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 基干COSMOSMotion的轴向柱塞泵运动仿真
发布者: 出处: 日期:2009/4/2 阅读:1783 推荐:0 点评:0
   

引言

轴向柱塞泵以其压力高、流量大、易于实现变量,为高压力、大排量、需要变量的液压系统中动力元件的首选。分析轴向柱塞泵的各种部件的运动关系,并绘制出其运动曲线对于轴向柱塞泵的理论分析和设计都有着重要意义。COSMOSMotion是一种用于机械系统仿真的计算机软件。它作为SolidWorks的一个插件,可以帮助设计人员利用已经建立的三维模型进行运动仿真。COSMOSMotion是一个全功能运动仿真软件,与当今主流的三维CAD软件SolidWorks无缝集成,可以对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学仿真,得到系统中各零部件的运动情况,包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力等。并以动画、图形、表格等多种形式输出结果,还可将零部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直接输出到主流有限元分析软件中,从而进行正确的强度和结构分析,其分析结果可指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。轴向柱塞泵的运动仿真步骤如图1。
 
1 轴向柱塞泵的建模

三维软件SolidWorks是一款基于特征造型的CAD软件,通过它可以很容易地建立轴向柱塞泵的各个零部件的实体,通过SolidWorks的装配图将各个零部件装配在一起.如图2所示。

 

                     图2   轴向柱塞泵的模型图

2 轴向柱塞某的运动分析

在SolidWorks中打开轴向柱塞泵的装配图,在SolidWorks主菜单"工具"中选择"插件",选中"COSMOSMotion",选项,激活了COSMOSMotion插件,就可以应用它进行轴向柱塞泵的运动分析。

(1)添加约束

COSMOSMotion共有旋转副、平面副、圆柱副、万向节、球副、固定约束和移动副,首先应根据轴向柱塞泵的实际情况添加适当的约束副,一般来说,在进人COSMOSMocion界面时,系统会自动地将在SolidWorks中的装配关系转化成约束关系,根据需要进行适当地修改就可以了,而不必重新进行定义约束,如果在装配体中定义的装配关系比较切合实际,甚至不需要进行任何修改,然后应根据实际情况定义主运动副。在这里应定义轴向柱塞泵的主传动轴为输人轴,其转速为900 r/min。最后在定义好各个零部件的材料等属性和受力情况,就可以进行运动仿真了。

(2)结果处理

图3中A线表示的是轴向柱塞泵的柱塞运动轨迹线,图4、图5和图6分别表示柱塞每一时刻的平均加速度,柱塞平均速度和柱塞上某一位置的瞬时加速度,移动以上3个图中的A线,就可以观察柱塞在该时刻A线所处位置的速度和加速度数值。

                               图3  柱塞的运动诡计曲线

                         图4   柱塞的平均加速度曲线

 

                       图5    柱塞的加速曲线
 
                    图6  柱塞的某位置加速度曲线


(3)干涉检查

轴向柱塞泵在仿真之后,可以检查零部件之间干涉的情况(见图7),调整斜盘的倾角,可以发现在斜盘倾角大于150时,柱塞和缸体之间存在干涉。
 


(4)输出文件

轴向柱塞泵的仿真文件可以翰出avi格式的动画或虚拟样机文件,做进一步研究(见图8和图9)。
 


3结语

本文制作了液压传动系统中常用的液压动力源轴向柱塞泵的虚拟样机,对轴向柱塞泵的运动情况进行了仿真研究,通过相关曲线和动画模拟直观形象地表达出轴向柱塞泵的运动情况,从而使设计者能了解如何做出正确的决策,以对轴向柱塞泵的设计提出改进措施,同时生成虚拟现实文件,可供进一步研究作参考。

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