基于AMESim軟件的破碎機液壓系統(tǒng)仿真驗證案例目錄TOC\o"1-3"\h\u29953基于AMESim軟件的破碎機液壓系統(tǒng)仿真驗證案例 1191181.1AMESim軟件介紹 1151441.2AMESim平臺應(yīng)用 167621.3液壓系統(tǒng)的搭建 569121.4液壓系統(tǒng)仿真 61.1AMESim軟件介紹AMESim這一款軟件是一個多學(xué)科的系統(tǒng)建模仿真平臺，功能十分強大，相較于CFD、Matlab、Simulink等框圖及建模軟件而言，其建模相對簡單，更容易上手。這款軟件最早是在1995年由法國的Imagine公司推出，于2007年被比利時的LMS公司收購，LMS公司又在2012年被西門子公司收購，被納入西門子Simcenter仿真平臺，因此這款軟件稱為SimcenterAMESim。AMESim軟件廣泛運用于機、電、液、熱、磁等學(xué)科的系統(tǒng)仿真，它可以創(chuàng)建系統(tǒng)以及元件的動態(tài)及穩(wěn)態(tài)的仿真模型，具備頻域、頻譜、時域和模態(tài)等齊全的分析工具，擁有豐富的軟件接口，可以和Adams、Matlab、Simulink、Motion等軟件進行機電液的聯(lián)合仿真。1.2AMESim平臺應(yīng)用AMESim這一軟件在工程系統(tǒng)建模仿真分析領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的階段，使用該軟件來進行液壓系統(tǒng)的仿真分析得到的數(shù)據(jù)具有很強的說服力。圖1.1AMESim工作界面圖1.1為AMESim2020版的工作界面，工作界面非常的簡潔，中間空白的區(qū)域為軟件的工作區(qū)，上方和左側(cè)為該軟件的工具菜單，右側(cè)為該軟件的專業(yè)庫，包括信號庫、1D機械庫、液壓庫、液壓元件設(shè)計庫、熱液壓庫、系統(tǒng)庫等等，這些庫里包含著許多不同的圖案符號，從不同的專業(yè)庫里選擇合適的元件符號來進行各個系統(tǒng)的搭建，非常的方便。圖1.2AMESim信號庫圖1.2為AMESim軟件的信號庫。信號庫里的各個元件符號主要是給系統(tǒng)提供信號操作，應(yīng)用十分的廣泛，幾乎任何一個系統(tǒng)在搭建的過程中都會使用到信號庫，信號庫里包括信號源庫、數(shù)學(xué)計算公式庫、矢量庫、矩陣庫、控制庫等等，從中選用合適的圖案符號可以對系統(tǒng)進行信號的輸入，對系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)運算操作，對信號進行濾波等操作。圖1.3AMESim1D機械庫圖1.3為AMESim軟件的1D機械庫。里面包含平動庫、轉(zhuǎn)動庫、傳動機構(gòu)庫等，在1D機械庫里選用合適的圖形符號可以為系統(tǒng)添加電機、彈簧阻尼、傳動機構(gòu)、零力源、零位移源等。圖1.4AMESim液壓庫圖1.4為AMESim軟件的液壓庫，里面包含了液壓源、液壓閥、液壓管道、液壓泵、液壓馬達、液壓缸等等，里面的元件符號是搭建液壓系統(tǒng)核心。本次液壓圓錐破碎機液壓系統(tǒng)的模型搭建主要用到以上介紹的三個專業(yè)庫。1.3液壓系統(tǒng)的搭建使用AMESim進行系統(tǒng)的建模與仿真要經(jīng)過四個必要的階段，分別為：草圖繪制階段：從專業(yè)庫里選用合適的元件符號進行系統(tǒng)模型的搭建。子模式階段：給每個圖標(biāo)符號分配不同復(fù)雜程度的數(shù)學(xué)方程。參數(shù)設(shè)置階段：在數(shù)學(xué)模型中輸入合適的參數(shù)。仿真階段：選擇求解器，設(shè)置仿真時間及采樣頻率，對系統(tǒng)進行仿真。根據(jù)之前設(shè)計繪制好的液壓系統(tǒng)原理圖，在AMESim軟件里進行液壓系統(tǒng)模型的搭建如下圖1.5所示。圖1.5液壓系統(tǒng)模型圖1.4液壓系統(tǒng)仿真液壓系統(tǒng)各個元件預(yù)設(shè)參數(shù)為：電機轉(zhuǎn)速2000r/min，液壓泵排量32mm/r，安全閥RLV1為210bar，RLV2為15bar，RLV3為210bar，RLV4為135bar，RLV5為250bar，RLV6為300bar，各個電磁換向閥的控制電流為40mA，蓄能器氮氣壓力83bar，體積4L，鎖緊缸內(nèi)徑32mm，活塞桿直徑28mm，活塞桿行程6mm，釋放缸內(nèi)徑80mm，活塞桿直徑32mm，活塞桿行程85mm，仿真時間25s，采樣時間為0.01s取樣一次，設(shè)置電磁換向閥電流源的輸入時間與輸出電流，模擬仿真液壓系統(tǒng)進行啟動、正常運行、清腔以及調(diào)整排料口操作時的狀態(tài)。圖1.6啟動階段鎖緊缸活塞桿位移變化圖圖1.7啟動階段釋放缸活塞桿位移變化圖圖1.6為破碎機啟動階段鎖緊缸的活塞桿位移曲線圖，橫軸為時間，縱軸為位移。參數(shù)設(shè)定了5s后為液壓系統(tǒng)的啟動階段，圖中活塞桿的位移一開始是初始狀態(tài)為0，5s后液壓油進入鎖緊缸使活塞桿向上抬升，在6.75s達到最大行程且趨于穩(wěn)定無抖動，反應(yīng)迅速平穩(wěn)。圖1.7為釋放缸活塞桿位移圖，啟動階段釋放缸的無桿腔進油，活塞桿一直處于最低端，仿真結(jié)果與實際預(yù)期相符合。圖1.8清腔階段釋放缸活塞桿位移變化圖圖1.8為釋放缸的活塞位移曲線圖。5s的時候為系統(tǒng)的清腔階段，釋放缸無桿腔進油，釋放缸活塞桿緩慢抬升，在6.71s的時候達到最大行程，上升過程穩(wěn)定無抖動，仿真結(jié)果大致能滿足預(yù)期要求。圖1.9液壓馬達扭矩圖圖1.9為液壓調(diào)整馬達扭矩圖，5s的時候為破碎機排料口調(diào)整階段，液壓調(diào)整