[发明专利]一种利用仿真软件求解作动气缸速度的方法

说明书

本发明属于作动气缸速度仿真计算研究领域，涉及一种利用仿真软件求解作动气缸速度的方法。本发明采用在软件中将气缸零件的移动部分和止动端进行分割建模，并将止动端进行柔性化处理的建模仿真方式去模拟求解作动气缸速度。本发明解决了目前利用多体动力学仿真软件建立作动气缸仿真模型计算气缸速度精度不够高的问题，可应用于单级气缸及多级气缸的仿真建模，特别是对求解多级气缸重要参数的仿真效率和仿真精度具有较大提高。

技术领域

本发明属于作动气缸速度仿真计算研究领域，具体涉及一种利用仿真软件求解作动气缸速度的方法。

背景技术

作动气缸是作动分离悬挂物的重要功能部件，悬挂物的分离速度是重要性能参数指标。作动活塞在高压气体作用下，实现悬挂物作动分离，保证一定高的分离速度。其中高压气体是动力源，驱动活塞向一个方向运动，速度随行程而变化。对于多级作动气缸，多级作动气缸的活塞杆是多段短套筒形状组成的气缸，既保证了体积小又获得了大行程。

对于多级作动气缸，活塞在整个运动过程中，其速度是变化的，最大速度通常在行程的末端，而在每一级活塞的行程末端都要受到很大的冲击力。对于气缸当速度小于50mm/s时，气缸摩擦阻力的影响增大，而当速度高于1000mm/s时，气缸密封圈的摩擦生热加剧，加速密封件磨损，造成漏气，寿命缩短，还会加大行程末端的冲击力，影响机械寿命。高压气体、末级活塞运动到行程末端的冲击力、气缸运动过程中的摩擦力都成为影响气缸速度的关键因素。传统理论计算的气缸速度通常是指平均速度，不能反映活塞的末端速度。随着计算机技术的快速发展，运用多体动力学仿真软件进行气缸速度的计算已成为作动气缸设计特别是多级作动气缸设计的重要手段。然而，在运用仿真软件进行仿真分析的设置时，目前普遍采用的仿真方法是在软件中将各级活塞单独处理成一个整体的刚性体或一个整体的柔性体，通过创建接触，建立活塞之间的约束关系，由于各级活塞的止动端与其相邻的筒体全程存在接触力，导致计算量大，运行效率低，而且仿真精度也不高。

发明内容

本发明的目的是提供应用软件建立作动气缸模型和仿真速度曲线的分析方法，达到运行效率和仿真精度。

针对所述技术问题，本发明的技术方案是：一种利用仿真软件求解作动气缸速度的方法，包含在仿真软件中建模、仿真、添加约束求解，其特征在于：所述方法将气缸零件分割成移动部分和止动端分别进行处理。

移动部分和止动端分别处理方式一：在软件中先将气缸零件整体建模，再将模型分割成移动部分模型和止动端模型。

移动部分和止动端分别处理方式二：在软件中将气缸零件分割成移动部分和止动端，在软件中分别对移动部分和止动端建立模型。

在软件中将分割后的止动端模型进行柔性化处理。

本发明方法具体分为以下步骤：

1、在软件中对作动气缸进行三维建模；

2、在软件中对气缸零部件分割：对气缸零件三维模型的移动部分和止动端进行分割；

3、在软件中对止动端柔性化处理：对止动端三维模型进行柔性化处理生成柔性体；

4、根据实际工况，在软件中添加边界条件进行仿真；

5、根据仿真结果,得到气缸速度、冲击力。

本发明方法所述的分割步骤中，针对一级气缸，对气缸零部件分割的具体分割方式为：

a、将气缸的外部的缸筒1分割成缸筒体5、和缸筒内部止动端6；

b、将气缸内部的活塞杆4分割成活塞杆外部止动端13、杆体14。

本发明方法所述的分割后对止动端柔性化处理步骤中，针对一级气缸的具体方式为：将缸筒内部止动端6、活塞杆外部止动端13的三维模型通过软件进行柔性化处理生成柔性体。