液壓系統(tǒng)Amesim計算機仿真進階教程(附光盤)+新書推薦

liangquan6

本書是用Amesim仿真軟件進行液壓系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)等領(lǐng)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?qū)W習液壓傳動基礎(chǔ)知識，一舉多得,。

本書可供工程技術(shù)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(tǒng)計算機仿真的科研人員參考,。

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liangquan6

前言
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,，各行各業(yè)涌現(xiàn)出了名目繁多的仿真軟件，流體傳動與控制領(lǐng)域也不例外,。通常所說的流體傳動與控制系統(tǒng)指液壓系統(tǒng),，也包括氣動系統(tǒng)。本書主要講解液壓系統(tǒng)的計算機軟件仿真方法,，并且主要介紹的是液壓傳動系統(tǒng)的靜態(tài)特性仿真,，不涉及伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能仿真。
目前市面上流行的液壓系統(tǒng)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(tǒng)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(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,。
首先要說明的是,，本書介紹的是液壓系統(tǒng)仿真的基本知識，要想看懂本書,，必須擁有一定的液壓基礎(chǔ)知識,。筆者在寫作本書的過程中，深深地體會到液壓技術(shù)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(yīng)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(jié)構(gòu)參考了國內(nèi)通行的液壓傳動教材的結(jié)構(gòu),，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(shù)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(shù)設(shè)置，最后是仿真,。本書關(guān)注用Amesim解決液壓問題,，因此許多關(guān)于Amesim的基本操作方法，介紹的不多,，比如仿真結(jié)果的顯示和處理,、批處理的設(shè)置方法、超級元件的設(shè)置方法,、圖標的繪制和創(chuàng)建等等,。這些操作方法，讀者可以從本書的姊妹篇《液壓系統(tǒng)Amesim計算機仿真指南》和Amesim的幫助文件中找到相關(guān)答案,。所以讀者學習Amesim,，最好擁有一定的英文基礎(chǔ)。
0 C* B% A" b1 R0 k5 V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(gòu)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(xiàn)成提供的元件的仿真模型，進而解決實際工程問題。
! K# V6 m8 E- J1 `1 \9 H& b本書第1章介紹了液壓系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)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(tǒng)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(nèi)容在后面的章節(jié)中會經(jīng)常用到，并且內(nèi)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(fù)雜,，完整再現(xiàn)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(shè)計庫,、機械庫、信號庫等內(nèi)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(nèi)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(shù)設(shè)置方法,，還介紹了用液壓元件設(shè)計庫搭建插裝閥仿真模型的方法,，本章對液壓系統(tǒng)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(diào)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(gòu)庫和液壓庫的聯(lián)合仿真方法,；第8章介紹了比例伺服系統(tǒng)的仿真方法,，由于本書的目的不是為例介紹液壓系統(tǒng)動態(tài)特性的仿真方法，因此這一章沒有介紹動態(tài)系統(tǒng)的常見內(nèi)容（如時域分析,、頻域分析和校正等）,，而是通過循序漸進的設(shè)計實例，介紹了比例伺服液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法,，并用仿真驗證了設(shè)計方法的可行性,，對提高讀者的液壓系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)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(chuàng)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(wèi),、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(jié)構(gòu)給出了良好的意見建議,，并親自撰寫了部分章節(jié)，在此對兩位工程師的幫助表示深深地感謝,！
- V; R* ], ]2 _Amesim軟件龐大復(fù)雜,、功能眾多，液壓技術(shù)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(nèi)的液壓元件、液壓系統(tǒng)設(shè)計分析能力,，貢獻自己的一點力量,。
2015年7月

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目錄
! l: }" v. e+ {: I前言        1
4 ]1 E. p' Z8 U7 N4 W( }6 R9 E第1章 液壓系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)知識        7
( k3 {* Z+ C" {1.1節(jié) 仿真概述        7
1.2節(jié) Amesim中液壓仿真的總體介紹        9
. U4 S/ m$ _  U3 e: s( d1.2.1 Amesim中的庫        9
: g" s! k% J4 g; b) X, q& M4 o3 [8 U$ Z1.2.2 液壓系統(tǒng)的組成        11
: |9 g* x6 b% H( I$ Q( }$ Z7 H1.2.3 第一個實例        14
. _3 i/ L( Y- ~2 u2 T1.3節(jié) 系統(tǒng)代數(shù)環(huán)的概念與解決方案        18
1.3.1 代數(shù)環(huán)的概念        18
1.3.2 代數(shù)環(huán)的解決方法        19
  q1 s9 B/ T( I3 P  k4 Q7 z! c第2章 液壓油和液壓流體力學的仿真        21
% b4 o) {- d2 g) x! l- I2.1節(jié) 流體的基本屬性        21
2.1.1 概述        21
6 `* R5 t1 d0 \$ L( u; K2.1.2 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(xiàn)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(jié) 流體靜力學        32
4 ]9 v) H$ s% v6 P0 A* L  N2.2.1 液體的靜壓力及其特性        32
2.2.2 靜壓力基本方程式        33
+ \7 Z* Q6 f7 j9 ^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
7 [, X# n2 C6 _7 K2.3節(jié) 流體動力學        37
8 z9 i. M: C# I* s- ?, m1 ?2.3.1 液體連續(xù)性原理        37
* C6 |( I0 U& E. Y1 f2.3.2 流體連續(xù)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 A; d( @) b+ a0 l2.3.5 動量方程        40
2.4節(jié) 孔口和縫隙流量        41
2.4.1 孔口流動        41
0 z7 ?! o+ h6 t- n0 j7 @5 z2.4.2 縫隙流動        44
8 x4 E% G+ U* R* t! H7 c2.4.3 Amesim中的節(jié)流孔        44
6 z4 w1 X. ^5 |" F1 \2.4.4 總結(jié)        45
9 m0 o7 T4 H' H3 d2.4.5 孔口流量公式的仿真        46
2.4.6 參考壓力下的流量        48
9 v% \. e3 A. q2.4.7 孔口出流        49
2.5節(jié) 液體流動時的壓力損失        52
: a- ]6 |" j; I+ w2.5.1 液體的流動狀態(tài)        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
$ z6 M  l& d' q2.6節(jié) 動量方程的應(yīng)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
0 p6 u0 t9 K* ^2.6.3 錐閥的穩(wěn)態(tài)液動力        61
+ z" v* W+ g/ G" ]: {6 d4 K1 z2.6.4 圓柱滑閥液動力仿真        61
2.6.5 錐閥的穩(wěn)態(tài)液動力        62
- o  \3 a7 {2 m! x2 `第3章 液壓泵仿真        65
3.1節(jié) 采用液壓庫的液壓泵仿真方法        65
- C* B6 ~# [" V! S3.1.1 流量源的使用方法        65
4 \7 k& n: Y: D3.1.2 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
5 q3 N- g9 w5 N5 ?- P8 y( K- Y3.1.4 恒壓變量泵模型的使用方法        67
4 @7 V# ~: q6 M. W3.2節(jié) 液壓泵液壓元件設(shè)計庫仿真基礎(chǔ)知識        68
2 ~. c' B. K4 s' x7 y3.2.1 常見泵的機械結(jié)構(gòu)及工作原理        68
; Z7 ~& V% i7 ^8 Q. L( k2 b7 P2 |* D3.2.2 Amesim中構(gòu)建泵模型常用庫元件        69
3.3節(jié) 柱塞泵的仿真        72
3.3.1 軸向柱塞泵的仿真        72
* Y: V2 t, L) ^8 G1 r8 b; j  k7 u% K9 L第4章 液壓缸仿真        87
4 B0 D3 _3 V' e4.1節(jié) 液壓缸仿真的基礎(chǔ)知識        87
4.2節(jié) 液壓庫中的液壓缸模型        87
3 S: I( J% q6 T) W* G2 m+ _4.3節(jié) 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
* Y  W" @6 [0 s: u1 l4 n+ Z, |+ A+ }4.4節(jié) 活塞缸仿真模型        93
4.4.1 單桿雙作用        94
$ e+ u) ~7 l2 I% X+ Q: i4.4.2 雙桿雙作用        95
) x2 n  ~  k* e0 k8 a4 `3 l4.4.3 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
$ c% ^1 Y4 K+ F5.1節(jié) 蓄能器仿真簡介        100
+ ]  W: g. ~9 T! M0 a7 n5 n  w5.1.1 蓄能器技術(shù)概述        100
2 \$ d& G/ o; G) Y4 S3 A5.1.2 蓄能器功用        100
; L: b6 Q1 r% R) |5.1.3 蓄能器的計算和選型        101
7 k- G/ D9 n! {7 H8 Z/ I5.1.4 Amesim中的蓄能器參數(shù)        103
5.2節(jié) 蓄能器仿真實例        105
5.2.1 蓄能器數(shù)學模型的簡單驗證        105
5.2.2 較復(fù)雜的蓄能器仿真        107
  a; Y( S1 @) a6 [# Q3 a: x8 i5 @第6章 液壓控制閥的仿真        113
6.1節(jié) 液壓控制閥Amesim仿真概述        113
6.2節(jié) 單向閥和液控單向閥        113
6.2.1 單向閥        113
6.3節(jié) 方向控制閥的仿真        118
+ g! c* \0 I) p/ ^: R; r) Y6.3.1 方向控制閥的系統(tǒng)級仿真        118
6.3.2 方向控制閥元件級仿真        119
6.4節(jié) 壓力控制閥的仿真        125
6.4.1 溢流閥仿真        125
" s" M- n8 p$ e$ s3 R0 c! U6.4.2 減壓閥仿真        135
1 v9 y; ]9 _& E& G" D- G6.4.3 順序閥仿真        139
& V: K. q) S" A% Y: \6.4.4 壓力繼電器仿真        148
6.5節(jié) 流量控制閥的仿真        152
6.5.1 節(jié)流孔的仿真        152
6.5.2 節(jié)流閥的仿真        158
6.5.3 調(diào)速閥的仿真        158
6.6節(jié) 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
0 B8 [! d9 j$ U: S第7章 液壓回路的仿真        172
( ^$ {* O1 N0 R* ~2 z7.1節(jié) 液壓回路仿真基礎(chǔ)知識        172
8 H) _$ u& @1 T6 ]. n7.1.1 3端口液壓節(jié)點        172
' k% B$ R8 j" d7.2節(jié) 調(diào)速回路的仿真        173
& Z$ ]+ Y) x6 L7.2.1 進油節(jié)流調(diào)速回路        173
7.2.2 回油節(jié)流調(diào)速回路        177
" N' t. v3 O6 u- e2 k7.2.3 旁路節(jié)流調(diào)速回路        182
2 {; b2 L% h5 ]  n" y) Q7.3節(jié) 方向控制回路的仿真        184
- |$ s- `* l- H% C4 {$ O- l7.3.1 淬火爐        185
$ y" V& N  D8 w1 m; r8 p7.4節(jié) 壓力控制回路的仿真        192
" ~: M* ~, L3 i* Z1 s! N7.4.1 保壓回路        192
: }) b+ m# Q6 D$ b# b7.5節(jié) 平面機構(gòu)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(tǒng)仿真        204
8.1節(jié) 伺服系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)知識        204
" }# p( @. a9 r8.1.1 比例換向閥的流量計算        205
8.1.2 流量計算實例        206
. X6 }9 e& D- }. g. Z8.1.3 仿真實例1        206
0 ~1 k0 p& O5 A8.2節(jié) 不考慮負載和摩擦的雙活塞桿閥控缸系統(tǒng)        207
; O8 F3 N2 U* c" b+ H1 N! t5 G9 \8.2.1 理論分析        207
8.2.2 仿真實例2        210
2 ~+ @+ |) }  n) h1 m( D8.3節(jié) 不考慮負載和摩擦力的單活塞桿閥控缸系統(tǒng)        213
; a1 D  Z( [* V, `5 j8.3.1 單活塞桿液壓缸的面積比        213
- M* K' f- o: ^; M' s2 X8.3.2 前進行程：兩腔的壓力和控制邊上的壓力降        213
' r  @+ w: @0 U9 p) i! s: q, |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(tǒng)前進后退速度的比較        217
8.3.6 使用3位4通開關(guān)閥的閥控缸系統(tǒng)前進后退速度的比較        217
. G/ j3 N+ Z( g( @9 X, @& Z8.3.7 仿真實例3        217
: W3 K" Y2 U7 X& R3 e/ ^' y8.4節(jié) 考慮負載和摩擦的雙活塞桿閥控缸系統(tǒng)        220
1 ~9 _9 u' l* @$ U8 h; [5 b  j8.4.1 驅(qū)動活塞的最大力        220
; m) V! T6 B1 [. B6 A0 Q* E8.4.2 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
  i% d! a, C5 D1 v4 s$ Y/ R9 C8.4.4 運動速度的計算        221
8.4.5 泵的大小        222
9 ~9 W0 e7 X" t. D) P6 l# r, f8.4.6 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(jié) 考慮負載和摩擦的單活塞桿閥控缸系統(tǒng)        226
3 o) y( D, r1 [8.5.1 驅(qū)動活塞的最大力        226
: l$ w: S& ~9 R; e( T0 r8.5.2 恒定運動速度的輸出力        227
- J* `' v7 Y+ R$ N9 q8.5.3 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
( r4 x6 z' X- m2 s- w5 \, x' E8.5.5 負載力的影響        229
  b- ]/ O; o% C8 |$ Q8.5.6 泵的規(guī)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

wangyu2192

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倒影年華

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我有FLUIDSIM4.2,有需要的可以聯(lián)系我

chen1052

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zs7445

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