KYS系列空气动力注油泵虚拟机仿真及有限元分析

论文摘要

企业为了提高竞争力,必须尽快缩短新产品的研发周期,降低产品的研发成本,进行创新性设计,才能对快速多变的市场需求做出敏捷响应。随着液压与气动技术不断发展,对动力源泵的性能提出了更高的要求。为研究和设计高性能的注油泵,单纯运用传统的物理实验法,费工费时,变更参数或条件困难,有时甚至无法实现；并且空气动力泵系统又大量存在非线性环节。虚拟样机技术的发展为这类问题进行精确的仿真研究提供了可能性。虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术,用户和设计人员可以在计算机上建立机械系统的模型,伴之以三维可视化处理,模拟在现实环境下系统的运动和动力特性,它以对象的动力学/运动学模型为核心,其他相关模型为补充,利用多领域建模工具和仿真技术建立对象的虚拟样机原型系统。由于虚拟样机完全按照对象最本质的因素建模,在动力学特性上非常接近于物理样机,因而对虚拟样机的仿真评估可以代替对物理样机总体设计性能的评估。本课题将虚拟样机技术应用于气压传动领域,利用虚拟样机技术集成化的特点,以多刚体系统动力分析仿真软件ADAMS为核心,结合CAD软件Pro/E中建立的三维模型,把建立的三维模型导入ADAMS中进行仿真。并利用有限元分析软件ANSYS对泵的部分关键件进行模态和静态分析。后组成刚柔耦合模型。通过建立虚拟仿真环境进行研究分析,可以降低实验成本,提高试验效率,缩短实验周期,对于研究分析空气动力泵性能具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及来源
• 1.2 虚拟样机技术国内外发展现状
• 1.3 本课题研究目的及意义
• 1.4 课题研究方法及途径
• 1.5 本论文所做的工作
• 第2章 ADAMS软件概述及多刚体动力学基础
• 2.1 ADAMS软件功能概述
• 2.1.1 ADAMS软件概述
• 2.1.2 ADAMS建模、仿真的步骤
• 2.1.3 ADAMS测量
• 2.1.4 ADAMS仿真
• 2.1.5 模型参数化
• 2.1.6 模型参数分析
• 2.2 多刚体系统动力学基础理论
• 2.2.1 ADAMS建模和动力学分析基础
• 2.2.2 ADAMS运动学方程
• 2.2.3 ADAMS运动学方程的求解
• 2.2.4 ADAMS动力学方程
• 第3章 空气动力泵虚拟样机的建模与仿真
• 3.1 轴向柱塞泵的结构和工作原理
• 3.2 软件接口
• 3.3 空气动力泵的几何物理建模
• 3.3.1 三维实体建模
• 3.3.2 创建约束副
• 3.3.3 把模型导入到ADAMS环境
• 3.3.4 施加载荷
• 3.3.5 ADAMS运动学仿真结果与分析
• 第4章 泵的关键零件有限元分析
• 4.1 ANSYS软件基础
• 4.1.1 引言
• 4.1.2 ANSYS的功能
• 4.1.3 ANSYS的构成
• 4.2 利用ANSYS的模态分析
• 4.2.1 模态分析的意义
• 4.2.2 模态分析的定义
• 4.2.3 模态分析理论
• 4.2.4 模态分析的步骤
• 4.3 活塞的模态分析
• 4.4 活塞的静力分析
• 4.4.1 前处理Preprocessor建模
• 4.4.2 求解
• 4.4.3 后处理
• 4.5 拉杆的模态分析
• 第5章 刚柔耦合仿真分析介绍
• 5.1 ADAMS/Flex柔性体理论
• 5.2 ADAMS刚柔耦合的方法
• 5.2.1 软件接口
• 5.2.2 操作步骤
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢