[发明专利]一种液压挖掘机虚拟样机的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压挖掘机虚拟样机技术领域，特别是一种液压挖掘机虚拟样机的建立方法。

背景技术

多路换向阀是挖掘机液压系统的核心零部件，很大程度上决定了液压挖掘机的性能。目前国内已经有部分主机生产企业因自身发展需要，开始自主研发包括多路换向阀在内的工程机械关键液压件，但在设计研究方面仍然缺乏必要的理论与足够的技术支持。

传统的基于物理样机的产品开发设计模式，面临着高昂的设计成本以及较长的设计周期等诸多问题，在激烈的市场竞争中，单纯地使用这一模式已成为过去。

和传统的基于物理样机产品开发设计模式相比，基于仿真技术的产品设计开发模式无需制造实物样机，而是采用仿真模型替代传统设计开发模式下的物理样机对相关设计参数进行测试评估，模型参数修改方便，能很容易实现设计的多样化，柔性好，减少不合理方案盲目上马的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压挖掘机虚拟样机的建立方法，该方法有利于提高液压挖掘机虚拟样机仿真结果的准确性，降低试验成本，提高试验效率，缩短设计时间。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种液压挖掘机虚拟样机的建立方法，包括以下步骤：

步骤1：在动力学仿真软件ADAMS中建立液压挖掘机的动力学模型，在液压系统仿真软件AMESim中建立液压挖掘机的多路阀液压系统模型；

步骤2：将所述动力学模型和多路阀液压系统模型仿真过程中存在关联的相关状态变量与参数作为两个模型之间的传递参数，利用ADAMS软件的Controls模块和AMESim软件的interface模块建立软件接口，进行实时数据传递，对挖掘机的动力学模型和多路阀液压系统模型进行联合仿真；

步骤3：在液压系统仿真软件中查看仿真结果。

本发明的有益效果是：

1、建立液压挖掘机机械模型与多路阀液压系统模型，通过联合仿真的方式，充分利用软件各自的优点，使建模过程更为简单，且使各软件的积分器对机械系统和液压系统各自建立的模型方程的计算更有针对性，结果更准确。

2、通过建立虚拟样机进行仿真试验，可以降低试验成本，提高试验效率，缩短设计时间，对液压挖掘机多路阀的设计研发具有重要意义。

附图说明

图1是本发明实施例的工作流程图。

图2是本发明实施例的挖掘机多路阀液压系统模型图。

图3是本发明实施例的挖掘机机动机械装置与液压系统联合仿真模型图。

图4是本发明实施例的挖掘机多路阀结构参数快速定义用户界面图。

图5是本发明实施例的挖掘机机械模型的主要约束列表。

图6是本发明实施例的AMESim、ADAMS模型接口变量列表。

图7是本发明实施例的MATLAB与AMESim部分接口命令列表。

图8是本发明实施例的MATLAB中部分ActiveX控制命令列表。

具体实施方式

本发明液压挖掘机虚拟样机的建立方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：在动力学仿真软件ADAMS中建立液压挖掘机的动力学模型，在液压系统仿真软件AMESim中建立液压挖掘机的多路阀液压系统模型；

步骤2：将所述动力学模型和多路阀液压系统模型仿真过程中存在关联的相关状态变量与参数作为两个模型之间的传递参数，利用ADAMS软件的Controls模块和AMESim软件的interface模块建立软件接口，进行实时数据传递，对挖掘机的动力学模型和多路阀液压系统模型进行联合仿真；

步骤3：在液压系统仿真软件中查看仿真结果。

在本发明较佳实施例中，在CATIA软件中建立液压挖掘机的三维实体模型，利用CATIA软件与动力学仿真软件ADAMS的软件接口，将所述液压挖掘机的三维实体模型导入ADAMS软件中，克服了ADAMS中难以建立三维实体模型的缺点，利用ADAMS软件对所述液压挖掘机的动力学特性进行分析，建立所述液压挖掘机的动力学模型。

在本发明较佳实施例中，利用MATLAB软件的GUI模块建立可快速定义液压挖掘机动作、负载和多路阀结构参数的参数定义用户界面。对所述液压挖掘机虚拟样机和参数定义用户界面进行数据关联，利用AMESim软件将液压挖掘机虚拟样机所需参数（液压挖掘机动作、负载以及多路阀结构参数等）建立成全局变量，通过MATLAB软件调用EXCEL软件并读取其数据，将数据赋给全局变量，以进行液压挖掘机虚拟样机参数设定。