[发明专利]锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法及系统

说明书

技术领域

本公开涉及工程机械仿真技术领域，具体涉及一种锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法及系统。

背景技术

根据虚拟样机技术应用的基础理论，从可视化角度，将三维几何模型为主体的机械系统动态仿真以及有限元分析称为三维仿真，将电气、液压和控制系统的仿真称为平面仿真。以三维仿真为主体，有机结合平面仿真技术，可以构建更加符合真实工况的多维虚拟样机模型，以获得更可靠的仿真结果。

大型锻造液压机属多体系统，针对该多体系统开发虚拟样机是一项复杂的多学科交叉和协作工程；目前，针对锻造液压机这类复杂产品的虚拟样机研究尚处于探索性阶段，而虚拟样机协同仿真也仅局限于纯机械、纯电气，或机械、电气联合仿真，不能提供全面、具体、真实展示锻造液压机整机工作状态和控制性能的协同仿真实现方法。

其中，将各子系统模型进行集成，建立锻造液压机多维虚拟样机模型，并实现协同仿真是上述项工程的核心技术。而本公开的主要目的即为提供一种锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法及系统，从而对此项工程提供有力的技术支持。

发明内容

针对现有技术中的部分或者全部问题，本公开的目的在于提供一种锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法及系统。

本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，一种锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法，包括：

S1.利用三维建模软件建立锻造液压机的机械本体三维几何模型；

S2.利用多学科仿真软件建立锻造液压机的电气及液压系统模型；

S3.将所述机械本体三维几何模型导入所述多学科仿真软件，从而与所述电气及液压系统模型进行集成；

S4.将所述机械本体三维几何模型导入动力学仿真软件，并通过所述动力学仿真软件建立所述锻造液压机的系统动力学模型；

S5.利用控制系统仿真软件建立所述锻造液压机控制系统模型；

S6.利用金属成形工艺模拟软件获取锻造工况成形力数据，并分别导入所述动力学仿真软件以及所述多学科仿真软件；

S7.依据选定的锻造工况，通过所述多学科仿真软件基于所述电气及液压系统模型生成控制信号，驱动所述锻造液压机的液压缸动作；

S8.将所述液压缸动作数据传递至所述动力学仿真软件中建立的系统动力学模型，驱动所述锻造液压机的活动横梁运动；

S9.所述活动横梁运动数据传递至所述控制系统仿真软件中建立的控制系统模型，将其与设定值比较，若满足锻造精度要求，保持所述控制信号不变，否则控制系统仿真软件根据所述比较结果更新所述控制信号；

S10.将更新后的控制信号传递至所述多学科仿真软件，并转至步骤S7，所述多学科仿真软件据以驱动所述锻造液压机的液压缸动作。

在本公开的一种示例实施方式中，所述步骤S9中根据所述比较结果更新所述控制信号包括：

将所述活动横梁运动数据与所述设定值之差乘以预设的比例系数作为补偿量更新所述控制信号。

在本公开的一种示例实施方式中，所述三维建模软件为SolidWorks软件；所述多学科仿真软件为ITI-SimulationX软件；所述动力学仿真软件为MSC.Adams软件；所述金属成形工艺模拟软件为Forge软件；所述控制系统仿真软件为MATLAB/SIMULINK软件。

在本公开的一种示例实施方式中，步骤S1后还包括，将所述机械本体三维几何模型导入有限元分析软件，进行有限元分析；

步骤S6还包括，将所述锻造工况成形力数据导入所述有限元分析软件，进行有限元分析；

所述步骤S10还包括，将所述MSC.Adams软件动力学仿真过程中指定部件的受力数据导入所述有限元分析软件，进行有限元分析。

在本公开的一种示例实施方式中，所述有限元分析软件为ANSYS软件。

在本公开的一种示例实施方式中，将所述机械本体三维几何模型导入所述ITI-SimulationX软件时，导入格式为*.stl；

将所述机械本体三维几何模型导入所述MSC.Adams软件时以及将所述机械本体三维几何模型导入所述有限元分析软件时，导入格式为*.x_t；

将所述锻造工况成形力数据导入所述MSC.Adams软件、所述ITI-SimulationX软件以及所述ANSYS软件时，导入格式为*.txt或*.xls。