[发明专利]一种应用于恒压变量液压柱塞泵疲劳寿命分析方法

说明书

本发明提供的一种应用于恒压变量液压柱塞泵疲劳寿命分析方法，对产品进行领域建模，包括液压柱塞泵的几何模型、液压模型、运动学模型、有限元模型等，有助于理解产品多维度的性能，符合现代设计需求的发展方向；然后进行关键部件的疲劳寿命分析，推进液压柱塞泵整体性能的提高；由于当前技术的局限，研究对象并不是液压柱塞泵整体；本发明以主轴和柱塞等为例，分析了液压柱塞泵关键部件的疲劳寿命，对于推进液压柱塞泵整体疲劳寿命提供了依据，也是对其整体性能研究的基础。

技术领域

本发明属于流体传动与控制技术领域，具体涉及一种应用于恒压变量液压柱塞泵疲劳寿命分析方法。

背景技术

随着航空工业的迅猛发展，运载体总体的寿命及其元件的寿命作为性能参数之一，是重要的考察指标。疲劳是液压柱塞泵一种极为常见的失效形式，液压柱塞泵的性能要求不断提高，疲劳寿命成为非常有意义的研究目标。

液压柱塞泵在使用过程中不断磨损、老化，为了防止事故发生、人员伤亡，了解其剩余寿命是十分必要的。传统的建立物理样机的试验方式，具有成本高昂、试验周期长等缺点，同时对于柱塞泵的各种物理信息的观察也存在极大的困难，这也是导致对于其寿命影响因素的研究不深入的原因之一。

虚拟样机是一种依赖于计算机技术发展的新兴技术，越来越多地被应用在航空航天、机械制造、国防工业等领域，具有良好的发展前景。它利用计算机软件建立机械系统的整体模型，针对系统使用过程存在的可能工况进行仿真，对于系统的整体性能进行分析与评估，从而为系统的设计提供优化依据。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于恒压变量液压柱塞泵疲劳寿命分析方法，可以计算液压柱塞泵疲的理论寿命。

一种应用于液压柱塞泵的疲劳寿命分析方法，包括如下步骤：

步骤1、液压柱塞泵的多领域建模，具体为：

采用UG软件建立液压柱塞泵的几何模型；应用AMESim软件建立液压柱塞泵的液压模型；

将液压柱塞泵的几何模型导入到ADAMS软件中，建立液压柱塞泵的动力学模型；

将UG软件建立的几何模型导入到ANSYS软件中，建立液压柱塞泵带分析部件的有限元模型；

步骤2、仿真分析与疲劳分析，具体为：

S21、将AMESim软件中液压柱塞泵的液压模型导入到ADAMS软件中，获得动力学模型所需的作用力；

S22、将待分析部件的有限元模型分别导入到ADAMS软件，替代步骤1中建立的动力学模型中待分析部件的刚体模型，以此建立液压柱塞泵的多体动力学刚柔耦合模型；

S23、基于S21获得所述作用力，在ADMAS中驱动液压柱塞泵刚柔耦合模型仿真，分别得到待分析部件的载荷文件；

S24、根据S23中得到的载荷文件，在不同的工况下选择一个周期内的载荷，导入到ANSYS 软件的有限元模型中，计算待分析部件的应力应变结果；

S25、将待分析部件的应力应变结果导入nCode软件，设置该部件的材料属性，结合疲劳寿命模型，估计待分析部件的疲劳寿命。

进一步的，还包括对所述液压模型、动力学模型以及有限元模型的模型封装，进而分别形成管理平台。

较佳的，所述液压模型对应的管理平台，利用Matlab与AMESim软件的接口函数，在Matlab-GUI中编写用户界面。

较佳的，所述液压模型管理平台的用户界面包括全局参数设置界面，仿真参数设置界面、仿真结果显示界面以及数据文件保存导出界面。