet. The motor inlet is conveyed by the node and submodel DIRECT .5.Click the mouse right-button.6.Select Show line labels in the label menu.Chapter 1Tutorial examples6Step 3:Set parameters1.Change to Parameter mode.2.Set the following parameters and leave the others at their default values:Figure 1.5: Setting the line submodel HL000 parameters.3.To display the parameters of a line submodel click the left mouse button with thepointer on the appropriate line run.Part of the dialog box for HL000 is shown in Figure 1.5. The compressibility of the oil and the expansion of the pipe or hose with pressure are taken into ac-count together with the pipe volume. HL000 normally requires the bulk modulus of the hydraulic fluid and pipe wall thickness together with the Young’s modulus of the wall material. From these values an effective bulk modulus of the com-bined fluid and pipe walls can be calculated. The effective bulk modulus of a hose is normally very much less than that of a rigid steel pipe.4.Click on the fluid icon FP04 in the sketch.A new dialog box as shown in Figure 1.6 is displayed. This shows you the prop-erties of the hydraulic fluid. Currently they are at their default values and the ab-solute viscosity, bulk modulus, air/gas content and temperature are given in common units.Submodel Title ValueHL000pipe length [m]4RL00coefficient of viscous friction [Nm/(rev/min)]0.02Figure 1.6: Parameter for fluid properties submodel FP04.5.Click on Close .Step 4:Run a simulation1.Go toSimulation mode and do a simulation run.The default values in the Run Parametersdialog box are suitable for this exam-ple.2.Click on the Start a simulation button.3.Click on the pump component to produce the dialog box shown in Figure 1.7.Some variables such as a pressure have no direction associated with them. ANote that the first item in the list is an enumeration integerparameter. A collection of properties of varying complexityare available but for this exercise elementary is satisfacto-ry.Tutorial examples(gauge) pressure of -0.1 bar indicates that the pressure is below atmospheric.In contrast other variables, such as flow rate, do have a direction associatedwith them. A flow rate of -6 L/min indicates that the flow is in the opposite direc-tion to some agreed standard direction.Figure 1.7: The Variable List for PU001.Note that you can use the Replay facility to give you a global picture of the re-sults. Figure 1.8 also shows the flow rates in L/min at a time of 10 seconds.Figure 1.8: Flow rates displayed in replay.4.To plot a variable associated with a line submodel, click on the correspondingline run.5.Plot pressure at port 1 for HL000.Figure 1.9: The pressure in the hydraulic pipe.Notice how the pressure goes up to just over the relief valve setting (150 bar).During this time the load speeds up rapidly and actually 'over-speeds'. At thispoint the motor is demanding more hydraulic flow than the pump can supply.The result is that the pressure must drop and the relief valve closes. The pres-sure continues to drop and falls below zero bar gauge. However, pressure is notlike voltage or force. We cannot have a pressure of -100 bar. The absolute zeroof pressure is about -1.013 bar gauge. It is time to introduce two terms. Cavitation and air releaseWhen pressure falls to very low levels, two things can happen:•Air previously dissolved in the fluid begins to form air bubbles.•The pressure reaches the saturated vapor pressure of the liquid andbubbles of vapor appear.These phenomena are known respectively as air release and cavitation. They cancause serious damage. Using the Zoom facility, the graph gives a better view of thelower pressure values:Figure 1.10: Low pressure in the hydraulic pipeAll AMESim submodels have hydraulic pressure in bar gauge. The low pressureshown in Figure 1.10 : Low pressure in the hydraulic pipe is caused by the loadTutorial examplesspeed exceeding its steady state or equilibrium value. This is highly undesirablebehavior as it can result in damage to the real system.In reality the starting values we have given for the pipe pressure and load speed arenot very realistic and the prime mover would start from rest or a valve would be usedto regulate the flow to the motor. However, hydrostatic transmission systems likethis often do suffer badly from cavitation and air release problems.Note that all AMESim submodels display hydraulic volumetric flow rate in L/min.There are two possible interpretations of this flow rate:•The flow rate is measured at the local current hydraulic pressure, or•The flow rate is measured at a reference pressure.AMESim adopts the second alternative with a reference pressure of 0 bar gauge.This means that the volumetric flow rate is always directly proportional to the massflow rate. In most situations the difference between the two flow rates is negligible.However, there are three situations when there is a significant difference:1.There is a very large air content; the pressure drops below the satu-ration pressure for air in the liquid and air bubbles are formed in theliquid.2.The pressure drops to the level of the saturated vapor pressure of theliquid and cavities of vapor form.3.Extremely high variations in pressure occur such as in certain typesof fuel injection systems.The first situation is called air release and the second cavitation. If there is cavitationor significant air release at the inlet to a pump, the flow rate according to the firstdefinition will not be reduced. However, with the AMESim approach (measuringflow rate at a reference pressure) it is significantly reduced.The properties of hydraulic fluids vary a great deal. Modeling them is a veryspecialist process and the model can be extremely simple or highly complex. Therun times are greatly influenced by this level of complexity.1.3Example 2: Using more complex hydraulicpropertiesObjectives:•Use more complex models of fluid properties.•See how air content changes the performance of the system.In the Hydraulic category two special components can modify the fluid properties:This is an example of a component without ports. We cannot connect this icon to any other.There are two important points to note aboutFP04.1.It has an integer parameter index of hydraulic fluid that is in the range 0 to 100inclusive. This arrangement means that it is possible to have more than one fluidin an AMESim system.•simplest This has a constant absolute viscosity. The bulk modulus isconstant above the gas saturation pressure and is 1/1000 of this valuebelow the gas saturation pressure. This model is very old but is still usedby some AMESim users.It is likely to give the fastest runs.•elementary This is the default and features a constant liquid bulk mod-ulus with absolute viscosity. The treatment of fluid properties under airrelease and cavitation is done.•advanced This gives you access to some cavitation parameters not ac-General Hydraulic PropertiesIn AMESim always use this fluid properties icon. It is associated withone submodel: FP04. This is a collection of simple and complex fluidproperties.Drop Hydraulic PropertiesThis is a special model, only used to ensure backward compatibilitybetween 4.0 models and earlier. Do not use this model.2.The characteristics of the fluid properties are de-termined by its parameters. These are set in thetype of fluid properties list. There are 7 possi-bilities:Tutorial examplescessible in the elementary properties.•advanced using tables This is like the advanced option but you install tables of data to give variation of bulk modulus and absolute viscositywith pressure and temperature.•Robert Bosch adiabatic diesel These properties are provided by Rob-ert Bosch GmbH and comprise a number of common types of diesel fuel.•elementary with calculated viscosity•advanced with calculated viscosityUsing one of the special fluidsStep 1:Use the Advanced fluid properties.1.Return to the first example of this manual, add another fluid properties icon.e Premier submodel and go to Parameter mode. Your sketch should look likethis.Figure 1.11: The sketch with two instances of FP04.3.Look at parameters of FP04-2. Change the enumeration integer parameter toadvanced. The Change Parameters list should now look like this:Figure 1.12: The advanced fluid properties.Change the index of hydraulic fluid in FP04-2 to 1. This is a number in the range0 to 100. If you look at the other hydraulic components in the system you willfind they have index 0 and hence they will still use the fluid properties of FP04-1. We could go into every hydraulic component using this second fluid and setthe parameter index of hydraulic fluid to 1. This would be extremely tedious witha big system and there is always the possibility of missing one.Instead we can set all fluid indices to the same value of 1.Step 2:Set all fluid indices to the same value of 1The best way to do this is to use the common parameters facility.e Edit X Select all.All the system components will be selected, unselect FP04-1 by holding the SHIFT key and clicking on the component.Figure 1.13 Select componentse Settings X Common parameters.Tutorial examplesFigure 1.14 shows the Common parameters dialog box. This is a list of commonparameters for selected objects. They occur at least twice. Since there are 3 hy-draulic tanks and they all have pressures of 0 bar, this value is displayed. Thereare a number of submodels that have a parameter index of hydraulic fluid. InFP02 the index of hydraulic fluid is set to 1 whereas in other submodels its valueis 0. The value is displayed as ???. Similarly the prime mover and rotary loadboth have a parameter (strictly speaking a variable) with title shaft speed. Sincethe two values are different, ??? is displayed.Figure 1.14: Different values for common parameters3.Set the parameter index of hydraulic fluid to 1. This will change all the parame-ters in the system except FP01 (remember we used Select all and deselectedFP01).Step 3:Run a simulation and plot some variablesYou will probably find the results very much the same as in example 1.Step 4:Organize a batch run to vary the air content1.In Parameter mode use Settings X Batch parameters.2.Drag and drop the air gas content from FP04-2 to the Batch control parametersetup dialog box.3.Set up the batch parameters as in Figure 1.15 so that the air content goes from0% to 10% in steps of 2%.Figure 1.15: Setting up a batch run varying air content4.Specify a batch run in the Run parameters dialog box and initiate the run.5.Plot several graphs of the batch run to compare results with various air contents:Tools X Batch Plot .Figure 1.16: Pressure in pipe.By zooming in on the curve in regions where the pressure is below 0 bar, you will probably find some variation in the results, but not to a significant degree.6.Change the saturation pressure in FP04-2 to 400 bar.7.Repeat the batch run and update your plot.Tutorial examplesFigure 1.17: Pressure in pipe with saturation pressure 400 bar.The variation between the runs is now very pronounced. The dynamiccharacteristics of the system are completely transformed. A few words ofexplanation are necessary.Normally the air content of a hydraulic oil is well below 1%. A typical value is 0.1%.It is normally considered good practice to keep the value as low as reasonablypossible. However, in a few applications, such as lubrication oil in gearboxes, theoil and air are well mixed. In this case, 2.5% is a typical value, and up to about 10%is possible.A reasonable quantity of air, given time, will completely or partially dissolve in thehydraulic fluid. The lowest pressure at which all the air is dissolved is called thesaturation pressure. For very slow systems all the air is dissolved above thesaturation pressure and partially dissolved below this pressure. Henry’s law givesa reasonable approximation for the fraction of air that is dissolved in equilibrium.Some systems are slow enough to stay very close to this equilibrium position(Figure 1.16). Often classic fluid power systems behave like this. The originalsaturation pressure is better for the current example.However, it does take time for the air to dissolve and this time will not be availablein fast acting systems. Fuel injection systems are a good example of this. Hencewith such systems it may be appropriate to set the saturation pressure artificiallyhigh to allow for significant quantities of air to be undissolved at all pressures.1.4Example 3: Using more complex line sub-modelsObjectives:•Use more complex line submodels.•Understand the need for a variety of line submodels.•To understand the importance of setting an appropriate line submodel.The system for this example is the same as for example 2 (Figure 1.11). We will describe the modification of the system to use more complex line submodels and the experiments performed. Finally we present a little of the theory behind the submodels.Step 1:Change submodelsAll the submodels in the current system were selected automatically. We willchange some of them manually.1.Go to Submodel mode.You will now change some line submodels.Before continuing note the following points:•The corners in the pipe runs are not physical but diagrammatic.•There are three hydraulic pipes and they meet at a point which physically will be a tee-junction.•It is necessary to have a large number of hydraulic pipe submodels.•In the present system three submodels are set: DIRECT , DIRECT andHL000.Figure 1.18: The current line submodels.None of these line submodels takes friction into account. We will suppose that the relief valve is close to the node but the pump and the motor are at such distances•This tee-junction in the sketch is described as a 3-portnode and it has the submodel H3NODE1. This modelsthe junction has a common pressure with flow rates thatgive conservation of mass.Tutorial examplesfrom the node that the pressure drop along the pipes cannot be ignored. We need to select new pipe submodels that take friction into account for the pipe runs:•from the pump to the node •from the node to the motor.2.Click on the line run attached to the pump and select HL03 in the Submodel list .Figure 1.19: The hydraulic line submodels available.Why did we not choose a more complex submodel that also included inertia? We answer this question later in this exercise.3.For the line from the node to the motor, select the submodel HL01.4.For the line between the node and the relief valve, the submodel DIRECT is al-ready selected and this is exactly what we want.Step 2:Set parameters and run a simulation1.Go to Parameter mode and set parameters for HL01 and HL03 so that both pipelengths are 5 m and pipe diameters are 10 mm .This can be done one at a time. However, we can do it another way. Press the Shift key on click on the HL03 and HL01 line runs so that they are selected. Use Settings X Common parameters . Figure 1.20 shows the Commonparameters dialog box.Note the brief description of each line submodel. In these de-scriptions C stands for compressibility, R for resistance (pipefriction) and I for inertia (fluid momentum). HL000 which weused before takes into account compressibility only. HL03takes into account compressibility and friction. It is modeled liketwo hydraulic compressible volumes with a resistance betweenthem.Figure 1.20: The common parameters of the two line submodels.Note that ??? indicates that different values are set in the line submodels. Set the index of hydraulic fluid to 1, diameter of pipe to 10 and pipe length to 5.2.In FP04-2 reset the saturation pressure (for dissolved air/gas) to 0 bar.3.Run a simulation with the default run parameters. Do not forget to reset RunType to Single run if you have previously run a Batch.4.Plot the two pressures in HL03.Figure 1.21: Pressures at the ends of pipe joining pump to node.Note that there is a large pressure drop along the line. This could be regarded as a sizing problem but in addition it would be bad practice to site the relief valve so far from the high pressure point.Tutorial examplesStep 3:We now investigate other line submodels.1.Return to Sketch mode and Copy-Paste part of the system as shown:Figure 1.22: Part of the system is duplicated.2.In Submodel mode change the lower two line submodels as follows:Figure 1.23: New line submodels.This system will enable you to make direct comparisons between results.3.Go to Run mode and do a simulation. Plot the pressure at the pump outlet (pres-sure at port 2).Figure 1.24: Pressure at pump outlet.We note that the curves are virtually the same. (Try zooming.) There is abso-lutely no advantage to using HL07 and HL09 instead of HL01 and HL03. If we separated the two systems and ran them independently we would find run times for the more complex submodels were higher.4.C hange the communication interval in the Run Parameters dialog box to 0.001sand rerun the simulation.If you have a look at the Warnings/Errors tab of the Simulation run dialog box, you will find that some checks are performed by the line submodels (see Figure1.25). A similar message is issued for HL03.Figure 1.25: Messages under the Warning tab.It is suggested that:•HL01 should be replaced by HL07 and•HL03 should be replaced by HL09.In other words with this communication interval the lower subsystem is better than the upper. If you replot the pressures at the pump outlets, there are clearly differences. This is what happens if you zoom.Figure 1.26: Zoomed pressures at pump outlet.The violent (and unrealistic) start up has created this oscillation in the pressure of about 56 Hz. It is damped out by 0.1 seconds. Why did we get no warning message in the previous run? The answer is that a lot of checks are applied to your submodel choices when the run starts. These take into account the fluid properties, the pipe dimensions and the communication interval.。