amesim HCD库的使用

HCD库的使用1.前言HCD(HydraulicComponentDesign)含义是液压元件。HCD库可以由非常基本的模块，建造出任一元件的子模型。HCD大大增强了AMESim的功能。在使用HCD之前最好能够熟悉其他AMESim标准子模型。下面将提到建立该库的主要性，之后时是关于使用HCD的五个例子，最后给出了一些总体规则，以便更有效的使用HCD。前四个例子针对绝对运动，也是HCD应用的重点。第五个例子是针对相对运动。推荐重复练习前四个例子。使用AMESim，可由库中元件构建一个机械系统的模型。起初，AMESim用于这些元件的符号标记是给予基本的示方法（例如液压元件的ISO标记）。对于某一领域工程师，这里存在两个问：元件的差异技术的差异元件的差异问题可以表述为：无论有多少元件，都是不够的。例如一个液压千斤顶，有以下的可能：有一个或两个液压腔；有一个或两个活塞杆；有一个，两个或零个弹簧。这样一共就有12个组合，每个都需要一个单独的标记，而每个标记都必须至少对应一个子模型。对多数AMISim标记来说，一个子模型就足够了。在这种情况下，就需要12个子模型。如果考虑到伸缩式千斤顶，模型数量将会翻倍。有时还需要在端口进行不同设置，以得到不同结果，这就需要数量更大的模型。在标准AMESim库中，不可能提供如此大量的标记和相应的子模型。因此只提供力一些比较通用的元件标记和子模型。当然，AMESim的专家用户可以通过AMESet来添加新的标记和新的子模型。第二个问题，在AMESim中，要构建好的元件子模型需要什么技术或其他的软件。列表如下：懂得构建和操作该元件；清楚元件运作时的物理变化；给物理量制定数学运算法则，以便子模型由输入量得到输出量；可将运算法则编译成可执行代码。除此之外，还要对子模型进行测试、纠错和修正。这就意味着子模型的开发需要在机械、物理、数学和计算机科学方面的综合能力。这就是技术上的问题。同时具有这些技术的人寥寥可数，因此构建优良子模型的任务时专家级别的工作。HCD的开发就可以解决这些问题。上面提到了，传统AMESim库使用的模型使用的是标准ISO标记。这些标记是将模型细分成子模型。很显然这个细分不是唯一的，也不是最佳的方法。可以将细分应用于更大或更小的单元。HCD使用细分可以由最少的子模型创建出最多种的机械系统的模型。回到液压千斤顶的那个例子，可以发现所有建立起来的组合都是由下列元素组成的：压力作用下的液压流体；环状变化的容积腔；机械弹簧；由微元压力和面积产生的力推动的活塞。这才是对细分较好的利用，可以与基于ISO标准模型下的细分组合，很明显，基本模块少很多。因为每个单元都是工程中的实体，可以将其称之为技术单元。可以在商店买到相应的物理部件，组装成想要的元件。购物清单：1活塞2环形可变缸3机械弹簧4液压油在第2章中将继续介绍这个例子，还有一系列的例子可以逐步介绍HCD的功用。2.实例指南2.1.利用HCD构造截止阀在这一节，将构建入图1所示的截止阀。该元件的工作方式很简单。标准AMESim库已经提供了这类元件的子模型，对液压系统的一般仿真都是适图1用的。但当要与其他系统进行比较时，无法得到其动态特性，因为假定它是瞬时作用的。图2图3图2是HCD的标记。其中的元件列表如图4所示。前16个元件是用于绝对运动的。在图3中列出了三个特殊元件。第一个是电气元件，另两个是纯液压元件。其余的元件是用于相对运动的。这些相对运动元件的内外部件都是可动的；而绝对运动元件，若有外部部件，则为固定的。这里学习的重点是绝对运动的元件。前两个绝对运动元件是质量块，带有两个轴向直线端口，实现一维运动。第一个元件与第二个相比，运动位移上没有限制。该子模型可由提供的力计算出速度、位移和加速度。在两个端口都有输出。在端口1输出的是复制端口2来的反信号。当要显示该子模型的相关变量时，可以选择初始值（端复制值。加号和箭头表示速度、位移和加速度的正方向。对于多数绝对运动元件都有两个轴线直线端口，口2），而不是至少一个液压端口压缩性的压力体，它与需计算液压的子负，则压力阀球在一个限定位移内自由移动。在一个极限位置，阀是提供压力的。重要的的是要压力作用的活动面。在符号上用粗直线或曲线来表示这个活动面，还有箭头指向该面。它们通常与轴向直线端口相连形成一个元件：滑阀、液压执行机构或是上述的例子—截止阀。然而，许多其他部件也是以同样的形式构建而来的，如液压制动机构、自动变速箱以及燃料喷射系统的内部部件。这里最常用的液压元件就是有模型相连。该模型有四个液流端口，接收来流的流速和体积。由此可计算得到总体积和总来流量。如果中流量为正，则压力增加，为降低。最简单的截止阀中，门是HCD包含两个液压流道中为阀芯为球形的元件，一个是有两个液压流动端口，作用在两端口上的压力作为输入量；失去平衡，开始移动，表明这全关的，在另一个极限位置则是全开的。为了平衡，阀球的位置取决于作用在液压端口的压力。图4放置于平面圆上，另一个则是放置在锥形斜面上。放置于平面上的子模型如图5：如果阀球在右极限位置，则流道是完全关闭的；如果阀球在左极限位置，则流动是完全打开的；与阀球相连的杆在该模型中直径默认为0。阀球受到压力作用，里需要引入阀球的惯量。由于在截止阀中阀球的运动是有限制的，所以要选择图中右侧的子模型，其外部变量的详细如图6所示。图5图7给出系统的两种可能形式。每个系统都包括截止阀和两个压力源，以便对其口。remierSubmodel）是较为简便的进行简单测试。存在两种形式的原因很简单：为了让HCD的使用尽可能的简单，许多HCD的标记都对应两个子模型。回看图5中BAP21子模型的外部变量，可见BAP22的外部变量就是其镜像。所以这两个系统得到的结果是一样的，但为了让例子简化，按照图7(a)的系统进行构建。注意：零力源（F000）连接到自由机械端在子模型类型的选择上，使用第一个子模型（P。然而，如果要手动设置惯量，就要注意两种模型可能在位移限制上的不同，通常是与其是否具有终点挡板有关。在处理终点挡板处的接触时有种不同方法：图6(a)(b)图7理想无弹性碰撞，速度瞬时降到0；机械弹簧阻尼器。这两种形式都有可用之处，第二种方法需要设置弹簧和阻尼器的阻尼率。BAI21采取的是第一种处理方法。BAI21中参数，质量设为10g，位移下限设为0mm，位移上限设为4mm。子模型需计算质量力，因此还有个角度有设置。而在本例中，相对于压力，质量力可以忽略，所以对角度的设置是无关紧要的。这里有必要适当的设置一下动摩擦（库仑摩擦）和静摩擦。非零的粘性摩擦可以让该单元更稳定，但实际情况中，阀门通常是在全开或全关的状态。所以这里把粘性摩擦设为0。在HCD库中引入其他与摩擦相关的参量是为了实现静摩擦到动摩擦更为平滑的过渡。通常这些量都可以保留其默认值，若这里将动摩擦和静摩擦都设为0，那么这些量在任何情况下都不起作用。在BAP22子模型中，两个杆的直径都要设为0。最大流量系数（maximumflowratecoefficient）不要远离默认值0.7。临界流量数（criticalflownumber）可以控制达到这个系数的快慢，通常也是保留其默认值。在阀球上的总作用力就是作用其上的所有压力，也就是外部力，如图7（a），假定右边的压力作用在与孔口相邻的面积上，左边的压力作用在阀球的剩余面积上。这种假定在多数情况下都可得到满意的结果，但这里预备了一个修正条件：喷射力（jetforce）。这是个驱使球阀关闭的力。用一个系数——喷射力系数来决定考虑这个修正。默认为0，不考虑此条件，设置为1即考虑该修正。可通过实验数据设置成其他的值，以得到符合要求的子模型。将左边的压力源设为定值50bar。右边的压力源在1秒内由0bar升至100bar，再在1秒内降至0bar，进行一个2秒的仿真，设置间隔为0.01秒。图8绘制了通过截止阀流量随差压的变化，这是个动态子模型，所以当差压为负时，流量也不为0。尽管压力下降的稳态特性使阀门关闭，但惯量引起的阀球在离开稳态位置后的滞后导致了反向的流动。在阀门打开时也是同样的原因，使末尾的曲线不一样。为得到稳态特性，要让压力变化的更加缓慢，增加仿真时间。注意到球阀子模型还计算了在两个流动端口处外部变量中的体积，这些量将对液压千斤顶之后的一些部件起到重要作用。接下来，在截止阀中加入一个弹簧（SPR0），将其变换成为弹簧阀。修改后的系统如图9所示。在弹簧的另一端附上一个固定的零速度源（V000）。图8需要注意：弹簧始终处于被压缩状态。依旧有两种方式来构建这个阀，如图9中（a）（b）所示。惯性力作用在球阀的哪一面都可以。然而，弹簧必须在左侧，否则它会要将阀门打开而不是关闭。弹簧在两个端口都有一个作用力，所以左边的弹簧端口必须用一个零速度源关闭而不是零力源。调整弹簧刚度和预载荷以得到所期望的特性。通过对这些值的适当选择，可以设置一个开启压力和一个流量压力特性。（a）（b）图9在质量块子模型BAI21中计算得出基本位移和相应的速度。如图5和图6所示，这些值通过子模型BAI21。图10示意出弹簧子模型的外部变量。SPR00lenovo高亮接收来自BAI21的速度和另一个来自V000的速度（该速度通常为0）。图10图11当给弹簧设置参数的时，要尽可能给截止阀一个小的预载荷，以确定其开启压力。在图11中给出的是10N。采用与前一个例子相同的压力源，运行仿真。图12是截止阀在开启压力约为5bar的情况下的流量—压力特性曲线。在压力约为22bar时出现的斜率的变化是由于球阀到达它的行进极限。图13显示了球阀的速度，注意在阀门部分开启时出现了不稳定的现象（最好将间隔时间降至0.001秒，会显示的更清楚），可通过增加阻尼孔口来解决这个问题。这个办法就是第三个例子。图12图13作为练习，可按图14形式改变截止阀。这个阀将受到来自两个系统的压力，它将连接提供压力较大的那个系统。在中心的两个端口实际起作用的只有一个。确保连接球阀到节点的两条管路都被设置为直接连接（DIRECT）。阀建好后进行测试。两个压力源是供给系统，还有一个流量源。10秒内流量源流量从0变化到10L/min，左压力源从0bar到100bar，右压力源从100bar到0bar。为了使两球阀都可运动，还必须设置左球阀相对零位移的位移（lift）。质量块终点挡板的下限值为0，上限设为0.005m.。对右球阀，将其相应于0位移的开度设为0，左球阀开度设为5mm。运行仿真（10秒），绘制同通过每个球阀的流量和输出压力。图141.1.利用HCD构建液压缸图15这一节，介绍液压缸的构建方法，其简图如图15（a）所示。包含质量的液压缸模型是AMESim中带有的基本模型。利用HCD最简单的构建形式如图15（b）所示。同时构建如图16的系统。以便对使用HCD和AMESim基本库进行比较。注意这里惯性力的标记被镜像了。这里给出的位移常规符号与标准液压缸子模型HJ000中的一致。尽量自动选用第一个子模型。选择带有理想（刚性）终点挡板的质量块模型。在参数方式（Parametersmode）中对两个系统的参数进行设置，使其尽可能的相同。这点需要特别注意。子模型BAP11和BAP12非别代表活塞及其两侧的腔室，而这里不是两个活，而是一个。在活塞两侧的每个子模型都和压力源相连，箭头和粗直线表示了力的作用面。注意质量块子模型可以放置在左侧也可在两个半活塞之间。左侧子模型的活塞杆直径要设为0，而这两个模型的活塞直径都要设为25mm，做到标准HJ000的参数一致。右侧模型活塞杆直径要设为12mm。这时不用设置零塞压和位移时的腔长度这个参数，接下来要返回设置该值。注意到在用HCD子模型时，以下几个特征非常实用：全局参数复制参数普通参数活塞直径可用全局参数来命名为pdia，设为25mm，手动设置后即可拷贝到另一个子模型中。当然可简单的将其设为普通参数。在HJ000中，默认的行程时0.3m，默认的质量是1000kg。因此这里带终点挡板的质量块要把质量相应设为1000kg，行程下限为0m，上限为0.3m。箭头和号表示位移为0时，质量块在左边活塞的极限位置。因为HJ000中初始位移值就时0，活塞处于左位，所以相应在1中将初始位移设为0m。将提供的压力设为100bar，相应的信号输入频率设为1Hz，然后执行仿真。图17是位移有不同因很简单，在下面的系统（图16（b））是个阀和缸的直接（直接连接）子模型。即不存在动态效应，也就是说阀门直接作用在液压缸，力的动态特性仅仅是由液压缸内的液容引起的，这个容积是随着活塞的位置变化而变化的。与之相比，其上方的系统（图16（a）），在液压缸内没有这部分液容，但HJ000中的阀缸之间存在液压管道。压力的动特性是由管道中的加BAI2的仿真结果。为何结果稍？原压图17固定液容引起的。将这部分变化的液容加入液压缸也很简单，改进的系统如图20所示。这里的关键部件是与两个“半活塞”相连的液压腔（ch），相对应的子模型是BHC11，用于模拟压力的动特性。这个子模型有4个端口，每个的输入都是流量（L/min）和体积量（cm**3）。子模型对4个体积量求和，再加上一个死体；同时对流量求和。由这些值即可计算出其派生压力。该模型用于包含一些独立液容的复杂仿真，也可用于模拟泄漏流。本例中，只需要两个端口，另两个可以连接分别连接零流量源和零体积源，如图18所示。注意液压管道不是直接连到液容，而是在中间连接了两个如图19所示的液图9更改后的系统如图20所示。在BHC11中将死体设为50m3，使之与HJ000设置度有两种单位m和mm，是由于HCD子模型不仅用于液压缸的仿真，还有各种阀门的仿真，对于通常m作为长度单位都太大，而mm则比较合适。对质量块子模型，用m做单位，是为了跟标准AMESim子模型相对应。图21是分别用HCD和HJ000建模得到的位移的比较。可见两种方法已经得压节点，有时这样的连接出现在BHC11与其他子模型之间，是用于供给流量，而不是体积量。图8图10一致。当质量块的位移是0时，活塞处在左极限位置，这就意味着右液压腔的长度时0.3m，左腔的长度为0。因此将BAP11在零位移处的腔长参数设为300mm，相应的BAP12设为0。为何这里长huisen12附注图18 到了图21缝隙、活塞长度和速度计算而来的。粘性摩擦也随之计算出来。相同的结果。图22显示了CH中的体积变化。图22在上面HCD构造的模型中，没考虑经过活塞的泄漏。这一点，可以在两个“半活塞”之间加入一个泄漏模块即可，如图23所示。相对应的子模型是BAF11（其镜像是BAF12），计算的泄漏流量就是端口1，2的输出，提供一个体积量，而这个体积通常为0。也就是说这些端口可以连接到BHC11子模型上。泄流量是根据活塞直径、图23图24现在考虑如图24的情况。在标准AMESim库中不包括这个系统。构建后的形式如图25。对于HCD子模型来说，很容易看出基于系统进行的假定。在图25中，很明显压力动特性包含了泄漏和终点挡板的阻尼。而在图24中就不能清楚了解这些内容。图252.3构建伺服阀图26图27和输出载荷为A输出端压力又作为阀的驱动压力。构建该模型主要是想要在输出端能够维持一个预定的压力。弹簧力用来维持阀门的打开状态，而驱动压力则使之有关闭趋势。若负载压力低，弹簧力将阀门打开，流量增加；若负载压力高，则阀门会部分或全关。后接油箱回收排油。图27该系统的示意图。图28是用HCD元件构建的系统简图。图图28这里要构建如图26所示，有特殊压力需求的阀。输入压力为P。的注意：液压腔动态特性通过使用管道子模型HL000来进行模拟；不考虑泄漏；输出端A需要进行稳定化处理或设置阻尼孔口，否则工作不理想；有压力作用在活塞上的三个圆形或环形面上，与弹簧力同向或反向。图29用压缩性元件BHC1BHC11。与图28口，味着用一个固定容积来代替驱动压力腔的变化容积。因此会有所不同，但可通过设置HL000的参数，使之与驱动压力腔容积一致，结果就非常接近。在图29中，需用一两端口液压节点来连接标准液压元件：可变孔口和HCD子模的变间加以限制，图28所示的系统就已足够。但如果阻尼孔直接连到驱动腔上或是图29是在28模型的基础上稍加改进的系统。管道子模型HL0001代替。需要重点指出的是，容积变化由液压腔传递到子模型相比，在孔口和驱动端口之间的管道HL000中，加入了一个普通节流孔意型：液压腔Ch，原因是标准AMESim子模型只能提供流量。阻尼孔口相对应的子模型是HCD中的BHO11，与OR000不同的是，它每个端口都是0体积、0流量输出。还可进行其他改进变化，例如加入质量引起的动态特性，但这不会导致结果化。还有基于不同假设的其他改变，可能会导致结果明显的变化。在图28中，使用两压缩性管道（HL000），而驱动腔的体积内未考虑压缩性影响。图29还考虑到左（阻尼）和输入端之间的泄漏。就相当于给阻尼孔口附加一并行孔口。哪种假设更好？如果驱动腔体积相比管道的来说很小，就没有必要在两者之腔容积随阀芯位移而变化，就要考虑用图29所示的系统会更好。然而，用HCD建模是可以测试出不同假设条件下的连接的效果，并对结果进行比较。图30图30出了建立弹性腔的另一种方法，图28和图29更接近于带排油箱的自然情形，然而进一步检查发现，没有泄漏，加入一个泄漏量很简单，但可能这个量非常小。也就是说位移的不同就是在腔的弹性上，图30的压力始终为0，而图28和29中的压力只有当油箱的压力为0时才为0。构建如图29的系统，并采用第一个模型作为首选。在参数形式工作状态下，分别给两个孔口设置给定直径。可变孔口的最大直径设为8mm（不要忘了设置整数参数以便能够指定该孔口直径特征值）。BAO011和中间的为10N/(m/s)，位移下限设为0m，上限设为块模型BAI21相对应。当位移为0时，阀芯处于左极限位置，所以弹簧在位给。将阻尼孔口的直径设为0.5mm。与可变孔口相连的信号源，前5秒信号值由0到1线性增加，后5秒由1到0线性减小。这样模拟出一个变化的负载周期。子模型BAP12和BAO011的默认活塞/阀芯直径设为10mmBAP12子模型的活塞杆直径设为4mm，另外一个BAP12和BAP16的活塞杆直径设为0mm。这样就确保了中间腔的压力平衡，而左腔压力与弹簧力反向。对于BAF11泄漏模型，其直径和接触长度设为10mm。可用全局变量来进行设置。BAI21的质量设为0.03kg，粘性摩擦设0.0007m，初始位移（端口2位移）设为0.0007m。当位移为0时，阀芯在左极限位置，也就是阀门全开，BAO011相对于零位移的开口量（underlap）应为0。BAP16的弹簧刚度和预加载荷要能提供阀门保持原位的载荷压力，而位移要和质量移为0时处于最大拉伸长度状态，将此时的弹簧力设为200N，弹簧刚度设为10N/mm。此时驱动腔的长度达到最大，设为40mm，该数值可用来计算腔容积。然而，没考虑压力的动态特性，除BAP12以外的其他子模型的相关参数保图31留默认值即可，而BAP12则要给液压腔子模型提供一定的体积量。当位移为0时，腔长为最小，输入量为0。可以通过设定子模型BHC11中死体体积来增大这个输入。将控制腔（左BHC11）死体体积设为2cm3，输出腔（右BHC11）死体体积设为100cm3。供给压力设为100bar，定常。运行仿真10s。图31显示了负载压力的变化。可以看出系统大致维持25bar的压力，而在5s附近的压力发生了变化，可以在位移图中发现这是阀门全开的时刻。可见是某些参数影响了系统的稳定性。可将阻尼孔口直径设为1mm，再来显示负载压力和阀芯位移的图形。可以发现系统变的不稳定。再将此值改为0.8mm查看结果。最后说明，在驱动腔内或是在HL000管道内一个很小的体积都可使系统趋于不稳定。2.4位三通换向阀图32一驱动力的情况下，若阀芯向左移动，则提供的压力T。如果阀倘图32没有详细的表示出这些内容。系统可以是手动，也可能是电动或是液压驱动。弹性液容要通过阻尼孔口连接到中心腔，得到稳定的系统。33HCD注意：连接；三这节要构建的是一个方向控制阀。图32是一个三位三通阀。在没有任何该阀是在弹簧力作用下处于中间位置的。P将连接到端口A；若阀芯向右移动，则A连接到油箱芯很轻，一个很小的力就可以使其左右移动，这样的阀总是趋于全开或全关的。而当弹簧力很大时，就需要比单克服阀门惯性力大得多的力才能使阀门全开。若稳定，阀门就将处在中间位置，既不使全开也不是全关。图就是用元件构建的一个简单机械驱动的换向阀。图33阀芯质量的子模型被放置在中间；两个弹性/活塞子模型于中心腔相连，左边一个通过一个阻尼孔口其中一个液压腔（Ch）有5路的流量/体积的输入，因此需要一个节点；通过可变孔口的形式表示一个典型的负载；用一个简单的压力源来提供压力；个力源来模拟手动作用。一个参数。所有的活塞/阀芯直径和活塞杆直径都保留其默认值，恰好和本例相符。质量块模型，位移的上下限分别为0.002m和-0.002m，即总行程为4mm，中间位置的位移为0。按照变孔该孔口相连信号源的信号值是常量1。将阻尼孔口直径设为0.8mm。按照图35对驱动力进行周期性设置。压力源提供150bar的常压。10s，绘出结果。图36给出了阀芯位移随时间变化的情况以及通用一连接系统，仍然是选择各子模型的第BAI21的质量设为50g图34对BAP16的参数进行设置。BAO11子模型的腔长设为20mm。将可口直径设为4mm以确定相应的载荷。确保于图34图35运行仿真过载荷孔口的流量随阀芯位移的变化。像。在当前的系统中，因为质量在中间，只有BAO011是有用的。如果质量放在左极限或右极限位置，两个模型都起作用。当前BAO011的参数设置见图37。在零位移处的开口量是个很重要的参数，其默认值是0mm。图38给出了在零位形。将两个阀芯子模型的这个参数分别，发现第二种情况下，会出现死区（dead-band）作用。图36注意：系统在两个方向都运动到了极限位置；在中间位置完全截断了流量。由此，回过头来看阀芯子模型BAO011和BAO012。其中一个是另一个的镜移处，开口量分别为0、正、负的三种情均设为1mm和-1mm，运行仿真另两个需要注意的参数是：对应于最小面积的开口量对应于最大面积的开口量图37图38默认值，流通面积为0时的开口量为0，然后随着正开口量线性增加。第一个参数是开口量的下限，可能是由泄漏或是一些固定的小孔口导致的；第二个参数是开口量的上限，可能是由于环形孔口经过某个孔，或是如图39所示，阀芯的移动造成环形孔口的全部打开。图39图40是这两个阀芯子模型的相关参数。注意对应于最小面积的开口量没有出现在这里，是因为模型的泄漏已经通过缝隙和圆形边界明确的计算出来了。将子模型BAO011换成BAO013，然后再运行仿真。会发现再阀芯处于中间位置时，负载孔口存在一个小流量。这里从P到T液一直有少量泄漏。试着增大缝隙和圆形边界的半径，然后会发现增大这些参数会增大泄漏量。图40这个例子的模型将所用问题都高度细化。对阀门的设计者来说是非常适用的，但对于更多的使用者来说，更简单的方法要更合适一些。然而许多情况下，阀的动态特性及其控制系统近似为二阶传递函数，通过软件中提供的数据来定义这些参数。图41就是这样一个高度简化的系统。动态特性由一个二阶滞后提供，包括自然频率和阻尼系数；位移限制由一个饱和元件来实现；位移的最终值是不同的，并产生一个相应得速度；其他需要用来计算的量是子模型BAO011和BAO012空间上的相关数据。图412.5带移动缸体的液压缸通常得液压缸体是固定不动的或可假定为静止。然而，在其他情况下或是想得到更符合实际的结果就有必要将缸体得运动考虑在内。HCD中的相对运动子模型可以实现这一要求。可以用移动缸体来构建一个液压缸模型，并与固定缸进行比较。系统如图42所示。注意：在HCD中，不要把相对运动的子模型和绝对运动得子模型相混淆。相对运动子模型在库中的标记处于下方，而绝对运动子模型的标记则在上方。HCD中相对运动的子模型的终点挡板都是弹性的。是因为在撞击中，两个质量块是有限定的，有必要得到之间的撞击力。液压腔连有两端口液压节点，作为HCD液压流动端口与标准AMESim液压流动端口的分界。图42系统中下方的一个液压缸连有一弹性阻尼，再连一零速度源，这样就是一个带有柔性装置的液压缸模型。同样还是选用模型选项中的第一个子模型，对其参数进行设置，然后运行仿真。图43给出了运动和固定液压缸的活塞位移。图433.一般规则3.1介绍HCD库的设计是为了让用户能构建在标准AMESim库中没有的单元，不需要使用AMESet，不用编写程序代码。相对数量不多的基本元件却可用来构建大量的单元。HCD突破了传统的模型构建技术，但又没有完全脱离。用户还是需要有一定的机械基础，能够理解元件或系统工作的基本原理并能够对结果进行解释和。此外还有两个技术上的要求：理解输入、输出的关系对物理的理解，不需要很深的数学基础，只需能对重点问题作出解释。3.2输入、输出关系每一个单元符号代表一种子模型。一个子模型就是要收集一些量，也就是所谓的输入；然后计算一些量，也就是所谓的输出。输入从何而来，来自其他子模型的输出。图44模型之间通过端口相连，之间的关系的基本原则就是两个子模型要连接在一起，其中一个提供另一个的输入量。图44是原动机模型PM001和泵模型PU001的一个连接。箭头表示流动的方向。轴的转速这个量是PM001的输出，也是PU001的输入。T是扭矩，是PU001的输出，又是PM001的输入。两个模型都具有各自需要的输入量。与之相比，图45是尝试将孔口模型OR000和单向阀CV000连接到一起。两个模型都输出一个流量Q，都需要一个压力输入P。这种连接在AMESim中是不可能建立起来的，对这种连接图的专业名称是“输入输出不符”（causalityconflict），而其他领域的一些软件是运行这种错误的。在AMESim中，可以构建如图46的孔口和单向阀之间的连接，但不必要时无需进行这样的设计。真要这样连接，这将是一个“！模型”。关键是在于“压力”，不象电压和力会有些自身限制，；一旦达到－100bar，仿真就会宣告失败。图45图46这个原则很简单，但在HCD使用中要求分常严格。3.3设置参数的技巧特别的技巧包括：全局参数复制参数普通参数在使用HCD子元件构建单元时，经常需要对于一个相同的值定义数次。若用四个HCD元件构建一个滑阀的单元，就需将这四个元件中的阀芯直径都设为相同的值。这种情况下，建议使用全局参数，在这种方式下设定直径值。3.4使用动质量块在液压缸、阀及其他元件中，经常有一些部件会发生一维运动。通常这里可以使用HCD中的动质量块，而且必须是两个以解决输入输出的问题。最好的方法是用弹簧、阻尼器或其他两个端口都能够输出力的元件来连接这两个质量块。换句话说，刚性连接变成了弹性连接。动质量块的两个端口都是输出速度、位移和加速度。输出加速度主要是使之能够连接加速度传感器。而在HCD元件的连接中，速度和位移的输出是用来计算：速度导致的流量；腔长；腔容积。这些量中可能会有问题，需要进行设置就只有在零位移处的腔长，下一节将提到这个问题。最后，值得注意的是子模型BRI031的作用。该子模型的外部变量如图47所示。该模型内部体的质量已经设定，但外部质量无法设定。速度和位移由端口图472输入。就需要速度源和位移源。然而，它可以和其他相对运动的质量块子模型构成连接，如BRI022，模拟的是在一个外壳里的两个（或更多）内部体的运动。图48就是这样的一个例子。另外，还可以将这些移动的体与其他的体连接到一起，构建一个伸缩缸。图483.5设置零位移处的腔长这里所说的位移是子模型的一个输入量。通常来自HCD中的动质量块，设定好初始位移和位移上下限。这里必须设置零位移时对应的腔长。该值用于计算腔体积。虽然有些情况下，这个体积没有作用，但如果流入里BHC11液压动态块，就必须得到正确的体积量，且不能为负。3.6与标准AMESim连接的子模型多数HCD的液压端口都有个体积量，随着与之相连端口过来的流量变化。也是就说液压管道不是总能连接到这些端口的：没有液压管道的子模型可供选择。在这种情况下，要用一个两端口的液压节点来连接元件，它导入一个零体积来满足HCD子模型的要求。3.7.重点改造如果要利用HCD创建一个如图49（a）的的连接，需要一系列相互兼容的子模型。如果想要改进为图49（b）的系统，两个原有模型不再兼容，使问题升级。要解决这个问题，就要在重建之前，从HCD子元件的连接中将所有子模型移开。可在“拟定模式”（Sketchmode）用右键手动操作。图49此外，还有另外一种方法就是使用“映射子系统”的功能。要保证尽可能少的丢失参数值，这是个更好的方法。在“拟定模式”或“子模型模式”中使用此功能。选择图49（a）中子系统的所需部分，然后在“编辑”的下拉菜单中选择“复制到映象”。通过这一步，将所有选中的元件和管道子模型的参数记录在特设的备份系统——映射子系统中。接下来就可以重建如图49（b）的系统，设置新的子模型。在这个过程中，可以从映射子系统中复制所需参数。 HCD库的使用1 HCD库的使用2 HCD库的使用3 HCD库的使用4