液壓系統Amesim計算機仿真進階教程(附光盤)+新書推薦

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liangquan6

電梯直達

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發表于 2016-4-13 20:00:50 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本書是用Amesim仿真軟件進行液壓系統計算機仿真的進階教材，重點通過實例的方法，介紹用Amesim仿真軟件進行液壓系統建模和仿真的基本理論和操作技巧。所列舉的實例，涵蓋了流體力學、泵、缸、蓄能器、控制閥、回路及比例伺服系統等領域，讀者通過實例的學習，既能夠掌握Amesim基本操作技巧，又能夠學習液壓傳動基礎知識，一舉多得。

本書可供工程技術人員、科研單位和高校本科生研究生學習，特別是從事液壓系統計算機仿真的科研人員參考。

計算機, 光盤

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liangquan6

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樓主| 發表于 2016-4-13 20:01:08 | 只看該作者

前言
隨著計算機技術的飛速發展，各行各業涌現出了名目繁多的仿真軟件，流體傳動與控制領域也不例外。通常所說的流體傳動與控制系統指液壓系統，也包括氣動系統。本書主要講解液壓系統的計算機軟件仿真方法，并且主要介紹的是液壓傳動系統的靜態特性仿真，不涉及伺服系統的動態性能仿真。
目前市面上流行的液壓系統計算機仿真軟件主要包括：FluidSim、Automation Studio、HOPSAN、HyPneu、Easy5、DSHplus、20-sim、Amesim、MATLAB等等。本書以Amesim軟件為對象，介紹利用Amesim軟件進行液壓系統計算機仿真的基本方法，以期為Amesim軟件在中國的普及貢獻一點綿薄的力量，促進國內相關領域的發展。
首先要說明的是，本書介紹的是液壓系統仿真的基本知識，要想看懂本書，必須擁有一定的液壓基礎知識。筆者在寫作本書的過程中，深深地體會到液壓技術本身的功底對液壓仿真的重要性，建議讀者在學習本書的同時也應該更深入地學習液壓工程知識。但反過來，筆者認為，Amesim完全能夠勝任液壓虛擬實驗室的功能，對提高用戶的液壓工程能力，也能夠起到一定的作用。
本書的體系結構參考了國內通行的液壓傳動教材的結構，目的是想介紹一種思想，一種用Amesim解決液壓工程問題的思想。本書旨在證明一點，Amesim可以解決絕大多數液壓工程的仿真問題，它提供了從流體力學到液壓傳動、直到伺服控制的完整的液壓解決方案。
閱讀這本書，讀者首先要知道用Amesim進行仿真的基本步驟，即建立模型草圖，賦予子模型，參數設置，最后是仿真。本書關注用Amesim解決液壓問題，因此許多關于Amesim的基本操作方法，介紹的不多，比如仿真結果的顯示和處理、批處理的設置方法、超級元件的設置方法、圖標的繪制和創建等等。這些操作方法，讀者可以從本書的姊妹篇《液壓系統Amesim計算機仿真指南》和Amesim的幫助文件中找到相關答案。所以讀者學習Amesim，最好擁有一定的英文基礎。
本書的特色是介紹了Amesim液壓庫中沒有的元件的仿真模型構建方法，比如增壓缸、多級缸、壓力繼電器、插裝閥、柱塞泵等元件的Amesim仿真方法。通過學習這些元件仿真模型的建立方法，讀者最重要的是掌握其建模思想，一旦掌握了建模思想，就能夠舉一反三，從而能夠建立從前沒有見過或Amesim庫中沒有現成提供的元件的仿真模型，進而解決實際工程問題。
本書第1章介紹了液壓系統仿真的基礎知識，讀者可以先大致閱讀一下本章，重點是了解用Amesim進行液壓系統計算機仿真所需要的四個步驟，待到學習逐漸深入后，可以再返過頭來重新詳細閱讀，這樣讀者就能夠加深對Amesim的理解，從而提高能力，解決更深層次的問題；第2章介紹了液壓油和液壓流體力學的仿真方法，主要介紹了流體的屬性及其仿真實例、流量靜力學及其仿真實例、流體動力學及其仿真實例、流體流動時的壓力損失、孔口和縫隙的流動。這一章的內容在后面的章節中會經常用到，并且內容比較抽象，讀者要細心研讀；第3章介紹了液壓泵的仿真方法，重點介紹了柱塞泵的仿真建模方法，這一章的仿真實例比較復雜，完整再現了柱塞泵的Amesim仿真建模方法，并且涉及到了液壓庫、液壓元件設計庫、機械庫、信號庫等內容，有一定難度；第4章介紹了液壓缸的仿真方法，包括柱塞缸、活塞缸等內容；第5章介紹了蓄能器的仿真方法，并給出了仿真實例；第6章介紹了液壓閥的仿真方法，著重介紹了液壓庫中方向閥、壓力閥和流量閥的性能特點和參數設置方法，還介紹了用液壓元件設計庫搭建插裝閥仿真模型的方法，本章對液壓系統建模有很大的參考價值；第7章介紹了液壓回路的仿真，包括調速回路、方向控制回路、壓力控制回路，還介紹了利用Amesim的平面機構庫和液壓庫的聯合仿真方法；第8章介紹了比例伺服系統的仿真方法，由于本書的目的不是為例介紹液壓系統動態特性的仿真方法，因此這一章沒有介紹動態系統的常見內容（如時域分析、頻域分析和校正等），而是通過循序漸進的設計實例，介紹了比例伺服液壓系統的設計方法，并用仿真驗證了設計方法的可行性，對提高讀者的液壓系統設計能力有一定的幫助。另外，本書所有的液壓原理圖圖形符號都采用了《GBT/786.1-2009流體傳動系統及元件圖形符號和回路圖》標準。本書所有的仿真實例均由Amesim Rev13創建。另外，本書還附帶了包含所有仿真實例文件的光盤。
本書在寫作過程中，得到了西門子公司仿真工程師聶利衛、謝基晨的大力幫助和支持，特別是謝基晨工程師不厭其煩的解釋和講解，幫助作者克服了許多仿真難題，并且謝工程師也對全書的體系結構給出了良好的意見建議，并親自撰寫了部分章節，在此對兩位工程師的幫助表示深深地感謝！
Amesim軟件龐大復雜、功能眾多，液壓技術體系嚴謹、博大精深，筆者自知自己液壓功底尚淺，寫作本書，只希望能夠起到拋磚引玉的目的，希望對提高國內的液壓元件、液壓系統設計分析能力，貢獻自己的一點力量。
2015年7月

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liangquan6

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樓主| 發表于 2016-4-13 20:01:24 | 只看該作者

目錄
前言 1
第1章液壓系統仿真基礎知識 7
1.1節仿真概述 7
1.2節 Amesim中液壓仿真的總體介紹 9
1.2.1 Amesim中的庫 9
1.2.2 液壓系統的組成 11
1.2.3 第一個實例 14
1.3節系統代數環的概念與解決方案 18
1.3.1 代數環的概念 18
1.3.2 代數環的解決方法 19
第2章液壓油和液壓流體力學的仿真 21
2.1節流體的基本屬性 21
2.1.1 概述 21
2.1.2 流體密度 21
2.1.3 流體的可壓縮性 22
2.1.4 粘性 25
2.1.5 存在空氣和氣泡的流體 26
2.1.6 氣穴和氣蝕現象 27
2.1.7 液壓流體屬性子模型 27
2.1.8 流體屬性仿真實例 30
2.2節流體靜力學 32
2.2.1 液體的靜壓力及其特性 32
2.2.2 靜壓力基本方程式 33
2.2.3 液體靜壓力的仿真 33
2.2.4 帕斯卡原理 34
2.2.5 帕斯卡原理仿真 35
2.3節流體動力學 37
2.3.1 液體連續性原理 37
2.3.2 流體連續性原理仿真 38
2.3.3 理想液體的伯努利方程 39
2.3.4 實際液體的伯努利方程 40
2.3.5 動量方程 40
2.4節孔口和縫隙流量 41
2.4.1 孔口流動 41
2.4.2 縫隙流動 44
2.4.3 Amesim中的節流孔 44
2.4.4 總結 45
2.4.5 孔口流量公式的仿真 46
2.4.6 參考壓力下的流量 48
2.4.7 孔口出流 49
2.5節液體流動時的壓力損失 52
2.5.1 液體的流動狀態 52
2.5.2 壓力損失 53
2.5.3 流體屬性對層流紊流的影響 54
2.6節動量方程的應用 58
2.6.1 滑閥液動力 58
2.6.2 錐閥閥口通流面積及壓力流量方程 59
2.6.3 錐閥的穩態液動力 61
2.6.4 圓柱滑閥液動力仿真 61
2.6.5 錐閥的穩態液動力 62
第3章液壓泵仿真 65
3.1節采用液壓庫的液壓泵仿真方法 65
3.1.1 流量源的使用方法 65
3.1.2 定量泵模型的使用方法 66
3.1.3 變量泵模型的使用方法 67
3.1.4 恒壓變量泵模型的使用方法 67
3.2節液壓泵液壓元件設計庫仿真基礎知識 68
3.2.1 常見泵的機械結構及工作原理 68
3.2.2 Amesim中構建泵模型常用庫元件 69
3.3節柱塞泵的仿真 72
3.3.1 軸向柱塞泵的仿真 72
第4章液壓缸仿真 87
4.1節液壓缸仿真的基礎知識 87
4.2節液壓庫中的液壓缸模型 87
4.3節柱塞缸仿真 88
4.3.1 柱塞缸仿真 88
4.3.2 柱塞缸仿真實例 90
4.4節活塞缸仿真模型 93
4.4.1 單桿雙作用 94
4.4.2 雙桿雙作用 95
4.4.3 差動式 95
4.4.4 單桿單作用 96
4.4.5 增壓缸 97
4.4.6 增速缸 98
4.4.7 多級缸仿真 98
第5章蓄能器的仿真 100
5.1節蓄能器仿真簡介 100
5.1.1 蓄能器技術概述 100
5.1.2 蓄能器功用 100
5.1.3 蓄能器的計算和選型 101
5.1.4 Amesim中的蓄能器參數 103
5.2節蓄能器仿真實例 105
5.2.1 蓄能器數學模型的簡單驗證 105
5.2.2 較復雜的蓄能器仿真 107
第6章液壓控制閥的仿真 113
6.1節液壓控制閥Amesim仿真概述 113
6.2節單向閥和液控單向閥 113
6.2.1 單向閥 113
6.3節方向控制閥的仿真 118
6.3.1 方向控制閥的系統級仿真 118
6.3.2 方向控制閥元件級仿真 119
6.4節壓力控制閥的仿真 125
6.4.1 溢流閥仿真 125
6.4.2 減壓閥仿真 135
6.4.3 順序閥仿真 139
6.4.4 壓力繼電器仿真 148
6.5節流量控制閥的仿真 152
6.5.1 節流孔的仿真 152
6.5.2 節流閥的仿真 158
6.5.3 調速閥的仿真 158
6.6節插裝閥的仿真 160
6.6.1 插裝方向控制閥 161
6.6.2 插裝壓力控制閥 166
6.6.3 插裝流量控制閥 167
6.6.4 插裝閥仿真綜合實例 169
第7章液壓回路的仿真 172
7.1節液壓回路仿真基礎知識 172
7.1.1 3端口液壓節點 172
7.2節調速回路的仿真 173
7.2.1 進油節流調速回路 173
7.2.2 回油節流調速回路 177
7.2.3 旁路節流調速回路 182
7.3節方向控制回路的仿真 184
7.3.1 淬火爐 185
7.4節壓力控制回路的仿真 192
7.4.1 保壓回路 192
7.5節平面機構庫和液壓庫的仿真 198
7.5.1 帶有標準液壓庫元件的懸臂 198
第8章比例伺服系統仿真 204
8.1節伺服系統仿真基礎知識 204
8.1.1 比例換向閥的流量計算 205
8.1.2 流量計算實例 206
8.1.3 仿真實例1 206
8.2節不考慮負載和摩擦的雙活塞桿閥控缸系統 207
8.2.1 理論分析 207
8.2.2 仿真實例2 210
8.3節不考慮負載和摩擦力的單活塞桿閥控缸系統 213
8.3.1 單活塞桿液壓缸的面積比 213
8.3.2 前進行程：兩腔的壓力和控制邊上的壓力降 213
8.3.3 后退行程：兩腔的壓力和控制邊上的壓力降 215
8.3.4 速度計算 216
8.3.5 使用3位4通比例換向閥的閥控缸系統前進后退速度的比較 217
8.3.6 使用3位4通開關閥的閥控缸系統前進后退速度的比較 217
8.3.7 仿真實例3 217
8.4節考慮負載和摩擦的雙活塞桿閥控缸系統 220
8.4.1 驅動活塞的最大力 220
8.4.2 勻速運動時的活塞力 220
8.4.3 負載壓力，腔體壓力和通過控制邊的壓力降 221
8.4.4 運動速度的計算 221
8.4.5 泵的大小 222
8.4.6 仿真實例4（考慮負載和摩擦力的雙活塞缸液壓缸速度的計算） 223
8.4.7 負載力對運動速度的影響 226
8.5節考慮負載和摩擦的單活塞桿閥控缸系統 226
8.5.1 驅動活塞的最大力 226
8.5.2 恒定運動速度的輸出力 227
8.5.3 負載壓力、腔體壓力和控制邊的壓力差 227
8.5.4 前進和后退行程的速度的計算 229
8.5.5 負載力的影響 229
8.5.6 泵的規格 229
8.5.7 仿真實例5（考慮負載和摩擦力的單活塞桿閥控缸速度的計算） 229