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摘要：因为多物理场的影响，管路系统会存有非常复杂的流固耦合非线性特性，所以，我们就要对管路的设计要有更高的要求。为了能够找到更有效的液压管路的动态特性和优化设计的方法，本文先从它目前的研究现状着手，提出了一种管路设计分析模型，经过该模型可以对管路系统进行详细的设计和准定量的分析，它能够调整最关键的参数，就能快速的找到它对系统的影响。根据研究实验我们知道了，仿真跟实验结论基本一致，这就更加充分的说明了仿真模型的精准性，经过使用这个模型可以快速的对它的动态特性以及压力损失进行更精准的定量分析。
关键词：液压管路；动态特性；分析与试验；
前言
能够连接液压系统每个元件重要的纽带就是管路，它的动态特性不光会影响到液压元件性能，同时还能影响到连接液压元件管路的性能。上文中我们提到了它受到了多物理场，而产生出多尺度或者流固耦合非线性等特性，因此，它的设计过程是非常复杂的。因其具有沿长度方向分布的惯性和容性以及阻性，所以在整机工作的时候会产生影响液压系统控制精准以及响应速度的因素，从而给整个系统的正常运行带来一定的影响。
一、液压管路动态特性研究现状
液压管路是流体传输和传动以及控制系统中最关键的元件，它动态性能的正常会给液压系统的精准性和可靠性带来一定的影响。液压管路可能会受到系统中其它元件状态的变更或者干扰而产生一些非正常流动，这就会给液压系统中其它元件的正常运行带来一定的影响，更严重的情况可能会给其它元件带来破坏。所以，相关人员要重视液压管路的动态特性，可以将它设立一门单独的学科，对液压管路力学进行深入的研究。当前，对于对液压管路动态特性的研究有了突破性的成果，从这些成果中可以快速的找到液压管路对液压系统造成的影响，可以让相关人员设计出更加合理的系统，从而减少液压管路动态特性对液压系统造成的影响。
二、AMESim 专业液压仿真软件
因为管路和管接头存有的压力波动以及压力冲击，会给执行元件等其他元件带来振动，并且这时的压力冲击产生的峰值压力会高出正常的2~3倍，因此，会给仪表和管路以及液压元件带来破坏，导致液压系统的使用年限缩短。所以，相关人员找到产生压力波动和压力冲击的出发点并且采取对应的解决措施避免出现更大的事故，是目前最为紧迫的事。
目前很多设计人员并没有对管路会给整车性能带来的影响提高重视，因此，在对整机设计的过程中不会考虑到压力损失和压力波动以及压力冲击对其性能带来的严重影响。因此，当前研究的重点就在于怎么能够全面的提升整车性能。
对管路设计的方法，目前设计人员还是采用以前的设计经验就会用到手工计算，但是以前的手工计算方法想要建模并且详细的分析还有很大的困难，不仅要投入很多的人、物力，同时还要耗费更多的时间，但是如果采用了最先进的科学技术，专业的液压仿真软件就可以有效的解决这些问题，并且还能大幅度的减少投入成本，缩短开发的周期。
AMESim 专业液压仿真软件采用的是功率键合图原理，它可以给使用者提供更加真实的图形化建模环境，它具备齐全的液压元件，并且有专用的液压管路哭，给使用者提供了更多类型的管道模型，以及各式各样的管接头和不同角度的弯管。它在建立液压系统数学模型的时候全面的考虑到了液压油的物理热性和液压元件的非线性也行，这个仿真软件跟其他的仿真软件相对比，更具有优势，因此，本文采用了 AMESim 专业液压仿真软件对管路进行建模仿真。
三、AMESim 模型建立及参数设置
当前对于液压管路设计采用最普遍的就是经验计算，在进行动态仿真时使用的是MATLAB 中 Simulink仿真的方法。这种仿真方法可以完成相应的仿真工作，并且取得良好的仿真效果，可是它在建模的时候容易依赖理论分析推导，因此，并不是所有的工程都能够应用它。因为整机的液压管路非常复杂繁琐，因此，这就要求仿真细节要更加完善，但是Simulink仿真方法不能完全适用于这种复杂的系统，所以相关人员采用了AMESim专业仿真平台进行仿真分析，它的应用极大地提升了建模仿真分析的效率以及精准性。
本文以某型号管路作为举例，根据它的工作原理和事实际结构，采用AMESim 仿真软件建立了整车典型管路的仿真模型，如图 1 所示。
图1 管路 AMESim仿真模型
这个仿真模型所用的所有的参数，都是根据实际结构参数和现场实际情况设定的，争取做到最真实的还原场景，它的发动机是根据外特性曲线设置，使用的液力变矩器是根据样本跟实验测得的数据进行设置，这样做才能够保证仿真模型的精准性。
四、仿真与实验结果分析
根据研究分析需要，针对实验所测量的数据类型，所需相关仪器主要包括数据采集仪、压力传感器、PC 处理终端及精密压力表。测点布置如图 2 所示。
压力传感器量程为 0~7MPa，流量传感器量程为100L/min，输 出 1~5V 电 压 信 号 经 转 换 后 输 出0~7MPa 压力信号和 0~100L/min 的流量信号。
表1 仿真与试验对比曲线
通过试验曲线可知，仿真与试验结果比较接近，因此该仿真模型准确度较高，在一定工况下可以根据仿真结果指导系统管路设计。
结束语
综上所述，经过对液压管路的研究分析，采用运用AMESim 仿真软件建立的管路仿真模型，经过试验测试，充分证明了仿真模型的精准性和有效性，这给后期对研究液压管路的静态以及动态特性提供了很多的理论依据。同时也证明了将该仿真方法应用在整机的设计分析中可以起到良好的帮助。
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论文作者:尹洪天,李建东,郝晓霞,朱聪聪,王英奎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/26
标签：管路论文; 液压论文; 特性论文; 元件论文; 模型论文; 动态论文; 压力论文; 《防护工程》2018年第34期论文;